實(shí)驗(yàn)二利用MATLAB求取線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型的解_第1頁
實(shí)驗(yàn)二利用MATLAB求取線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型的解_第2頁
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1、現(xiàn)代控制理論第一次上機(jī)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)二 利用MATLAB求取線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型的解實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、根據(jù)狀態(tài)空間模型分析系統(tǒng)由初始狀態(tài)和外部激勵(lì)所引起的響應(yīng); 2、通過編程、上機(jī)調(diào)試,掌握系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的分析方法。實(shí)驗(yàn)原理:一、系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)的求解方法給定系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型: (2.1)設(shè)系統(tǒng)的初始時(shí)刻,初始狀態(tài)為,則系統(tǒng)狀態(tài)方程的解為 (2.2)輸出為 (2.3)包括兩部分,第一部分是由系統(tǒng)自由運(yùn)動(dòng)引起的,是初始狀態(tài)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的影響;第二部分是由控制輸入引起的,反映了輸入對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的影響。輸出由三部分組成。第一部分是當(dāng)外部輸入等于零時(shí),由初始狀態(tài)引起的,故為系統(tǒng)的零輸入響應(yīng);第二部分是當(dāng)初始狀態(tài)為零時(shí)

2、,由外部輸入引起的,故為系統(tǒng)的外部輸入響應(yīng);第三部分是系統(tǒng)輸入的直接傳輸部分。 實(shí)驗(yàn)步驟 1、構(gòu)建系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型,采用MATLAB的m-文件編程; 2、求取系統(tǒng)的狀態(tài)和輸出響應(yīng); 3、在MATLAB界面下調(diào)試程序,并檢查是否運(yùn)行正確。 實(shí)驗(yàn)要求 1、在運(yùn)行以上程序的基礎(chǔ)上,應(yīng)用MATLAB驗(yàn)證一個(gè)振動(dòng)現(xiàn)象可以由以下系統(tǒng)產(chǎn)生:證明該系統(tǒng)的解是 假設(shè)初始條件,用Matlab觀察該系統(tǒng)解的形狀。m-程序如下:A=0 1;-1 0; B=0;0; D=B; C=1 0;0 1;sys=ss(A,B,C,D); x0=0;1;t=0:0.01:20;y,T,x=lsim(sys,u,t,x0)subplot(2,1,1),plot(T,x(:,1) xlabel(Time(sec),ylabel(X_1) subplot(2,1,2),plot(T,x(:,2) xlabel(Time(sec),ylabel(X_2) 仿真結(jié)果如下:仿真分析:由仿真圖可知,X1和X2周期相同約為6.2,相位差90度,故X1=sint;X

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