北京理工大学控制理论基础试验VIP专享

本科实验报告实验名称：控制理论基础实验课程名称：任课教师：实验教师：学生姓名：学号/班级：学院：专业：控制原理基础 B实验类型：信息与电子学院电子信息工程实验时间：实验地点：□原理验证□综合设计□自主创新组 号 ：同组搭档：成 绩 ：目录实验 1控制系统的模型建立………………………2实验 2控制系统的暂态特性分析…………………13实验 4实验 6系统的频率特性分析………………………19极点配置与全维状态观测器的设计………24- 1 -实验 1控制系统的模型建立一、实验目的1. 掌握利用 MATLAB 建立控制系统模型的方法。2. 掌握系统的各种模型表述及相互之间的转换关系。3. 学习和掌握系统模型连接的等效变换。二、实验原理1、系统模型的 MATLAB 描述系统的模型描述了系统的输入、输出变量以及内部各变量之间的关系，表征一个系统的模型有很多种，如微分方程、传递函数、状态空间方程等。这里主要介绍系统多项式型传递函数（TF）模型、零极点型传递函数（ZPK）模型和状态空间方程（SS）模型的 MATLAB 描述方法。（1）传递函数（TF）模型传递函数是描述线性定常系统输入-输出关系的一种最常用的数学模型，其表达式一般为在 MATLAB中，直接使用行向量分子分母多项式的表示系统，即num = [bm, bm-1, … b1, b0]den = [an, an-1, … a1, a0]调用 tf 函数可以建立传递函数 TF 对象模型，调用格式如下：Gtf = tf(num,den)Tfdata 函数可以从 TF 对象模型中提取分子分母多项式，调用格式如下：[num,den]=tfdata(Gtf)返回 cell 类型的分子分母多项式系数[num,den]=tfdata(Gtf,'v')返回向量形式的分子分母多项式系数（2）零极点增益（ZPK）模型传递函数因式分解后可以写成式中 z1,z2 ,… ,zm 称为传递函数的零点，p1,p2 ,… ,pn 称为传递函数的极点，k 为传递系数（系统增益）。在 MATLAB 中，直接用[z,p,k]矢量组表示系统，其中 z，p，k 分别表示系统的零极点及其增益，即：z=[z1,z2,…,zm]; p=[p1,p2,…,pn]; k=[k];调用 zpk 函数可以创建 ZPK 对象模型，调用格式如下：Gzpk = zpk(z,p,k)- 2 -同样，MATLAB 提供了 zpkdata 命令用来提取系统的零极点及其增益，调用格式如下：[z,p,k] = zpkdata(Gzpk) 返回 cell 类型的零极点及增益[z,p,k] = zpkdata (Gzpk,’v’) 返回向量形式的零极点及增益函数 pzmap 可用于求取系统的零极点或绘制系统的零极点图，调用格式如...