控制系统仿真作业孙伟铭——控制系统仿真与CAD.docx

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1、控制系统仿真与CAD实验报告孙伟铭20124387第一部分——17题【代码】>>s=tf('s');G=100*(1+s/2.5)/s/(1+s/0.5)/(1+s/50);Gc=1000*(s+1)*(s+2.5)/(s+0.5)/(s+50);bode(G*Gc);figure;step(feedback(G*Gc,1))【结论】从开环bode图中可以看出该系统的相位裕度仅为5°左右，所以预估该闭环系统是稳定的。从阶跃响应曲线中看出虽然稳定但是会有较强的震荡。第二部分——4题【结论】我们从框图中可知Fcn模块中的变量就

2、是X2和X4，这样可以写出状态方程模型：x1=tsinx2e-2.3x4x2=x1x13=sinx2e-2.3x4x4=x3第二部分——8题【代码一】>>A=[-0.20.5000;0-0.51.600;00-14.385.80;000-33.3100;0000-10];B=[000030]’;C=[10000];G=ss(A,B,C,0);zpk(G)【代码二】>>P=[-1-2-3-4-5]’;K=place(A,B,P),eig(A-B*K),step(ss(A-B*K,B,C,0),10)【代码三】>>P=10*[

3、-0.2+0.1j;-0.2-0.1j;-4;-5;-8];K=place(A,B,P),eig(A-B*K),step(ss(A-B*K,B,C,0),10)【代码四】>>p1=[-10;-20;-15;-12;-13];L=place(A’,C’,p1)’【代码五】>>[Gc,H]=obsvsf(G,K,L),step(feedback(G*Gc,H))【结论】先输入状态方程得到系统的零极点模型再得到开环系统的几点位[-0.2,-0.5,-10,-14.3,-33.3]。再通过MATLAB为其进行极点配置，得到控制器参

4、数[0.0004,0.0004,-0.0035,0.3946,-1.4433]，经验证后，从阶跃响应曲线中看出该闭环系统确实配置到了准确位置。可以看出系统响应慢，凑试新的极点，得出期望极点后直接状态反馈的闭环曲线阶跃响应曲线，设计了状态观测器，可基于状态观测器重建系统的状态，然后基于观测到的状态进行状态反馈。又根据程序obsvsf（）可以有观测器向量与状态反馈向量计算出等效的前置控制器和反馈控制器，这样就可以得出基于状态观测器的控制曲线玉兔中直接反馈状态完全一致。