2024年现代控制理论实验研究分析

现代控制理论试验汇报年月日+试验1系统的传递函数阵和状态空间体现式的转换[试验规定]应用MATLAB对系统仿照[例1.2]编程，求系统的A、B、C、阵；然后再仿照[例1.3]进行验证。并写出试验汇报。[试验目的]1、学习多变量系统状态空间体现式的建立措施、理解系统状态空间体现式与传递函数互相转换的措施；2、通过编程、上机调试，掌握多变量系统状态空间体现式与传递函数互相转换措[试验内容]1设系统的模型如式(1.1)示。其中A为n×n维系数矩阵、B为n×m维输入矩阵C为p×n维输出矩阵，D状态空间体现式之间的关系如式(1.2)示。式(1.2)中，num(s)体现传递函数阵的分子阵，其维数是p×m;den(s)体现传递函数阵的按s降幂排列的分母。2试验环节①根据所给系统的传递函数或(A、B、C阵),根据系统的传递函数阵和状态空间体现式之间的关系如式(1.2),采用MATLA的file.m编程。注③[1.1]已知SIS0系统的状态空间体现式为(1.3),求系统的传递函数。程序运行成果：num=从程序运行成果得到：系统的传递函数为：A=10000⑤[1.3]对上述成果进行验证编程num=程序运行成果与[1.1]完全相似。[试验规定]1、进行模型间的互相转换。2、绘出系统单位阶跃及脉冲曲线。[试验目的]1、熟悉线性定常离散与持续系统的状态空间控制模型的多种体现措施。2、熟悉系统模型之间的转换功能。3、运用MATLAB对线性定常系统进行动态分析[试验内容]求系统的零极点增益模型和状态空间模型，并求其单位脉冲响应及单位阶跃响应。采样周期T=0.05s。在Z域和持续域对系统性能进行仿真、分析。[试验成果及分析]impulse(sys),hold程序运行成果：p=i0-1.4142j11001单位脉冲响应/单位阶跃响应：x011021b=20试验3能控能观判据及稳定性判据对系统进行可控性、可观性分析。2、已知系统状态空间方程描述如下：试鉴定其稳定性，并绘制出时间响应曲线来验证上述判断。[试验成果及分析]程序运行成果：11ans=3系统的状态可控性描述了输入对状态的控制能力(2)能观性分析程序：000433系统的状态可观性描述了通过输出可以观测状态的能力B=[1;0;0;0];C=[0011fori=1:nif程序运行成果：系统的零极点模型为1ifFlagz=13、运用上面的极点配置算法求系统的状态反馈矩阵K;4、检查配置后的系统性能。1、熟悉状态反馈矩阵的求法。2、熟悉状态观测器设计措施。[试验内容]1、某控制系统的状态方程描述如下：位置上，求通过状态反馈使系统的闭环极点配置在P=[-30,-1.2,-2.4±4i位置上，求出状态反馈阵K,并绘制出配置后系统的时间响应曲线。2、考虑下面的状态方程模型：规定选出合适的参数状态观测器(设观测器极点为op=[-100;-102;一10[试验成果及分析]A=[-10-35-50-24;1000;0100;001disp('原系统的极点为’);p=eig(A)'%求原系统极点转置np=[-30;-1.2;-2.4+sqrt(-16);-2.4-sqrt(-K=place(A,B,np)%求反馈K值sysnew=ss(A-B*K,B,C,D)%配置后新系统disp('配置后系统的极点为′);pp=eig(A-B*K)’%求新系统极点step(sysnew/dcgain(sysnew))%dcgain为求最大增益，使得最终成果在0原系统的极点为p=ax1x20000000b=11配置后系统的极点为pp=0D#ifm==ndisp('状态观测器模型’);disp‘配置后观测器的极原系统为b=原系统的闭还极点为p=状态观测器模型x2-1.051e+004b=1111000