现代控制理论控实验报告

1 实验一 MATLAB 控制工具箱的应用及线性系统的运动分析 实验日期 2013 年5 月21 日 成绩：______ 批阅教师签字 1. 实验目的 ⑴ 学习掌握MATLAB控制工具箱中的基本命令 ⑵ 掌握线性系统的运动分析方法 2. 实验环境 MATLAB6.5 3. 实验内容、源程序代码、实验数据及结果分析 ⑴自选控制对象模型，应用以下命令，并写出结果 1) step, damp, pzmap, rlocus, rlocfind, bode, margin, nyquist 2) tf2ss, ss2tf, tf2zp, zp2ss 3) ss2ss, Jordan, canon, eig 实现如下: 1）① step 单位阶跃响应 当输入为单位阶跃信号时，系统的输出为单位阶跃响应。 其调用格式为: [y, x, t] = step(num, den, t) 或 step(num, den) 例 1: 求系统传递函数为 W)(s =15.012ss的单位阶跃响应 num = [1]; den = [1 0.5 1]; sys = tf(num,den); step(sys) grid; %绘制表格 xlabel('t'); ylabel('y'); title('单位阶跃响应'); ② damp 返回系统特征值、衰减与频（借用例 1） num = [1]; den = [1 0.5 1]; 2 sys = tf(num,den); damp(sys) 其输出结果为: Eigenvalue Damping Freq.(rad/s) -2.50e-001 + 9.68e-001i 2.50e-001 1.00e+000 -2.50e-001 - 9.68e-001i 2.50e-001 1.00e+000 ③ pzmap 绘制系统零极点图 其调用格式为: [p, z] = pzmap(sys) 绘图并返回极点 p, 零点 z 或者 pzmap(sys) 直接绘图 ④ rlocus 绘制系统根轨迹 例 2: 给定系统 G)(s =125.032323ssssss , 绘制零极点图 程序如下: num = [1 2 1 3]; den = [1 0.5 2 1]; sys = tf(num,den); [p,z] = pzmap(sys) rlocus(sys); title('系统闭环根轨迹'); >> p = 0 + 1.4142i >>z = -2.1746 0 - 1.4142i 0.0873 + 1.1713i -0.5000 0.0873 - 1.1713i ⑤ rlocusfind 计算与根轨迹上极点相应的根轨迹增益 例 3: 已知一个单位负反馈系统开环传递函数为: W)(s =)14)(15.0(ssk 试绘制闭环系统的根轨迹；在根轨迹上任选一点，并计算该点的增益 k及其所有极点的位置 num = 1; den = conv([1 0],conv([0.5 1],[4 1])); sys = tf(num,den); rlocus(sys); 3 [k,poles] = rlocfind(sys) title('系统闭环根轨迹') >> Select a point in the graphics window (用光标选) selected_po...