《毕业论文控制系统计算机仿真上机实验报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业论文控制系统计算机仿真上机实验报告（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、兰 州 理 工 大 学控制系统计算机仿真上机实验报告院系： 电信学院 班级： 10级自动化五班 姓名： 学号： 时间： 2013 年 5 月 12 日电气工程与信息工程学院2-2.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）（2） 解：（1）传递函数转化为状态方程： num=1,7,24,24num = 1 7 24 24den=1,10,35,50,24den = 1 10 35 50 24A,B,C,D=tf2ss(num,den)A = -10 -35 -50 -24 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0
2、 1 0B = 1 0 0 0C = 1 7 24 24D = 0G2=ss(A,B,C,D) a = x1 x2 x3 x4 x1 -10 -35 -50 -24 x2 1 0 0 0 x3 0 1 0 0 x4 0 0 1 0 b = u1 x1 1 x2 0 x3 0 x4 0 c = x1 x2 x3 x4 y1 1 7 24 24 d = u1 y1 0状态方程为： 传递函数转换为零极点增益： num=7,24,24num = 7 24 24den=10,35,50,24den = 10 35 50 24Z,P,K=tf2zp(num,den)Z = -2.7306 + 2.8531
3、i -2.7306 - 2.8531i -1.5388 P = -4.0000 -3.0000 -2.0000 -1.0000K = 1 G1=zpk(Z,P,K) Zero/pole/gain:(s+1.539) (s2 + 5.461s + 15.6)- (s+4) (s+3) (s+2) (s+1)零极点增益方程为：传递函数转换为部分分时形式： num=7,24,24num = 7 24 24den=10,35,50,24 den = 10 35 50 24 R,P,H=residue(num,den)R = 4.0000 -6.0000 2.0000 1.0000P = -4.0000
4、 -3.0000 -2.0000 -1.0000H = G3=residue(R,P,H)G3 =1.0000 7.0000 24.0000 24.0000部分分式形式为：（2） 解：状态方程转换为传递函数为： A=2.25,-5,-1.25,-0.5;2.25,-4.25,-1.25,-0.5;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 -0.5000 0.2500 -0.5000 -1.2500 -1.0000 1.2500 -1.750
5、0 -0.2500 -0.7500B=4,2,2,0B = 4 2 2 0C=0,2,0,2C = 0 2 0 2D=0D = 0num,den=ss2tf(A,B,C,D)num = 0 4.0000 14.0000 19.7500 13.0000den = 1.0000 4.0000 5.8125 4.1562 1.5937G1=tf(num,den) Transfer function: 4 s3 + 14 s2 + 19.75 s + 13-s4 + 4 s3 + 5.812 s2 + 4.156 s + 1.594传递函数为：状态方程转换成零极点： A=2.25,-5,-1.25,-
6、0.5;2.25,-4.25,-1.25,-0.5;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 -0.5000 0.2500 -0.5000 -1.2500 -1.0000 1.2500 -1.7500 -0.2500 -0.7500B=4,2,2,0B = 4 2 2 0C=0,2,0,2C = 0 2 0 2D=0D = 0Z,P,K=ss2zp(A,B,C,D)Z = -0.8835 + 1.0463i -0.8835 - 1.0463
7、i -1.7331 P = -0.4318 + 0.6803i -0.4318 - 0.6803i -1.6364 -1.5000 K = 4.0000G2=zpk(Z,P,K) Zero/pole/gain:4 (s+1.733) (s2 + 1.767s + 1.875)-(s+1.5) (s+1.636) (s2 + 0.8636s + 0.6493)零极点增益方程为：3）转换成部分分式形式： R,P,H=residue(num,den)R = -2.4618 6.2857 0.0880 - 2.5548i 0.0880 + 2.5548iP = -1.6364 -1.5000 -0.4
8、318 + 0.6803i -0.4318 - 0.6803iH = G3=residue(R,P,H)G3 =4.0000 14.0000 19.7500 13.0000部分分式形式的方程为：2-3. 用殴拉法求下列系统的输出响应在上，时的数值解。，要求保留4位小数，并将结果与真解比较。解：(1). h=0.1;disp(y=);y=1;for t=0:h:1m=y;disp(y);y=m-m*h;endy= 1 0.9000 0.8100 0.7290 0.6561 0.5905 0.5314 0.4783 0.4305 0.38740.3487(2). h=0.1;disp(y=);fo
9、r t=0:h:1y=exp(-t);disp(y);endy= 1 0.9048 0.8187 0.7408 0.6703 0.6065 0.5488 0.4966 0.4493 0.40660.3679 比较欧拉方法求解与真值的差别欧拉10.90000.81000.72900.65610.59050.53140.47830.43050.38740.3487真值10.90480.81870.74080.67030.60650.54880.49660.44930.40660.3679误差0-0.0048-0.00070.01180.01420.01600.01740.0180.0188-0.0
10、192-0.0192显然误差与h2为同阶无穷小，欧拉法具有一阶计算精度，精度较低，但算法简单2-5. 用四阶龙格库塔法求解2-3的数值解，并与前两题结果比较。解：(1) h=0.1;disp(y=);y=1;for t=0:h:1disp(y);K1=-y;K2=-(y+K1*h/2);K3=-(y+K2*h/2);K4=-(y+K3*h);y=y+(K1+2*K2+2*K3+K4)*h/6;endy= 1 0.9048 0.8187 0.7408 0.6703 0.6065 0.5488 0.4966 0.4493 0.40660.3679(2) 比较这几种方法：对于四阶龙格-库塔方法真值10.90480.81870.7408 0.6703 0.6065 0.54880.4966 0.4493 0.40660.3679龙库10.
