自动控制原理2

《自动控制原理II》实验指导书中国石油大学（北京）自动化系2011年1．状态空间表达及显示>ss(A,B,C,D)Asysl=sS(A,B,C,D)A1．状态空间表达及显示>ss(A,B,C,D)Asysl=sS(A,B,C,D)A[A2,B2,C2,D2]=ssdata>printsys(A,B,C,D)Asysl2．模型转换A[num,den]=ss2tf(A,B,C,D)A[A,B,C,D]=tf2ss(num,den)Asys_ss2=ss2ss(sys_ss1,T)Asys_ss=ss(A,D,C,D)Asys_tf=tf(num,den)A[A2,B2,C2,D2]=ssdata(ss2)3．标准形式Asys_ss2=canon(sys_ss1,，modal，)%对角线,复数Asys_ss3=canon(sys_ss1,，companion，)4．最小实观％A为伴随矩阵A[Am,Bm,Cm,Dm]=minreal(A,B,C,D)Asys_ssm=mineral(sys_ss)Asys_tfm=minreal(sys_tf)二） 、求A的特征值，特征向量A[W,Ad]=eig（A） Aeig（A）三） 、状态方程的解及状态转移矩阵Aexpm(A*t)A[y,x]=lsim(A,B,C,D,u,t,x0)Aplot(x)Astep(sys_ss)四)、可控可观性分析AQc=ctrb(sys_ss)AQc=ctrb(A,B)An=length(A)Ano=rank(Qo)A[A1,B1,C1,T,K]=ctrbf(A,B,C)Aeig(sys_ss) Adet(A)%t必须已知如：t=[0:0.1:5]%例u=0*t,oru=u+1,x0=[0;0;0]%另plot(x(1)),plot(y)等AQo=obsv(sys_ss)AQo=obsv(A,C)Anc=rank(Qc)Ano=rank(obsv(ss(a,b,c,d)))A[A1,B1,C1,T,K]=obsv(A,B,C)实验三用Matlab进行状态空间分析及设计一、实验目的：掌握使用MATLAB进行及状态空间分析及状态反馈控制系统的设计、主要函数及命令一）、状态空间描述及其转换%显示ABCD构成的状态空间模型%将ABCD状态空间模型赋给结构变量syslsysl） %模型sysl中的矩阵赋给矩阵变量%显示ABCD构成的状态空间模型%显示结构变量sysl即状态空间模型五）状态反馈控制器的设计（极点配置法举例）Aa=[-2-2.5-0.5;100;010]AP=[-1，-2，-3]Ak=place(a,b,p)Aaclose=a-b*kAeig(a)Aeig(aclose)>>b=[1;0;0]%希望配置的闭环极点%求状态反馈矩阵%求状态反馈控制系统闭环状态矩阵%求开环状态矩阵特征值（开环极点）%求闭环状态矩阵特征值（闭环环极点）三、实验及报告内容1，系统状态空间模型如下-01-010]-0]；c=hA=001；B=0-6-11-6100]求其传递函数，由传递函数求系统的极点；由上述状态空间模型，求系统的特征值；求上述系统状态转移矩阵；求其在x0=[2;1;2],u为单位阶跃输入时x及y的响应；分析上述系统的可控性、可观性；将上述状态空间模型转换为其他标准形式；7)取T=[124;010;001]对上述状态空间模型进行变换，分析变换后的系统。2，分析下列系统的可控性、0200]「102，分析下列系统的可控性、0200]「10_01-2000,B=00 3 101100010可观性(1)A=;C二Q]「-31000000]「13]0-30000005700-41000043000-40000B二000000-11001600000-10000000000-51920000000500(2)A=53003106]40(3)A=-3-10700-40(3)A=-3-10700-2210]3，系统状态空间模型如下，(1)判别系统的可控性；(2)设计状态反馈控制器使闭环极点为p=[-1,-10,-12];(3)求出闭环系统的传递函数和动态方程；(4)比较反馈前后系统的阶跃响应。「01「010]「0]；c=hA=001；B=0-50-25-12100]四、实验报告要求1、 记录实验过程及实验结果，并给出对实验结果的分析；2、 实验报告用DOC文件，以两位序号(如01,09,21)加中文姓名命名；3