现代控制理论课程设计(大作业)

。现代控制理论课程设计报告题目打印机皮带驱动系统能控能观和稳定性分析项目成员专业班级指导教师分院-。完成日期2014-5-28-。目录1.课程设计目的2.课程设计题目描述和要求3.课程设计报告内容.................................................................63.1原理图3.2系统参数取值情况........................................................63.3打印机皮带驱动系统的状态空间方程...........................74.系统分析4.1能控性分析4.2能观性分析4.3稳定性分析5.总结-。-。课程设计的内容如下：1.课程设计目的养学生熟练运用有关的仿真软件及分析，解决实际问题的能力，学会应用标准、好的铺垫。2.课程设计题目描述和要求(1)环节项目名称：能控能观判据及稳定性判据(2)环节目的：①利用MATLAB分析线性定常系统的可控性和客观性。②利用MATLAB进行线性定常系统的李雅普诺夫稳定性判据。(3)环节形式：课后上机仿真(4)环节考核方式：根据提交的仿真结果及分析报告确定成绩。(5)环节内容、方法：①给定系统状态空间方程，对系统进行可控性、可观性分析。②已知系统状态空间方程，判断其稳定性，并绘制出时间响应曲线验证上述判断。-。3.课程设计报告内容3.1原理图在计算机外围设备中，常用的低价位喷墨式或针式打印机都配有皮带驱动1给出了一个装有直流电机的皮于调节皮带的实际弹性状态。图13.2系统参数取值情况表1-。3.3打印机皮带驱动系统的状态空间方程图22中记皮带弹性系数为k，滑轮半径为r，电机轴转角为θ，右滑轮的转角为θ，打P印头质量为m，打印头的位移为y(t)。光传感器用来测量y(t)，光传感器的输出-1112221p122推导电机旋转的运动方程：当L=0时，电机电枢电流i=v/r，而电机转矩2mm。故得在上式中代入（1-3）以及得到最后可得方程组，其向量矩阵形式为将表1打印装置的参数代入得-。4.系统分析4.1能控性分析根据能控性的秩判据经计算可控性判别阵为4.2能观性分析根据能观性的秩判据经计算可观测性判别阵为-。4.3稳定性分析由打印机皮带驱动器系统的状态方程，可利用MATLAB求出其特征值：代码：A=[0-10.015;20000;-60-8-25];Q=eye(3);p=lyap(A',Q)val=eig(A)结果：p=1.0e+004*-6.0523-0.0008-0.0028-0.0008-0.03030.0001-0.00280.00010.0000val=0.0009+14.1755i0.0009-14.1755i-25.0018解的特征值为0.0090+14.4724i,0.0090-14.4724i,-25.0180。三个特征值-。不稳定的。采用MATLAB对被控对象进行仿真，如下图所示为打印机皮带驱动器没有控制目的。代码:0-。仿真结果如下：5.总结-。控制方法可以实现打印机皮带驱动系