计算机控制系统上机报告

计 算 机 控 制 系 统 大 作 业完成时间： 2012 年 6 月 13 日星期三上机作业 1 3-9：实验题目如下图所示计算机控制系统， 其中1110.5( )10.2zD zz，0210(5)( )sGss，0.1Ts 。+D(z)ZOHG0(s)Tr(t)Ty(t)-e(t)e(k)u(k)u(t)实验要求：（1） 将连续部分变换为等效的脉冲传递函数G(z)，然后分别列写 D(z)和 G(z)对应的状态方程和输出方程，最终列出闭环系统的状态方程和输出方程。（2） 直接写出连续部分的连续状态方程，然后将该连续状态方程离散化， 给出相应的离散状态方程和输出方程，再结合（1）中计算出的 D(z) 对应的状态方程和输出方程，最终给出闭环系统的状态方程和输出方程。（3） 分别对上述两种方法得到的闭环系统状态空间描述做Matlab 仿真，并分别绘制闭环系统在单位阶跃信号输入的情况下的响应曲线，以及状态变化曲线。（4） 对两种方法得到的仿真结果进行对比分析，给出仿真结论 （即：两种数学描述的等价性）。（5） 用 Matlab 提供的 simulink 仿真工具对该闭环系统进行仿真，给出单位阶跃响应曲线。（选作）理论分析：（1）被控对象离散化：212231 e10(5)5(1)( )[]10(1)[](1)(1)sTsTzT z zG zZzsszz=21.25(0.6)(1)zz依串行法写状态方程：1.25 (0.6)( )(1)(1)zG zzz11(1)( )1.25 ( )x kx ku k2211(1)( )(1)0.6 ( )x kx kx kx k21112( )[( )1.25 ( )]0.6 ( )0.4( )( )1.25 ( )x kx ku kx kx kx ku k1122(1)( )101.25( )(1)0.41( )1.25x kx ku kxkx k2()()y kxk控制器离散化 : 0.50.3( )10.20.2zD zzz状态方程为33(1)0.2( )0.3 ( )x kx ke k3()()()u kxke k()()()e krky k闭环系统方程 : 1132(1)( )1.25 ( )1.25 ( )1.25( )x kx kx kr kx k21232(1)0.4( )( )1.25( )1.25 ( )1.25( )x kx kx kx kr kx k332(1)0.2( )0.3 ( )0.3( )x kx kr kx k112232(1)( )11.251.251.25(1)0.40.251.25( )( )1.2500.30.20.3(1)( )x kx kxkx kr kx kx k( )0y k1 0]123( )( )( )x kx kx k（2）由0210(5)( )sGss写出连续状态方程如下 : =最后求得的状态方程为：实验程序源代码：%%N = 20;r = ones(N,1);%% selected state variables 1state1 = zeros(3,N);x1 = zeros(3,1); % initial value of state variabley1 = zeros(N,1);F1 = [1 -1.25 1.25;0.4 -0.25 1.25;0 ...