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1、兰 州 理 工 大 学控制系统计算机仿真上机报告院系： 电气工程与信息工程学院 班级： 14级自动化3班 姓名： 孙悦 学号： 1405220323 时间： 2017 年 6 月 15 日电气工程与信息工程学院控制系统计算机仿真上机实验任务书（2017）一、上机实验内容及要求1. matlab软件要求利用课余时间熟悉掌握matlab软件的基本数值运算、基本符号运算、基本程序设计方法及常用的图形命令操作。2.各章节仿真实验内容及要求 具体实验内容及要求请详见上机实验报告。二、上机实验时间安排及相关事宜1. 依据课程教学大纲要求，上机实验学时共16学时，学生须在每次上机之前做好相应的准备工作，以确
2、保在有限的机时内完成仿真实验要求的内容；2. 实验完成后按规定完成相关的仿真实验报告；3. 仿真实验报告请按有关样本制作并A4打印，侧面装订，作为成绩评定的一部分。自动化系控制系统计算机仿真课程组2017年3月控制系统计算机仿真上机报告一、Matlab基础操作1-1用MATLAB语言求下列系统的状态方程、传递函数、零极点增益和部分分式形式的模型参数，并分别写出其相应的数学模型表达式：（1）程序如下: num=7,24,24den=10,35,50,24 A,B,C,D=tf2ss(num,den)系统的状态方程：A = -3.5000 -5.0000 -2.4000 1.0000 0 0 0
3、1.0000 0B = 1 0 0C = 0.7000 2.4000 2.4000D = 0零极点增益形式：Z,P,K=tf2zp(num,den)Z = -1.7143 + 0.6999i -1.7143 - 0.6999iP = -1.2973 + 0.9838i -1.2973 - 0.9838i -0.9053 K = 0.7000部分分式： R,P,H=residue(num,den)R = -0.0071 - 0.2939i -0.0071 + 0.2939i 0.7141 P = -1.2973 + 0.9838i -1.2973 - 0.9838i -0.9053 H = （2
4、） 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 -0.75A = 2.2500 -5.0000 -1.2500 -0.5000 2.2500 -4.2500 -1.2500 -0.2500 0.2500 -0.5000 -1.2500 -1.0000 1.2500 -1.7500 -0.2500 -0.7500 B=4;2;2;0B = 4 2 2 0 C=0 2 0 2C = 0 2 0 2 D=0D = 0零极点增益形式： Z,P,K=ss2zp(A,B,C,D)Z = -1
5、.0000 + 1.2247i -1.0000 - 1.2247i -1.5000 P = -0.5000 + 0.8660i -0.5000 - 0.8660i -1.5000 + 0.0000i -1.5000 - 0.0000iK = 4.0000传递函数形式： num=0 4 14 22 15num = 0 4 14 22 15 den=1 4 6.25 5.25 2.25den = 1.0000 4.0000 6.2500 5.2500 2.2500部分分式： R，P，H=residue(num,den)R = 4.0000 -0.0000 0.0000 - 2.3094i 0.00
6、00 + 2.3094iP = -1.5000 -1.5000 -0.5000 + 0.8660i -0.5000 - 0.8660iH = 1-2 用殴拉法matlab编程实现下列系统的输出响应在上，时的数值解。，要求保留4位小数，并将结果以图形的方式与真解比较。t=0:0.1:1t = Columns 1 through 9 0 0.1000 0.2000 0.3000 0.4000 0.5000 0.6000 0.7000 0.8000 Columns 10 through 11 0.9000 1.0000 h=0.1;y(1)=1; t=0:0.1:1; h=0.1; y(1)=1;
7、for i=1:10y(i+1)=y(i)+h*(-1*y(i);end plot(t,y,r) hold on m=exp(-1*t)m = Columns 1 through 9 1.0000 0.9048 0.8187 0.7408 0.6703 0.6065 0.5488 0.4966 0.4493 Columns 10 through 11 0.4066 0.3679 plot(t,m,bo)1-3 用四阶龙格库塔梯形法matlab编程实现1-2题的数值解，要求以图形的方式通过与真值及殴拉法的比较，分析其精度。 h=0.1; y(1)=1; t=0:0.1:1t = Columns
8、1 through 9 0 0.1000 0.2000 0.3000 0.4000 0.5000 0.6000 0.7000 0.8000 Columns 10 through 11 0.9000 1.0000 for i=1:10k1=-1*y(i)k2=-1*(y(i)+k1*h/2)k3=-1*(y(i)+k2*h/2)k4=-1*(y(i)+h*k3)y(i+1)=y(i)+(k1+2*k2+2*k3+k4)*h/6 endk1 = -1k2 = -0.9500k3 = -0.9525k4 = -0.9047y = 1.0000 0.9048k1 = -0.9048k2 = -0.85
9、96k3 = -0.8619k4 = -0.8187y = 1.0000 0.9048 0.8187k1 = -0.8187k2 = -0.7778k3 = -0.7798k4 = -0.7407y = 1.0000 0.9048 0.8187 0.7408k1 = -0.7408k2 = -0.7038k3 = -0.7056k4 = -0.6703y = 1.0000 0.9048 0.8187 0.7408 0.6703k1 = -0.6703k2 = -0.6368k3 = -0.6385k4 = -0.6065y = 1.0000 0.9048 0.8187 0.7408 0.670
10、3 0.6065k1 = -0.6065k2 = -0.5762k3 = -0.5777k4 = -0.5488y = 1.0000 0.9048 0.8187 0.7408 0.6703 0.6065 0.5488k1 = -0.5488k2 = -0.5214k3 = -0.5227k4 = -0.4965y = 1.0000 0.9048 0.8187 0.7408 0.6703 0.6065 0.5488 0.4966k1 = -0.4966k2 = -0.4718k3 = -0.4730k4 = -0.4493y = 1.0000 0.9048 0.8187 0.7408 0.6703 0.6065 0.5488 0.4966 0.4493k1 = -0.4493k2 = -0.4269k3 = -0.4280k4 = -0.4065y = Columns 1 through 9 1.0000 0.9048 0.8187 0.7408 0.6703 0.6065 0.5488 0.4966 0.4493 Column 10 0.4066k1 = -0.4066k2 = -0.3862
