吉大《控制系統(tǒng)數字仿真》離線作業(yè)(有答案)_第1頁
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wordword吉大《控制系統(tǒng)數字仿真》離線作業(yè)什么是仿真,它所遵循的原則是什么?答專用物理效應設備為工具,利用系統(tǒng)模型對真實或假想的系統(tǒng)進行試驗,并借助專家經驗知識,統(tǒng)計數據和信息資料對試驗結果進行分析和研究,進而做出決策的一門綜合性的試驗性科學。它所遵循的基本原則是相似原理。在系統(tǒng)分析與設計中仿真法與解析法有何區(qū)別?各有什么特點?答實驗分析方法,在對系統(tǒng)的認識過程中具有普遍意義。由于受到理論的不完善性以及對事物認識的不全面性等因素的影響,其應用往往有很大局限性。仿真法基于相似原理,是在模型上所進行的系統(tǒng)性能分析與研究的實驗方法。CADCAD技術可以解決哪些問題?答:CAD技術,即計算機輔助設計AidedDesign),是將計算機高速而精確的計算能力,大容短設計周期,提高設計質量的技術。控制系統(tǒng)CAD外,自適應控制,自校正控制以及最優(yōu)控制等現(xiàn)代控制測略都可利用CAD技術實現(xiàn)有效的分析與設計。什么是虛擬現(xiàn)實技術?它與仿真技術的關系如何?答及仿真技術等多種學科而發(fā)展起來的高新技術。為什么稱計算機控制系統(tǒng)為采樣控制系統(tǒng)或離散控制系統(tǒng),其仿真有何特點答字序列形成的離散系統(tǒng),稱為采樣控制系統(tǒng)或計算機控制系統(tǒng)。斷開時刻,系統(tǒng)處于開環(huán)工作狀態(tài)。特點:高精度,高可靠,有效抑制干擾,有良好的通用性。用MATLAB其相應的數學模型表達式。()解(1):b程序如下>>num=[172424];>>den=[110355024];>>[ABCD]=tf2ss(num,den)-10 -35 -50 1 0 000得到結果:A=

,B= ,C=1 7 240 1 0000 0 100XX+ -10 -35 -50 -XX+ 所以模型為:

1 0 0

0X1 7 24 24X0 1 00 00 0 10 0(2)零極點增益編寫程序 >>num=[172424];>>den=[110355024];>>[ZPK]=tf2zp(num,den)得到結果Z=-2.7306+2.8531,-2.7306-2.8531i,-1.5388P=-4,-3,-2,-1K=1(3)部分分式形式:編寫程序>>num=[172424];>>den=[110355024];>>[RPH]=residue(num,den)得到結果R=4.0000,-6.0000,2.0000,1.0000P= -4.0000,-3.0000,-2.0000H=[]4 6 2 1G(s)=s4s3s2s1單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數如下用MATLAB語句、函數求取系統(tǒng)閉環(huán)零極點,并求取系統(tǒng)閉環(huán)狀態(tài)方程的可控標準型實現(xiàn)。解:已知開環(huán)傳遞函數,求得閉環(huán)傳遞函數為Gmatlaba=[10];>>b=[14.6];

5s100s4.623.s16.35)5s100極點%

>>c=[13.416.35];>>d=conv(a,)>>e=conv(d,c)e= 1.0000 8.0000 31.9900 75.2100 0>>f=[0005100];>>g=e+fg=1.00008.0000 31.9900 80.2100100.0000%以上是計算閉環(huán)傳遞函數的特征多項式%計算特征多項式的根,就是閉環(huán)傳遞函數的p=-0.9987+3.0091i-0.9987-3.0091i-3.0013+0.9697i-3.0013-0.9697i>>m=[5100];>>z=roots(m)z-20 計算零點%bsn1...b sb綜上:當閉環(huán)傳函形如G(s) 1

n1

n 時,可控標準型為:snasn1...a sa1 n1 n0 1 0 ... 0 00 0 1 ... 0 0b;D1 b;D1A ;B;Cb 0

n n10 0 1

0an

a1

x.1

0 1 0 0

0

1 20 0 1 0x20u 0

0 0 1x 03

3 . 100 80.21 31.99 8

所以可控標準型是x 44x1xY[100 5 0 0]

2 x3x4某反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞傳遞函數為試繪制其根軌跡MATLABnum=1;den=conv(conv([1,0],[1,4]),[1,4,20]);rlocus(num,den)gridon運行結果為:RootLocusRootLocus8

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