版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1、东北大学11控制系统计算机辅助设计MATLAB语言与应用控制系统计算机辅助设计第一部分1 function dx=lorenzeq(t,x)dx=-x(2)-x(3);x(1)+0.2*x(2);0.2+(x(1)-5.7)*x(3); x0=0;0;0; t,y=ode45(lorenzeq,0,100,x0); plot(t,y) figure;plot3(y(:,1),y(:,2),y(:,3),grid,2function y,yeq=f2a(x)yeq=;y=4*x(1)2+x(2)2-4; Aeq=;Beq=;A=;B=; xm=0;0; xM=;x0=0;0; f1=inline
2、(x(1)2-2*x(1)+x(2); x,f=fmincon(f1,x0,A,B,Aeq,Beq,xm,xM,f2a);x,fans = 1.0000 0f =-13(a) s=tf(s);G=(s3+4*s+2)/s3/(s2+2)/(s2+1)3+2*s+5Transfer function: s3 + 4 s + 2-s11 + 5 s9 + 9 s7 + 2 s6 + 12 s5 + 4 s4 + 12 s3(b) z=tf(z,0.1); H=(z2+0.568)/(z-1)/(z2-0.2*z+0.99)Transfer function: z2 + 0.568-z3 - 1.2
3、 z2 + 1.19 z - 0.99Sampling time: 0.14 A=0 1 0;0 0 1;-5 -4 -13; B=0;0;2; C=1 0 0;0 0 0;0 0 0; D=0; G=ss(A,B,C,D); Ga = x1 x2 x3 x1 0 1 0 x2 0 0 1 x3 -5 -4 -13b = u1 x1 0 x2 0 x3 2c = x1 x2 x3 y1 1 0 0 y2 0 0 0 y3 0 0 0d = u1 y1 0 y2 0 y3 0Continuous-time model. G=tf(G)Transfer function from input to
4、 output. 2 #1: - s3 + 13 s2 + 4 s + 5 #2: 0 #3: 0 GG=zpk(G)Zero/pole/gain from input to output. 2 #1: - (s+12.72) (s2 + 0.2836s + 0.3932) #2: 0 #3: 0根据微分方程也可以直接写出传递函数模型: num=2; den=1,13,4,5; G=tf(num,den); GTransfer function: 2-s3 + 13 s2 + 4 s + 5 GG=zpk(G)Zero/pole/gain: 2-(s+12.72) (s2 + 0.2836s
5、+ 0.3932)5 num=1,2; den=1,1,0.16; H=tf(num,den,Ts,1); HTransfer function: z + 2-z2 + z + 0.16Sampling time: 16function H=feedback(G1,G2,key)if nargin=2;key=-1;end,H=G1/(sym(1)-key*G1*G2);H=simple(H); syms J Kp Ki s; gc=(Kp*s+Ki)/s; g=(s+1)/(J*s2+2*s+5); gg=feedback(g*gc,1) gg=feedback(g*gc,1)gg =(Ki
6、 + Kp*s)*(s + 1)/(J*s3 + (Kp + 2)*s2 + (Ki + Kp + 5)*s + Ki)7(a) s=tf(s); G=(211.87*s+317.64)/(s+20)/(s+94.34)/(s+0.1684); Gc=(169.6*s+400)/s/(s+4); Hs=1/(0.01*s+1); GG=feedback(G*Gc,Hs)Transfer function: 359.3 s3 + 3.732e004 s2 + 1.399e005 s + 127056-0.01 s6 + 2.185 s5 + 142.1 s4 + 2444 s3 + 4.389e
7、004 s2 + 1.399e005 s + 127056 zpk(GG)Zero/pole/gain: 35933.152 (s+100) (s+2.358) (s+1.499)-(s2 + 3.667s + 3.501) (s2 + 11.73s + 339.1) (s2 + 203.1s + 1.07e004)(b) z=tf(z); G=(35786.7*z-1+108444)/(z-1+4)*(z-1+20)*(z-1+74.04); Gc=1/(z-1-1); H=1/(0.5*z-1-1); GG=feedback(G*Gc,H)Transfer function: -10844
8、4 z6 + 1.844e004 z5 + 1.789e004 z4-1.144e005 z6 + 2.876e004 z5 + 274.2 z4 + 782.4 z3 + 47.52 z2 + 0.5 z Sampling time: unspecified zpk(GG)Zero/pole/gain: -0.94821 z4 (z-0.5) (z+0.33)-z (z+0.3035) (z+0.04438) (z+0.01355) (z2 - 0.11z + 0.02396)Sampling time: unspecified8 s=tf(s);c1=feedback(1/(s+1)*s/
9、(s2+2),(4*s+2)/(s+1)2);c2=feedback(1/s2,50);G=feedback(c1*c2,(s2+2)/(s3+14)Transfer function: s6 + 2 s5 + s4 + 14 s3 + 28 s2 + 14 s-s10 + 3 s9 + 55 s8 + 175 s7 + 300 s6 + 1323 s5 + 2656 s4 + 3715 s3 + 7732 s2 + 5602 s + 1400 9 s=tf(s); G=(s+1)2*(s2+2*s+400)/(s+5)2/(s2+3*s+100)/(s2+3*s+2500); G1=c2d(
10、G,0.01)Transfer function:4.716e-005 z5 - 0.0001396 z4 + 9.596e-005 z3 + 8.18e -005 z2 - 0.0001289 z + 4.355e-005 -z6 - 5.592 z5 + 13.26 z4 - 17.06 z3 + 12.58 z2 - 5.032 z + 0.8521Sampling time: 0.01step(G1) G2=c2d(G,0.1)Transfer function:0.0003982 z5 - 0.0003919 z4 - 0.000336 z3 + 0.0007842 z2 - 0.0
11、00766 z + 0.0003214-z6 - 2.644 z5 + 4.044 z4 - 3.94 z3 + 2.549 z2 - 1.056 z + 0.2019Sampling time: 0.1step(G2) G3=c2d(G,1)Transfer function:8.625e-005 z5 - 4.48e-005 z4 + 6.545e-006 z3 + 1.211e-005 z2 - 3.299e-006 z + 1.011e-007-z6 - 0.0419 z5 - 0.07092 z4 - 0.0004549 z3 + 0.002495 z2 - 3.347e-005 z
12、 + 1.125e-007 Sampling time: 1 step(G3)10(a) G=1/(s3+2*s2+s+2);pzmap(G)系统极点均在虚轴左侧,系统稳定(b) G=1/(6*s4+3*s3+2*s2+s+1); pzmap(G)系统极点在虚轴右侧侧,系统不稳定(c) G=1/(s4+s3-3*s2-s+2); pzmap(G)系统极点在虚轴右侧侧,系统不稳定11(a) z=tf(z,0.1); H=(-3*z+2)/(z3-0.2*z2-0.25*z+0.05); pzmap(H)系统所有极点均在单位圆内,所以系统稳定(b) z=tf(z,0.1); H=(3*z2-0.3
13、9*z-0.09)/(z4-1.7*z3+1.04*z2+0.268*z+0.024); pzmap(H)系统所有极点不全单位圆内,所以系统不稳定12 A=-0.2 0.5 0 0 0;0 -0.5 1.6 0 0;0 0 -14.3 85.8 0;0 0 0 -33.3 100;0 0 0 0 -10; B=0;0;0;0;30; C=0 0 0 0 0; G=ss(A,B,C,0)a = x1 x2 x3 x4 x5 x1 -0.2 0.5 0 0 0 x2 0 -0.5 1.6 0 0 x3 0 0 -14.3 85.8 0 x4 0 0 0 -33.3 100 x5 0 0 0 0 -
14、10b = u1 x1 0 x2 0 x3 0 x4 0 x5 30c = x1 x2 x3 x4 x5 y1 0 0 0 0 0d = u1 y1 0Continuous-time model. pzmap(G)系统所有极点均在虚轴左侧,所以系统稳定或 eig(G)ans = -0.2000 -0.5000 -14.3000 -33.3000 -10.0000极点均在左半轴,所以系统稳定13数值解: f=(t,x)-5*x(1)+2*x(2);-4*x(2);-3*x(1)+2*x(2)-4*x(3)-x(4);-3*x(1)+2*x(2)-4*x(4); t_final=10; x0=1
15、2 0 0; t,x=ode45(f,0,t_final,x0); plot(t,x)解析解function Ga,Xa=ss_augment(G,cc,dd,X)G=ss(G);Aa=G.a;Ca=G.c;Xa=X;Ba=G.b;D=G.d;if (length(dd)0&sum(abs(dd)1e-5), if (abs(dd(4)1e-5), Aa=Aa dd(2)*Ba,dd(3)*Ba;. zeros(2,length(Aa),dd(1),-dd(4);dd(4),dd(1); Ca=Ca dd(2)*D dd(3)*D;Xa=Xa;1;0;Ba=Ba;0;0; else, Aa=A
16、a dd(2)*B;zeros(1,length(Aa) dd(1); Ca=Ca dd(2)*D;Xa=Xa;1;Ba=B;0; endendif (length(cc)0&sum(abs(cc)1e-5),M=length(cc); Aa=Aa Ba zeros(length(Aa),M-1);zeros(M-1,length(Aa)+1). eye(M-1);zeros(1,length(Aa)+M); Ca=Ca D zeros(1,M-1);Xa=Xa;cc(1);ii=1; for i=2:M,ii=ii*i;Xa(length(Aa)+i)=cc(i)*ii; end,endGa
17、=ss(Aa,zeros(size(Ca),Ca,D); cc=2;dd=-3,0,2,2;x0=1;2;0;1; A=-5,2,0,0;0,-4,0,0;-3,2,-4,-1;-3,2,0,-4;B=0;0;0;1;C=2 1 0 0;D=0; G=ss(A,B,C,D); Ga,xx0=ss_augment(G,cc,dd,x0);Ga.a,xx0ans = -5 2 0 0 0 0 0 0 -4 0 0 0 0 0 -3 2 -4 -1 0 0 0 -3 2 0 -4 0 2 1 0 0 0 0 -3 -2 0 0 0 0 0 2 -3 0 0 0 0 0 0 0 0ans = 1 2
18、0 1 1 0 2 syms t;y=Ga.c*expm(Ga.a*t)*xx0; latex(y); latex(y)ans =-6,e-5,t+10,e-4,t14(a) s=tf(s); g=(s+6)*(s-6)/s/(s+3)/(s+4+4i)/(s+4-4i); rlocus(g)(b) s=tf(s); G=(s2+2*s+2)/(s4+s3+14*s2+8*s); rlocus(G)K s=tf(s); G=(s-1)/(s+1)5; G.ioDelay=2Transfer function: s - 1exp(-2*s) * - s5 + 5 s4 + 10 s3 + 10
19、s2 + 5 s + 1 rlocus(pade(G,2)16(a) s=tf(s); G=8*(s+1)/s2/(s+15)/(s2+6*s+10); nyquist(G), nyquist(G),grid bode(G) figure;nichols(G),grid gm,pm,wg,wp=margin(G)gm = 30.4686pm = 4.2340wg = 1.5811wp =0.2336 GG=feedback(G,1)Transfer function: 8 s + 8-s5 + 21 s4 + 100 s3 + 150 s2 + 8 s + 8 pzmap(GG)通过以上的分析
20、,可以看出该系统是稳定的。采用阶跃响应进行验证如下图: pzmap(GG) step(GG)(b) Z=-1.31;-0.054;0.957; P=0;1;0.368;0.99; G=zpk(Z,P,0.45,Ts,0.1)Zero/pole/gain:0.45 (z+1.31) (z-0.957) (z+0.054)- z (z-1) (z-0.99) (z-0.368)Sampling time: 0.1 nyquist(G);grid bode(G) nichols(G),grid gm,pm,wg,wp=margin(G)gm = 0.9578pm = -1.7660wg = 10.4
21、641wp = 10.7340 GG=feedback(G,1); pzmap(GG) step(GG)17 z=-2.5;p=0;-0.5;-50; G=zpk(z,p,100/2.5*0.5*50); z=-1;-2.5;p=-0.5;-50Gc=zpk(z,p,1000); GG=feedback(G*Gc,1) Zero/pole/gain: 1000000 (s+1) (s+2.5)2-(s+1) (s2 + 4.99s + 6.239) (s2 + 95.01s + 1.002e006) bode(GG)通过bode图可以看出该系统是稳定的。验证如下: step(GG)第二部分2
22、Y=dsolve(D4y+5*D3y+6*D2y+4*Dy+2*y=exp(-3*t)+exp(-5*t)*sin(4*t+pi/3),.)y(0)=1,Dy(0)=1/2,D2y(0)=1/2,D3y(0)=0.2); latex(Y)3Simulink仿真图形:系统输出曲线:系统误差曲线:4x1(t)=sin(x2(t)*exp(-2.3*x4(t)x2(t)=x1(t)x3=sin(x2*exp(-2.3*x4)x4=x35Simulink仿真图形:阶跃响应曲线:6 s=tf(s);g=210*(s+1.5)/(s+1.75)*(s+16)*(s+1.5+3*j)*(s+1.5-3*j); gc=52.5*(s+1.5)/(s+14.86); step(feedback(g,1) step(feedback(g*gc,1)通过两个图比较可以看出,原系统超调量过大,震荡严重,加入控制器后,系统变得不稳定。7 A=0 1 0 0;0 0 1 0;-3 1 2 3;2 1 0 0; B=1 0;2 1;3 2;4 3; Q=diag(1,2,3,4); R=eye(2); K
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2024年空运货物保险协议
- 2024年甲乙双方关于医药包装用塑料管材购销合同
- 2024房地产公司与物业管理公司关于物业管理的协议
- 2024年综合工程施工合同
- 2024年陆上货物运输托运与绿色物流合同2篇
- 2024年航空航天部件组装生产部门劳动合同书3篇
- 2024施工合同管理及绿色施工技术指导协议2篇
- 2024年股权过户出资合同样式
- 2024年:无房产证房屋交易合同样本3篇
- 2024年生态园林景观工程绿化施工合同范本3篇
- 湖南2025年湖南机电职业技术学院合同制教师招聘31人历年参考题库(频考版)含答案解析
- 黑龙江省哈尔滨市第六中学2025届高考数学三模试卷含解析
- 【MOOC】数字逻辑设计及应用-电子科技大学 中国大学慕课MOOC答案
- 伤口治疗师进修汇报
- 研学活动协议书合同范本
- ISBAR辅助工具在交班中应用
- AIGC行业报告:国内外大模型和AI应用梳理
- 湖北省十堰市2023-2024学年高二上学期期末调研考试 地理 含答案
- 寒假假前安全教育课件
- 专题03 一次函数图像和性质(十大类型)(题型专练)(原卷版)-A4
- 焊工(高级)职业技能鉴定考试题及答案(新版)
评论
0/150
提交评论