实验2 状态空间控制模型系统仿真及状态方程求解

韶关学院学生实验报告册试验课程名称：现代限制理论试验项目名称：状态空间限制模型系统仿真及状态方程求解试验类型（打√）：（基础、综合、设计）院系：物理与机电工程学院专业班级： 08自动化（1）班姓名李世文学号： 08101101027 指导老师：宁宇韶关学院教务处编制一、试验预习报告内容预习日期：年月日试验预习报告内容原则上应包含试验目的、试验所用主要仪器药品、试验原理与公式、试验预习疑问等项目。 [试验目的] 1、熟识线性定常离散与连续系统的状态空间限制模型的各种表示方法。 2、熟识系统模型之间的转换功能。 3、利用MATLAB对线性定常系统进行动态分析 [试验内容] 1、给定系统（2-1） 2、求系统的零极点增益模型和状态空间模型，并求其单位脉冲响应及单位阶跃响应。提示 num=[1 2 1 3];den=[1 0.5 2 1]; sys=tf(num,den);sys1=tf2zp(sys);sys2=tf2ss(sys); impulse(sys2);step(sys2) sys=tf(num,den) sys1=tf2zp(num,den) 单位脉冲响应：图2.1 系统的单位脉冲响应单位阶跃响应：图2.2 系统的单位阶跃响应 2、已知离散系统状态空间方程：（2-2）采样周期。在域和连续域对系统性能进行仿真、分析。 Z域性能仿真图形：图2.3 离散系统的阶跃响应 Sampling time: 0.05 step(sysc) ；连续域仿真曲线：图1.4 离散系统转连续系统后的阶跃响应 [试验要求] 1、进行模型间的相互转换。 2、绘出系统单位阶跃及脉冲曲线。在运行书中例2-15至例2-17程序的基础上，应用MATLAB对（2-1)系统编程，列出试验数据，画出系统的单位脉冲响应曲线和单位阶跃响应曲线；然后对（2-2）进行编程，列出试验数据并画出离散系统的阶跃响应曲线及离散系统转连续系统后的阶跃响应曲线。并写出试验报告。试验预习评分：二、试验原始（数据）记录试验时间：年月日（星期第节）试验同组人：如有试验数据表格，学生在试验预习时应画好试验数据表格，供试验时填写数据（本页如不够，可另附相同规格的纸张）。 (1) ,求系统的零极点增益模型和状态空间模型，并求其单位脉冲响应及单位阶跃响应。零极点增益模型: 状态空间模型: 指导老师批阅及签名签名：年月日三、试验报告内容年月日试验报告内容原则上应包含主要试验步骤、试验数据计算（试验操作）结果、试验结果（疑问）分析等项目。单位脉冲响应程序及曲线：单位阶跃响应程序及曲线： num=[1 2 1 3];den=[1 0.5 2 1]; num=[1 2 1 3];den=[1 0.5 2 1]; dstep(num,den); dimpulse(num,den); (2)已知离散系统状态空间方程： ,采样周期。在域和连续域对系统性能进行仿真、分析。试验程序和结果如下： A=[-1 -2 2;0 -1 1;1 0 -1]; B=[2;0;1]; C=[1 2 0]; D=0; T=0.05; [G1,H1]=c2d(A,B,T),[G2,H2,C2,D2]=c2dm(A,B,C,D,T, zoh ) [G3,H3,C3,D3]=c2dm(A,B,C,D,T, foh ),[G4,H4,C4,D4]=c2dm(A,B,C,D,T, tustin ) G1 = 0.9536 -0.0952 0.0928 0.0012 0.9512 0.0476 0.0476 -0.0024 0.9536 H1 = 0.1000 0.0012 0.0512 G2 = 0.9536 -0.0952 0.0928 0.0012 0.9512 0.0476 0.0476 -0.0024 0.9536 H2 = 0.1000 0.0012 0.0512 C2 = 1 2 0 D2 = 0 G3 = 0.9536 -0.0952 0.0928 0.0012 0.9512 0.0476 0.0476 -0.0024 0.9536 H3 = 0.1000 0.0025 0.0524 C3 = 1 2 0 D3 = 0.0508 G4 = 0.9535 -0.0953 0.0930 0.0012 0.9512 0.0476 0.0476 -0.0023 0.9535 H4 = 2.0000 0.0250 1.0244 C4 = 0.0489 0.0952 0.0047 D4 = 0.0512 试验报告评分：注：1、如个别试验的试验报告内容多，试验报告册页面不够写，或有识图、画图要求的，学生应依据试验指导老师要求另附相同规格的纸张并粘贴在相应的“试验报告册”中。 2、试验报告册属教学运行材料，院系（中心）应按有关规定归档保管。 8