西电电院自动控制技术上机报告Word格式文档下载.doc
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,x（i,1））;
disp（result）;
速度v=%8.6f\n'
x（i,2））;
加速度a=%9.6f\n'
a（i））;
时间t=%4.2f\n'
t（i））;
d=x（:
1）;
subplot（1,3,1）,plot（t,d）;
%绘制时间-位移曲线
xlabel（'
时间（秒）'
ylabel（'
位移（米）'
title（'
时间-位移曲线'
grid;
v=x（:
2）;
subplot（1,3,2）,plot（t,v）;
%绘制时间-速度曲线
速度（米/秒）'
时间-速度曲线'
subplot（1,3,3）,plot（d,v）;
%绘制位移-速度曲线
位移-速度曲线'
运行结果：
>
EX11
位移d=1.5000
速度v=-0.000086
加速度a=-0.000084
时间t=4.46
源程序代码：
num=[0,2,5,7];
den=[1,6,10,6];
[z1,p1,k1]=tf2zp（num,den）
[r2,p2,k2]=residue（num,den）
运行结果：
EX12
z1=
-1.2500+1.3919i
-1.2500-1.3919i
p1=
-3.7693+0.0000i
-1.1154+0.5897i
-1.1154-0.5897i
k1=
2
r2=
2.2417+0.0000i
-0.1208-1.0004i
-0.1208+1.0004i
p2=
k2=
[]
clc
a=[6.32231812.811];
b=[161.3221812.811];
sys=tf（a,b）;
t=0:
.005:
35;
step（sys）
系统的单位阶跃响应'
）
[y,t]=step（a,b,t）;
r=1;
while（y（r）<
1.001）
r=r+1;
end;
rise_time=（r-1）*0.005%求系统上升时间
[ymax,tp]=max（y）;
peak_time=（tp-1）*0.005
k=dcgain（sys）;
max_overshoot=（ymax-k）/k
s=7001;
while（y（s）>
0.98&
y（s）<
1.02）
s=s-1;
end
setting_time=（s-1）*0.005
rise_time=
0.7050
peak_time=
34.6100
max_overshoot=
2.6819e+06
setting_time=
35
num=[11];
den=[1560];
sys1=tf（num,den）
subplot（3,1,1）
step（sys1）
subplot（3,1,2）
rlocus（num,den）
系统的根轨迹曲线'
r=rlocus（num,den,20.575）
a=[1];
b=[10.8989];
sys2=tf（a,b）
sys=series（sys1,sys2）%串联
subplot（3,1,3）
35
EX14
sys1=
s+1
-----------------
s^3+5s^2+6s
Continuous-timetransferfunction.
r=
-2.0505+4.3225i-2.0505-4.3225i-0.8989+0.0000i
sys2=
1
----------
s+0.8989
sys=
s+1
-------------------------------------
s^4+5.899s^3+10.49s^2+5.393s
频域分析：
num=[0.01,0.0001,0.01];
dun=[0.25,0.01,1,0,0];
sys=tf（num,dun）
figure
（1）
bode（sys）
figure
（2）
sys2=feedback（sys,1）
bode（sys2）
0.01s^2+0.0001s+0.01
--------------------------
0.25s^4+0.01s^3+s^2
0.01s^2+0.0001s+0.01
------------------------------------------------
0.25s^4+0.01s^3+1.01s^2+0.0001s+0.01
num=[0202010];
%开环传递函数分子
den=conv（[110],[110]）;
%开环传递函数的分母
nyquist（num,den）
%v=[-23-3];
axis（[-22-33]）
grid
x=-pi:
0.01:
pi;
plot（x,sin（x））,gridon
num=[2000,2000];
%开环传递函数的分子
den=conv（[10.50],[114400]）;
%开环传递函数的分母
nichols（num,den）%绘制nichols图
v=[-270-90-4040];
axis（v）
ngrid%标出nichols图线
num=[020002000];
den=conv（[10.50],[114400]）;
h=tf（num,den）;
[gm,pm,wg,wc]=margin（h）;
gm,pm,wg,wc
EX24
gm=
2.7493
pm=
73.3527
wg=
19.8244
wc=
5.3477
num=[1];
den=[0.51.510];
sys=tf（num,den）
[gmpmwgwp]=margin（sys）
-------------------------
0.5s^3+1.5s^2+s+1
3.0000
32.6133
1.4142
wp=
0.7494
现代控制理论
%3.1_A
num=[123];
%传递函数分子多项式的系数
den=[1331];
%传递函数分母多项式的系数
[A,B,C,D]=tf2ss（num,den）
%3.1_B
z=[-1;
-3];
%传递函数的零点
p=[0;
-2;
-4;
-6;
];
%传递函数的极点
k=4;
[A,B,C,D]=zp2ss（z,p,k）
%3.1_C
A=[0,1;
-1,-2];
B=[0;
1];
C=[1,3];
D=[1];
[num,den]=ss2tf（A,B,C,D）
printsys（num,den,'
s'
[z,p,k]=ss2zp（A,B,C,D）
EX31
A=
-3-3-1
100
010
B=
1
0
C=
123
D=
-10.0000-4.899000
4.8990000
-6.0000-4.2866-2.00000
001.00000
0004
num=
1.00005.00002.0000
den=
121
num/den=
s^2+5s+2
-------------
s^2+2s+1
z=
-0.4384
-4.5616
p=
-1
k=
A1=[0,1;
B1=[0;
C1=[1,3];
D1=[1];
A2=[0,1;
-1,-3];
B2=[0;
C2=[1,4];
D2=[0];
[A,B,C,D]=series（A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2）
[A,B,C,D]=parallel（A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2）
[A,B,C,D]=feedback（A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2）
[A,B,C,D]=feedback（A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2,+1）
EX32
0100
-1-313
0001
00-1-2
1400
-1-200
00-1-3
1314
-1-2-1-4
13-2-7
13-1-4
-1-214
1301
clc;
A=[0-2;
1-3];
t=0.2;
Phi=expm（A*t）;
%求状态转移矩阵
B=[2;
0];
C=[03];
D=[0];
x0=[11];
t=[00.2];
u=0*t;
[y,x]=lsim（A,B,C,D,u,t,x0）%求系统响应
y=
2.0110
x=
1.00001.0000
0.67030.6703
A=[-31;
B=[11;
11];
C=[11;
1-1];
D=[00;
00];
N=size（A）;
n=N
（1）;
[num,den]=ss2tf（A,B,C,D,2）;
可控矩阵：
'
S=ctrb（A,B）
f=rank（S）
if（f==n）
disp（'
系统是可控的'
else
系统是不可控的'
可观测矩阵：
V=obsv（A,C）
m=rank（V）
系统时可观测的'
系统是不可观测的'
S=
11-2-2
f=
系统是不可控的
V=
11
1-1
-2-2
-44
m=
系统是不可观测的
A=[01;
-2-3];
B=[0;
C=[20];
D=0;
P_S=[-1-2];
k=acker（A,B,P_S）;
P_O=[-3-3];
h=（acker（A'
C'
P_O））;
A1=[A,-B*k;
h*CA-B*k-h*C];
B1=[B;
B];
C1=[C,zeros（1,2）];
D1=0;
sys=ss（A1,B1,C1,D1）
tf（sys）
校正设计
ts=0.001;
sys=tf（[400],[1,50,0]）;
dsys=c2d（sys,ts,'
z'
[num,den]=tfdata（dsys,'
v'
u_1=0.0;
u_2=0.0;
y_1=0.0;
y_2=0.0;
x=[0,0,0]'
;
error_1=0;
error_2=0;
fork=1:
1:
1000
time（k）=k*ts;
kp=8;
ki=0.1;
kd=10;
rin（k）=0.5*sin（2*pi*k*ts）;
du（k）=kp*x
（1）+kd*x
（2）+ki*x（3）;
u（k）=u_1+du（k）;
yout（k）=-den
（2）*y_1-den（3）*y_2+num
（2）*u_1+num（3）*u_2;
error（k）=rin（k）-yout（k）;
u_2=u_1;
u_1=u（k）;
y_2=y_1;
y_1=yout（k）;
x
（1）=error（k）-error_1;
x
（2）=error（k）-2*error_1+error_2;
x（3）=error（k）;
error_2=error_1;
error_1=error（k）;
figure
（1）;
plot（time,rin,'
b'
time,yout,'
r'
）,gridon
gtext（'
rin\rightarrow'
\leftarrowyout'
系统输出曲线'
time（s）'
）,ylabel（'
rin,yout'
figure
（2）;
plot（time,error,'
误差曲线'
error'
注：
输入信号为正弦，采样信号为1ms。
ts=20;
sys=tf（[1],[60,1],'
inputdelay'
80）;
u_1=0;
u_2=0;
u_3=0;
u_4=0;
u_5=0;
y_1=0;
y_2=0;
y_3=0;
ei=0;
200
rin（k）=40;
kp=0.80;
ki=0.005;
kd=3.0;
yout（k）=-den
（2）*y_1+num
（2）*u_5;
M=2;
ifM==1
ifabs（error（k））>
=30&
abs（errpr（k））<
=40
beta=0.3;
elseifabs（error（k））>
=20&
abs（error（k））<
=30
beta=0.6;
=10&
=20
beta=0.9;
else
beta=1.0;
end
elseifM==2
beta=1.0;
ei=ei+error（k）*ts;
u（k）=kp*error（k）+kd*（error（k）-error_1）/ts+beta*ki*ei;
ifu（k）>
=110
u（k）=110;
ifu（k）<
=-110
u（k）=-110;
u_5=u_4;
u_4=u_3;
u_3=u_2;
u_2=u_1;
y_3=y_2;
y_2=y_1;
time,yout,
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