中北大学现代控制理论实验报告(共9页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上中北大学计算机与控制工程学院实验报告现代控制理论专 业 电气工程与智能控制班 级 XX学 号 XXXX姓 名 XX专心-专注-专业辅导老师 成绩 实验日期2017.04.25实验时间8:3011:30实验名称单级倒立摆系统控制特性分析实验目的1、旋转倒立摆线性模型建立与分析；2、利用 MATLAB 分析线性定常系统的可控性、可观性与稳定性；3、线性模型与非线性模型对比；实验内容（1）根据实验原理中提供的单级倒立摆模型及可控、可观、稳定性判定方法，自编写程序判断倒立摆系统中占空比 旋转臂角位移 ，占空比 摆杆角位移 q 两通道的可控性，求解两通道系统的变换矩阵 Qc；（

2、2）自编写程序判断倒立摆系统中占空比 旋转臂角位移 ，占空比 摆杆角位移 q 两通道的可观性，求解两通道系统的变换矩阵 Qo；（3）自编写程序判断倒立摆系统中占空比 旋转臂角位移 ，占空比 摆杆角位移 q 两通道的稳定性；实验原理或流程图 实验过程或源代码J=0.0423m=0.404r=0.19 L=0.198g=9.81G=0.0218H=0.1458a=J+m*r2b=m*L*r/2c=m*L2/3d=m*g*L/2E=a*c-b2A=0 1 0 0;0 -c*H/E b*d/E 0;0 0 0 1;0 -b*H/E a*d/E 0B=0 c*G/E 0 b*G/E'C=1 0

3、0 0;0 0 1 0D=0 0'Qc=ctrb(A,B)rank(Qc)QO=obsv(A,C)rank(obsv(A,C)z,p,k=ss2zp(A,B,C,D,1);Flagz=0;n=length(A);for i=1:nif real(p(i)>0 %判断极点的实部是否大于0Flagz=1;endenddisp('系统的零极点模型为');z,p,kif Flagz=1disp('系统不稳定');else disp('系统是稳定的');endstep(A,B,C,D);实验结论及心得rank(Qc)ans = 4，系统满秩，

4、故系统能控。rank(obsv(A,C)ans = 4，系统满秩，故系统能观。p = 0 -10.0111 -2.51799.3557系统极点的实部存在一个>0,故系统不稳定实验心得：掌握了基于 MATLAB 的系统可观、可控性判断方法以及基于 MATLAB 的系统稳定性判断方法。辅导老师 成绩 实验日期2017.04.25实验时间8:3011:30实验名称单级倒立摆极点配置控制系统设计实验目的1. 根据设计指标获取理想极点位置；2利用 MATLAB 基于极点配置方法求解状态反馈矩阵；实验内容实验原理或流程图实验过程或源代码引用实验1的全部程序并附加以下程序disp('原系统的极点');p=eig(A)' %求矩阵A的全部特征根P=-100;-101;-7.07+10*sqrt(-1/2);-7.07-10*sqrt(-1/2);K=place(A,B,P) %对系统进行极点配置disp('配置后系统的极点为')p=eig(A-B*K)'disp('极点配置后的闭环系统为')A=A-B*K;step(A,B,C,D)实验结论及心得极点配置后的闭环系统最终稳定Simulin