现代控制理论实验指导书3

1、ileNewModel”可建立模型文件。
在 命令行窗口 可以直接输入命令 ， 也可以观看运算结果，它是直接反映运算信息的重要窗口。
2、 设系统的模型如式 (1.1)示。
pmn RyRuRxDCxy BuAxx (1.1) 其中 A 为 n n 维系数矩阵、 B 为 n m 维输入矩阵 C 为 p n 维输出矩阵， D 为传递阵，一般情况下为 0，只有 n 和 m 维数相同时， D=系统的传递函数阵和状态空间表达式之间的关系如式 (1.2)示。
1()( ) ( )()n u m sG s C s I A B Dd e n s (1.2) 式 (1.2)中， )(snum 表示传递函数阵的分子阵，其维数是 p m; )(sden 表示传递函数阵的按s 降幂排列的分母。
四 、 实验 内容 与步骤 1、 采用 MATLAB 编程，求系统的传递函数阵或状态空间表达式 。
2、 在 MATLAB 下调试程序，并检查是否运行正确。
3、例 1： 。

2、深刻地把握这些知识，并在此基础上，训练和培养学生阅读有关参考书和自己动手独立编写、调试一些程序的技能，具体设置了八个个实验项目。
前四个为基本实验，后四个为选做实验，供有兴趣的学生进一步提高时选作。
本指导书对每一个实验的原理、方法及步骤进行了详细说明，只要认真消化，就可以完成所列的每一个实验。
本指导书的实验内容按控制类专业来编写，其它专业在使用时可对其进行适当剪裁。
基础训练：矩阵基本操作(一)常用知识1、MATLAB 的功能：数值和矩阵计算功能；符号计算； 文字处理功能；强大的SIMULINK 动态仿真功能；与其他编程语言可以混合编程；功能齐全的各式工具箱；声音处理，制作动画等。
2、启动和退出 MATLAB启动：计算机安装好 MATLAB 之后，双击 MATLAB 图标，就可以进入命令窗口，此时意味着系统处于准备接受命令的状态，可以在命令窗口中直接输入命令语句。
退出：要退出MATLAB，键入quit或exit或点击右上角的“”号。
注意：quit、exit 结束 M ATLAB 会话。
程序完成，如果没有明确保存，则变量中的数据丢失。
而 Ctrl+c 中断一个 MA。

3、1.1)示。
(1.1)pmnRyuRxDCyBuAx其中 A 为 nn 维系数矩阵、B 为 nm 维输入矩阵 C 为 pn 维输出矩阵，D为传递阵，一般情况下为 0，只有 n 和 m 维数相同时，D=系统的传递函数阵和状态空间表达式之间的关系如式(1.2)示。
(1.2)DBASICsdenumG1)()(式(1.2)中， 表示传递函数阵的分子阵，其维数是 pm； 表示传)(sden递函数阵的按 s 降幂排列的分母。
2 实验步骤 根据所给系统的传递函数或（A、B、C 阵） ，依据系统的传递函数阵和状态空间表达式之间的关系如式(1.2)，采用 MATLA 的 file.m 编程。
注意：ss2tf 和 tf2ss 是互为逆转换的指令； 在 MATLA 界面下调试程序，并检查是否运行正确。
例 1.1 已知 SISO 系统的状态空间表达式为(1.3)，求系统的传递函- 2 -数。
(1.3),63123401321 uxx 3210xy程序:%首先给 A。

4、1.1)pmnRyuRxDCyBuAx其中 A 为 nn 维系数矩阵、B 为 nm 维输入矩阵 C 为 pn 维输出矩阵，D为传递阵，一般情况下为 0，只有 n 和 m 维数相同时，D=系统的传递函数阵和状态空间表达式之间的关系如式(1.2)示。
(1.2)DBASICsdenumG1)()(式(1.2)中， 表示传递函数阵的分子阵，其维数是 pm； 表示传)(sden递函数阵的按 s 降幂排列的分母。
2 实验步骤 根据所给系统的传递函数或（A、B、C 阵） ，依据系统的传递函数阵和状态空间表达式之间的关系如式(1.2)，采用 MATLA 的 file.m 编程。
注意：ss2tf 和 tf2ss 是互为逆转换的指令； 在 MATLA 界面下调试程序，并检查是否运行正确。
例 1.1 已知 SISO 系统的状态空间表达式为(1.3)，求系统的传递函数。
(1.3),63123401321 uxx 3210xy程序:%首先给 A、B、C 阵赋值；A=。

5、三、实验内容1、 设系统的模型如式(1.1)示。
(1.1)pmnRyuRxDCyBuAx其中 A 为 nn 维系数矩阵、B 为 nm 维输入矩阵 C 为 pn 维输出矩阵，D为传递阵，一般情况下为 0，只有 n 和 m 维数相同时，D=系统的传递函数阵和状态空间表达式之间的关系如式(1.2)示。
(1.2)DBASICsdenumG1)()(式(1.2)中， 表示传递函数阵的分子阵，其维数是 pm； 表示传)(sden递函数阵的按 s 降幂排列的分母。
2、 实验步骤： 根据所给系统的传递函数或（A、B、C 阵） ，依据系统的传递函数阵和状态空间表达式之间的关系如式(1.2)，采用 MATLA 的 file.m 编程。
注意：ss2tf 和 tf2ss 是互为逆转换的指令。
在 MATLA 界面下调试程序，并检查是否运行正确。
例 1.1 已知 SISO 系统的状态空间表达式为(1.3)，求系统的传递函数。
(1.3),63123401321 uxx 。

6、实验目的 .8二、实验要求 .8三、实验设备 .8四、实验原理说明 .8五、实验步骤 .8六、实验要求 .9实验四 状态观测器的设计 10一、实验目的 .10二、实验要求 .10三、实验设备 .10四、实验原理说明 .10五、实验步骤 .10六、实验要求 .11现代控制理论实验指导书第 1 页实验一 系统的传递函数和状态空间表达式的转换一、实验目的1 学习多变量系统状态空间表达式的建立方法、了解系统状态空间表达式与传递函数相互转换的方法；2 通过编程、上机调试，掌握多变量系统状态空间表达式与传递函数相互转换方法。
二、实验要求学习和了解系统状态方程的建立与传递函数相互转换的方法；三、实验设备1 计算机 1 台2 MATLAB6.X 软件 1 套。
四、实验原理说明设系统的状态空间表达式如式(11) 示。
(11)qpnRyuRxDCyBuAx 其中 A 为 nn 维系数矩阵、 B 为 np 维输入矩阵 C 为 qn 维输出矩阵，D 为传递阵，一般情况下为 系统的传递函数和状态空间表达式之间的关系如式(12) 示。
(。

7、实验三 利用MATLAB求取状态空间模型的相似变换及其标准型 控制系统的不同状态模型实现 实验目的 1 通过实验掌握线性系统的对角线标准型 约当标准型 模态标准型以及伴随矩阵标准型的表示及相应变换阵的求解 2 通过编程 上机调试 掌握系统可控性和可观测性的判别方法 系统的可控性和可观测性分解等 3 加深理解由控制系统传递函数建立能控 能观 约当标准型等不同状态模型的方法 实验原理 一 线性系统状态。