倒立摆实验报告VIP专享

下载后可任意编辑现代控制理论实验报告——倒立摆小组成员：指导老师：2024.5实验一 建立一级倒立摆的数学模型下载后可任意编辑一、 实验目的学习建立一级倒立摆系统的数学模型，并进行 Matlab 仿真。二、 实验内容写出系统传递函数和状态空间方程，用 Matlab 进行仿真。三、 Matlab 源程序及程序运行的结果（1） Matlab 源程序见附页（2） 给出系统的传递函数和状态方程（a）传递函数 gs 为摆杆的角度：>> gsTransfer function: 2.054 s-----------------------------------s^3 + 0.07391 s^2 - 29.23 s - 2.013（b）传递函数 gspo 为小车的位移传递函数：>> gspoTransfer function: 0.7391 s^2 - 20.13---------------------------------------s^4 + 0.07391 s^3 - 29.23 s^2 - 2.013 s（c）状态矩阵 A,B,C,D：>> sysa = x1 x2 x3 x4 x1 0 1 0 0 x2 0 -0.07391 0.7175 0 x3 0 0 0 1 x4 0 -0.2054 29.23 0b = u1 x1 0 x2 0.7391 x3 0 x4 2.054c = x1 x2 x3 x4 y1 1 0 0 0 y2 0 0 1 0d = u1 y1 0 y2 0Continuous-time model.（3）给出传递函数极点和系统状态矩阵 A 的特征值（a）传递函数 gs 的极点下载后可任意编辑>> PP = 5.4042 -5.4093 -0.0689（b）传递函数 gspo 的极点>> PoPo = 0 5.4042 -5.4093 -0.0689（c）状态矩阵 A 的特征值>> EE = 0 -0.0689 5.4042 -5.4093（4）给出系统开环脉冲响应和阶跃响应的曲线（a）开环脉冲响应曲线下载后可任意编辑（b）阶跃响应曲线下载后可任意编辑四、思考题（1）由状态空间方程转化为传递函数，是否与直接计算传递函数相等？答：由状态空间方程转化为传递函数：>> gso=tf(sys)Transfer function from input to output... 0.7391 s^2 - 6.565e-016 s - 20.13 #1: --------------------------------------- s^4 + 0.07391 s^3 - 29.23 s^2 - 2.013 s 2.054 s + 4.587e-016 #2: ----------------------------------- s^3 + 0.07391 s^2 - 29.23 s - 2.013 #1 为 gspo 传递函数，#2 为 gs 的传递函数而直接得到的传递函数为：>> gspoTransfer function: 0.7391 s^2 - 20.13---------------------------------------s^4 + 0.07391 s^3 - 29.23 s^2 - 2.013 s>> gs下载后可任意编辑Transfer function: 2...