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文档简介
上机实验的要求及说明一、实验目的:1、学会应用matlab解决控制理论的相关问题;2、加深对所学理论知识的理解。二、实验内容:两部分状态空间法基于simulink的控制系统仿真模型建立模型转换可控可观测性判断11、状态空间模型的建立考虑系统运动方程为:建模过程如下:(打开matlab的命令窗口,键入)生成状态空间模型注:当D=0时,要在相应位置补上足够个数的022、求控制系统的特征方程、特征值、特征向量求特征方程和特征值:提示:det(s)——求矩阵s的行列式factor(det(s))——求矩阵s的行列式,并分解因式还可以用roots(p)函数求多项式p的根。需先键入A和单位阵I,再计算sI-A的行列式。求特征向量和特征值:提示:[v,d]=eig(a)——a的特征向量赋给v,特征值赋给d其中v,d都以矩阵形式给出。实验1:已知系统矩阵为:求其特征方程、特征值、特征向量。34、将模型转换为可控标准型方法一:用教材上的方法
s=ctrb(a,b)——生成可控性判别矩阵,并赋给ss1=inv(s)——求矩阵s的逆阵,并赋给s1s1(3,2)——矩阵s1的第3行第2个元素s1(3,:)——矩阵s1的第3行实验3已知状态空间模型为是判断其可控性,如果可控,化为可控标准型。5方法二:
(打开matlab的命令窗口,键入)说明:*式中iu为输入代号,对于SISO系统,iu=1对于MIMO系统,要说明是第几个。**ss2tf的功能是把状态空间模型转为传函模型;tf2ss的功能是把传函模型转为状态空间模型(可控标准型)。但此可控标准型与教材有别,是另一种形式。方法三:
(打开matlab的命令窗口,键入)——要求原系统不能有零极对消。6实验4已知原系统的状态描述:5Simulink综合应用举例(1)观察原系统的状态响应及输出响应;(2)做状态反馈,使闭环极点为,观察状态反馈系统的响应,分析状态反馈的作用;(3)做全维状态观测器,使观测器极点位于观察系统响应,分析观测器的作用;(4)改变观测器极点,看响应的变化。7(1)观察原系统的状态响应及输出响应9做状态反馈,使闭环极点为:观察状态反馈系统的响应,分析状态反馈的作用.a=[010;001;0-2-3];b=[0;0;1];p=[-2;-1+j;-1-j]k=place(a,b,p)SISO系统极点配置K=acker(A,B,P)P为系统指定的闭环极点K=place(A,B,P)P为系统指定的闭环极点k=441101113实验5:已知原系统状态空间描述:(1)观察原系统的状态响应及输出响应;(2)做状态反馈,使闭环极点为,观察状态反馈系统的响应,分析状态反馈的作用;(3)做全维
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