2018蘭州理工大學《控制系統(tǒng)計算機仿真》上機報告Ⅰ

1、蘭州理工大學控制系統(tǒng)計算機仿真上機報告I院系：電氣工程與信息工程學院班級： 自動化一班姓名：學號：時間：2018年7月 19日電氣工程與信息工程學院控制系統(tǒng)計算機仿真上機實驗任務書I (2018)一、上機實驗內(nèi)容及要求matlab 軟件要求利用課余時間熟悉掌握matlab軟件的基本數(shù)值運算、基本符號運算、基本程序設計方法及常用的圖形命令操作。各章節(jié)仿真實驗內(nèi)容及要求具體實驗內(nèi)容及要求請詳見上機實驗報告。二、上機實驗時間安排及相關事宜依據(jù)課程教學大綱要求，上機實驗學時共16學時，學生須在每次上機之前 做好相應的準備工作，以確保在有限的機時內(nèi)完成仿真實驗要求的內(nèi)容；實驗完成后按規(guī)定完成相關的仿真實

2、驗報告；仿真實驗報告請按有關樣本制作并A4打印，側(cè)面裝訂，作為成績評定的一 部分。自動化系控制系統(tǒng)計算機仿真課程組 2018年7月一、Matlab基礎操作1-1用MATLAB語言求下列系統(tǒng)的狀態(tài)方程、傳遞函數(shù)、零極點增益和部分分 式形式的模型參數(shù)，并分別寫出其相應的數(shù)學模型表達式：、s 3 + 7 s 2 + 24 s + 24(1)G(s)=s 4 +10 s 3 + 35s 2 + 50 s + 242.25-5- 1.25-0.5 -42.25-4.25- 1.25-0.25X +20.25-0.5- 1.25-12_1.25-1.75- 0.25-0.75_0（2）X =-uy = I

3、o 2 0 2X解：(1)程序：num=1 7 24 24;den=1 10 35 50 24;G=tf(num,den)Z, P,K=tf2zp(num,den)A,B,C,D=tf2ss(num,den)R,P,H=residue(num,den)仿真結(jié)果：Transfer function:sA3 + 7 sA2 + 24 s + 24s人4 + 10 sA3 + 35 sA2 + 50 s + 24 Z =-2.7306 + 2.8531i-2.7306 - 2.8531i-1.5388P =-4.0000-3.0000-2.0000-1.0000K =1A =-10-35-50-24

4、1000 01000010 B =1000C =172424D =0R =4.0000-6.00002.00001.0000P =-4.0000-3.0000-2.0000-1.0000H =(2)源程序：A=2.25 -5 -1.25 -0.5;2.25 -4.25 -1.25 -0.25;0.25 -0.5 -1.25 -1;1.25 -1.75 -0.25-0.75B=4;2;2;0C=0 2 0 2D=0num,den=ss2tf(A,B,C,D)Z, P,K=tf2zp(num,den)R,P,H=residue(num,den)仿真結(jié)果：A =2.2500-5.0000-1.250

5、0-0.50002.2500-4.2500-1.2500-0.25000.2500-0.5000-1.2500-1.00001.2500-1.7500-0.2500-0.7500B =4220C =0202D =0num =04.000014.000022.000015.0000den =1.00004.00006.25005.25002.2500Z =-1.0000 + 1.2247i-1.0000 - 1.2247i-1.5000P =-1.5000-1.5000-0.5000 + 0.8660i-0.5000 - 0.8660iK =4.0000R =4.00000.00000.0000

6、 - 2.3094i0.0000 + 2.3094iP =-1.5000-1.5000-0.5000 + 0.8660i-0.5000 - 0.8660iH =1-2用毆拉法 MATLAB編程實現(xiàn)下列系統(tǒng)的輸出響應 y(t)在0 t Urb)if(Ur-S1)=Ucb)Uc=Ur-S1;else Uc=Ucb;endelse if(UrUrb)if(Ur+S1)=S1)if(Ur0)Uc=S1;else Uc=-S1;endelse Uc=Ur;enddead函數(shù)：function Uc=dead(Ur,S1)if(abs(Ur)=S1)if(Ur0)Uc=Ur-S1;else Uc=Ur+S

7、1;endelse Uc=0;end結(jié)果:分析:仿真結(jié)果顯示滯環(huán)非線性緩解N對線性系統(tǒng)輸出響應的影響，N值越大， 滯后越明顯。2-4已知系統(tǒng)G(s) =5 二 當.分別取-1、0、1時，判別系統(tǒng)的能s 3 +10 s 2 + 27 s +18控性與能觀測性。解：a=-1時num=-1den=10,27,18A,B,C,D=tf2ss(num,den)P=ctrb(A,B)N=rank(P)Q=obsv(A,C)N=rank(Q)A =-2.7000-1.80001.00000B =10C =0-0.1000D =0P =1.0000-2.700001.0000N =2Q =0-0.1000-0.10000N =2a=0時A =-2.7000-1.80001.00000B =10C =00D =0P =1.0000-2.700001.0000N =2Q =0000N =0a=1時A =-2.7000-1.80001.00000B =10C =00.1000D =0P =1.0000-2.700001.0000N =2Q =00.10000.10000N =2- 2 -1 1了2-5已知系統(tǒng)