实验二.docx
- 文档编号:8915001
- 上传时间:2023-02-02
- 格式:DOCX
- 页数:9
- 大小:69.55KB
实验二.docx
《实验二.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《实验二.docx(9页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
实验二
实验二状态空间控制模型系统仿真及状态方程求解
[实验目的]
1、熟悉连续线性系统的状态空间控制模型的各种表示方法。
2、熟悉系统模型之间的转换功能。
3、利用MATLAB对线性定常系统进行动态分析
[实验内容]
1、给定系统
,求系统的零极点增益模型和状态空间模型。
>>num=[1213];den=[10.521];
>>[zpk]=tf2zp(num,den)
z=
-2.1746
0.0873+1.1713i
0.0873-1.1713i
p=
0+1.4142i
0-1.4142i
-0.5000
k=
1
>>[abcd]=tf2ss(num,den)
a=
-0.5000-2.0000-1.0000
1.000000
01.00000
b=
1
0
0
c=
1.5000-1.00002.0000
d=
1
2、利用MATLAB编程实现以下系统的模型。
(1)已知
,试用MATLAB语言建立系统的传递函数模型。
>>num=[29];den=[13246];
>>Printsys(num,den)
num/den=
2s+9
-----------------------------
s^4+3s^3+2s^2+4s+6
(2)已知
,试应用MATLAB语言建立系统的零极点形式的数学模型。
z=[-20];p=[0,-4.6,-1];k=[5]
(3)设系统的状态空间表达式为:
,分别利用MATLAB中:
状态空间表达式到传递函数,和状态空间形式到零极点的两种转换方法,求取各个输入信号的传递函数向量,再求出这个传递函数矩阵。
>>a=[001;-3/2-2-1/2;-30-4];
>>b=[11;-1-1;-1-3];
>>c=[100;010];d=zeros(2,2);
>>[num2,den2]=ss2tf(a,b,c,d,2),[num1,den1]=ss2tf(a,b,c,d,1)
num2=
01.00003.00002.0000
0-1.0000-4.0000-3.0000
den2=
16116
num1=
01.00005.00006.0000
0-1.0000-5.0000-6.0000
den1=
16116
(4)将以下单输入两输出的系统变换成状态空间的形式:
。
>>num=[013;131];den=[20.51];[A,B,C,D]=tf2ss(num,den)
A=
-0.2500-0.5000
1.00000
B=
1
0
C=
0.50001.5000
1.37500.2500
D=
0
0.5000
(5)已知系统的传递函数为
,求其零极点和增益,并写出系统的零极点形式,并获得系统的部分分式模型。
>>num=[612612];den=[12211];
>>[zpk]=tf2zp(num,den)
z=
-2.0000
0.0000+1.0000i
0.0000-1.0000i
p=
-1.0707+0.7587i
-1.0707-0.7587i
0.0707+0.7587i
0.0707-0.7587i
k=
6
>>[R,P,H]=residue(num,den)
R=
3.5766-3.4164i
3.5766+3.4164i
-0.5766-1.6844i
-0.5766+1.6844i
P=
-1.0707+0.7587i
-1.0707-0.7587i
0.0707+0.7587i
0.0707-0.7587i
H=
[]
(6)已知系统的状态空间表达式为:
,求出系统最小实现的状态空间表达式的各系数矩阵。
>>A=[-4700;-5800;0006;00-15];
>>B=[5;-3;2;-1];
>>C=[3-3-33];D=0;
>>[Am,Bm,Cm,Dm]=minreal(A,B,C,D)
1stateremoved.
Am=
7.6211-2.32046.9611
2.58010.99583.0126
-3.53541.5390-2.6169
Bm=
-2.0096
3.3017
-4.9051
Cm=
-1.4499-0.9627-3.1120
Dm=
0
(7)求下列两系统串联后的系统模型。
>>A1=[24;-13];B1=[1;0];C1=[24];D1=1;
>>A2=[04;-3-1];B2=[0;1];C2=[13];D2=3;
>>[A,B,C,D]=series(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2)
A=
0400
-3-124
0024
00-13
B=
0
1
1
0
C=
13612
D=
3
(8)已知两个线性系统
应用parallel函数进行系统的并联连接。
>>num1=[124];den1=[152];num2=[16];den2=[171];
>>[numden]=parallel(num1,den1,num2,den2)
num=
013997216
den=
11238192
(9)如图所示系统,试求出系统的数学模型。
其中,
>>num1=20;den1=[16];[A1,B1,C1,D1]=tf2ss(num1,den1);
>>A2=[-918;-23];
>>B2=[-60;-0-2];
>>C2=[-3.28972.4544;-13.500918.0745];
>>A2=[-918;-23];
B2=[-60;-0-2];
>>C2=[-32;-1418];
>>D2=[-0.5-0.1;-0.60.3];
>>[A,B,C,D]=append(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2);
>>Z3=-1;P3=-2;K3=2;
>>[A3,B3,C3,D3]=zp2ss(Z3,P3,K3);
>>[Aa,Ba,Ca,Da]=append(A,B,C,D,A3,B3,C3,D3);
>>Q=[31-4;430];
>>inputs=[12];outputs=[23];
>>[Ac,Bc,Cc,Dc]=connect(Aa,Ba,Ca,Da,Q,inputs,outputs)
Ac=
-6.0000000
0-9.000018.00000
-25.0000-37.000048.0000-2.5000
3.7500-8.750011.2500-1.6250
Bc=
1.00000
0-6.0000
0-1.5000
0-0.3750
Cc=
-1.2500-4.75004.2500-0.1250
3.7500-8.750011.25000.3750
Dc=
0-0.5750
0-0.3750
(10)已知系统
的系数矩阵是
,求取该系统相应的传递函数模型和零极点增益模型,并求出相应的零极点和增益。
>>A=[200;041;004];B=[1;0;1];C=[110];D=0;
>>[numden]=ss2tf(A,B,C,D)
num=
01.0000-7.000014.0000
den=
1-1032-32
>>[zpk]=ss2zp(A,B,C,D)
z=
3.5000+1.3229i
3.5000-1.3229i
p=
2
4
4
k=
1
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 实验
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)