自动控制实验1

实验1控制系统的多域数学模型实验性的要求掌握作为多个域的数学模型的传递函数的表现方法，能很好地相互变换各种表示。两个实验步骤(1)精通教科书第41页的传递函数的各种表现方法，包括一般形式、零极形式、部分分式形式。 精通控制系统中常用的连接方式(串联连接、并联连接、反馈连接等)。(掌握Matlab中各种形式变换的函数： tf2zp ()； zp2tf ()； residue ()等。了解各种连接方式在Matlab中的显示方式： series ()； parallel ()； 反馈()等。(在Matlab中输入教科书第42页的例子2-16的程序，观察结果并记录。Num=2 4； den=1 9 23 15；Sys1=tf(num，den )z，p，k =tf2zp (编号，den )Sys2=zpk(z，p，k )r，pp，kk=residue(num，den )传输功能：2 s 4-s3 9 s2 23 s 15Zero/pole/gain:2 (s 2)-(s 5) (s 3) (s 1)r=-0.75000.50000.2500pp=-5.0000-3.0000-1.0000kk=(在Matlab中输入教科书第42页的例子2-17的程序，观察结果并记录。num1=1 1； den1=1 5 6六； sys1=tf(num1，den1 )num2=1； den2=1 4； sys2=tf(num2，den2)sys3=TF (1，1 )num，den =系列(num2，den1，num2，den2)；sys=tf(num，den )sys3反馈(sys，sys3)传输功能：s 1-s3 9 s2 27 s 25(5)程序实现思考问题所要求的内容。三思维问题(1)已知的两个系统的传递函数分别为num=4； den=1 3 2 4；sys1=tf(num，den )z，p，k =tf2zp (编号，den )sys2=zpk(z，p，k )r，pp，kk=residue(num，den )传输功能：4-s3 3 s2 2 s 4Zero/pole/gain:4-(s 2.796) (s2 0.2037s 1.43 )r=0.4608-0.2304 - 0.5210i-0.2304 0.5210ipp=-2.7963-0.1018 1.1917i-0.1018 - 1.1917ikk=在Matlab中，表示该系统的模型，求出零极形式和部分分式形式。num=5 20 25； den=1 8 20 13；sys1=tf(num，den )z，p，k =tf2zp (编号，den )sys2=zpk(z，p，k )r，pp，kk=residue(num，den )传输功能：5 s2 20 s 25-s3 8 s2 20 s 13Zero/pole/gain:五(5 (s2 4s 5)-(s 1) (s2 7s 13 )r=1.7857 3.5053i1.7857 - 3.5053i1.4286pp=-3.5000 0.8660i-3.5000 - 0.8660i-1.0000kk=(2)已知系统的闭环传递函数：用Matlab以一般形式和部分形式来表示该传递函数。k=3；z=-2/3；p=-5 -3 -1；sys=zpk(z，p，k )num，den=zp2tf(z，p，k )r，p，k=residue(num，den )Zero/pole/gain:3 (s 0.6667 )-(s 5) (s 3) (s 1)num=0 0 3 2den=1 9 23 15r=-1.62501.7500-0.1250p=-5.0000-3.0000-1.0000k=(3)控制系统的构成图如下图所示，用Matlab求出系统的闭环传递函数。num1=1； den1=1 0； sys1=tf(num1，den1 )k=5；z=0；p=-2 -4；num2，den2=zp2tf(z，p，k )sys2=tf(num2，den2)num3=2 1； den3=1； sys3=tf(num3，den3)num，den =系列(num2，den1，num2，den2)；sys=tf(num，den )sys3反馈(sys，sys3)传输功能：5 s-s3 16 s2 13 s(4)控制系统的构成图如下图所示，用Matlab求出系统的闭环传递函数。num1=1； den1=1 0； sys1=tf(num1，den1 )num2=1； den2=1 0 1； sys2=tf(num2，den2)num3，den3=并行(num2，den1，num2，den2)； sys3=tf(num3，den3)num4=2 2； den4=1 2 5； sys4=tf(num4，den4)num5=3； den5=1 2； sys5=tf(num5，den5)num，den =系列(num4，den3，num4，den4)；sys=tf(num，den )sys5反馈(sys，sys5)传输功能：2 s4 8 s3 12 s2 10 s 4- -s6 4 s5 10 s4 20 s3 21 s2 22 s 6(5)控制系统的构成图如下图所示，用Matlab分别求出系统的开环和闭环传递函数。闭环：num1=1； den1=3 1；num2=1； den2=1 0；num3，den3=并行(num2，den1，num2，den2)；num4=1 2； den4=0 1；num5=2； den5=1 1；num6，den6=并行(num5，den4，num5，den5)；num7=2 1； den7=1 3 7；num8，den8=系列(num6，den3，num6，den6)数，den =系列(数8，数8，数7，数7 )； sys=tf(num，den )num9=3； den9=1 2； sys9=tf(num9，den9)sys9反馈(sys，sys9)传输功能：8 s5 46 s4 111 s3 129 s2 58 s 8-3s 619 s 584 s 4189 s 3222 s 295 s 12开放环路：num1=1； den1=3 1；num2=1； den2=1 0；num3，den3=并行(num2，den1，num2，den2)；num4=1 2； den4=0 1；num5=2； den5=1 1；num6，den6=并行(num5，den4，num5，den5)；num7=2 1； den7=1 3 7；num8=3； den8=1 2；num9，den9=系列(num6，den3，num6，den6)数十，数十=系列(数九，数九，数七，数七)；数十一，数十一=系列(数十，数十，数八，数八)；sys=tf(num11，den11 )传输功能：24 s4 90 s3 153 s2 81 s 12-3s 619