現(xiàn)代控制理論課程設計方案書大作業(yè)

/12o2k-1m2krKJlklRJ將表1打印裝置的參數(shù)代入得■0-10.015-_o■20000x+0-60-8-25-100y-[100]r系統(tǒng)分析4.1能控性分析■0-10.015'L0l■0-10.015'L0lA=\20000=0一60-8-25-100根據能控性的秩判據經計算可控性判別陣為C=[l00],D二0;-153.7530-1002500-6241-1002500-6241由上可知，rank(Sc)=3=rank(A)，故系統(tǒng)能控。4.2能觀性分析'0-10.015''o:A=\20000,B=0[-60-8-25-100根據能觀性的秩判據c=[ioo],d二o；經計算可觀測性判別陣為L100Sc=0-10.015-200.9一(M2-0375由上可知，rank(S0)=3=rank(A),故系統(tǒng)能觀。4.3穩(wěn)定性分析由打印機皮帶驅動器系統(tǒng)的狀態(tài)方程，可利用 MATLAB求出其特征值:代碼：A=[0-10.015;20000;-60-8-25];Q=eye(3);p=lyap(A',Q)val=eig(A)結果：p=1.0e+004*6.0523-0.0008-0.00280.0008-0.03030.00010.00280.00010.0000val=0.0009+14.1755i0.0009-14.1755i-25.0018解的特征值為0.0090+14.4724i,0.0090-14.4724i,-25.018Q三個特征值中存在兩個正實部根，一個負根，這說明打印機皮帶驅動器系統(tǒng)，即被控系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。采用MATLAB寸被控對象進行仿真，如下圖所示為打印機皮帶驅動器沒有添加任何控制器下三個變量的單位階躍響應。 如圖可知，系統(tǒng)不穩(wěn)定，不能到達控制目的。

代碼：A=[0-10.015;20000;-60-8-25];b=[0;0;-100];c=[1,0,0]；d=0;sysO=ss(A,b,c,d);t=0:0.01:5;[y,t,x]=step(sysO,t);subplot(2,2,1);plot(t,x(:,1));gridTOC\o"1-5"\h\zxlabel('t(s)' );ylabel('x(t)' );title( 'z');subplot(2,2,2);plot(t,x(:,2));grid;xlabel('t(s)');ylabel('x(t)' );title('z的微分');subplot(2,2,3);plot(t,x(:,3));gridxlabel('t(s)');ylabel('x(t)' );title('\theta')仿真結果如下：Figure1Figure1AAlieEditViewInsertToolsDesktop\AindowHelp□二A心t ◎?U盡□3匚口總結本次實驗以打印機皮帶和打印頭為研究對象，討論了將極點配置在期望的區(qū)域內的狀態(tài)反饋控制方法。從仿真的結果可以看出，該方法可以保證系統(tǒng)具有一定的動態(tài)特性要求，夜間鼓勵抑制外部擾動對系統(tǒng)的影響。 由此可知，極點配置控制方法可以實現(xiàn)打印機皮帶驅動系統(tǒng)平衡控制。從實驗的研究結果還可看出，打印機皮帶驅動系統(tǒng)是研究各種控制理論的一個不錯的實驗裝置。參考書目：[1:薛定宇，控制系統(tǒng)計算機輔助設計，清華大學出版社， 2012年。[2:胡壽松，自動控制原理簡明教程，科學出版社， 2005年。[3:方水良，現(xiàn)代控制理論及其 MATAB實踐，2005年。[4:王曉凱，基于簡化模型的倒立擺控制實驗研究 [J]，計算機技術與自動化，1997年。[5:王海英，袁麗英,吳勃控制系統(tǒng)的MATLAB仿真與設計（第1版）[M]，高等教育出版社.2009年。[6:劉衛(wèi)國，MATLAB程序設計與應用（第二版），2006附錄源代碼：A=[0-10.015;20000;-60-8-25];b=[0;0;-100];c=[1,0,0]；d=0;sys0=ss(A,b,c,d);t=0:0.01:5;[y,t,x]=step(sys0,t);subplot(2,2,1);plot(t,x(:,1));gridxlabel('t(s)' );ylabel( 'x(t)');title( 'z');subplot(2,2,2);plot(t,x(:,2));grid;xlabel('t(s)' );ylabel( 'x(t)');titl