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1、现控实验指导书12020年4月19日文档仅供参考现代控制理论实验指导书王璐自动化 07-1 班山东科技大学机电系实验一 系统的传递函数阵和状态空间表示式的转换一、实验目的1. 学习多变量系统状态空间表示式的建立方法、了解状态空间表 示式与传递函数相互转换的方法；2. 经过编程、上机调试，掌握多变量系统状态空间表示式与传递 函数相互转换方法。实验要求12020年4月19日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模型如式(1- 1)示x Ax Bu y Cx Dux Rn u Rr y Rm(-

2、1)其中A为n x n维系数矩阵、B为nx r维输入矩阵维输出矩阵，D为传递阵，一般情况下为 0。系统的传递函数阵和状 态空间表示式之间的关系如式 (1 2)示。G(s)册 C(SI A)1B D(2)式(1.2)中，num(s)表示传递函数阵的分子阵，其维数是文档仅供参考den(s)表示传递函数阵的按S降幕排列的分母五、实验步骤1. 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示式之间的关系如式(1- 2),采用MATLA的file.m编程。注意：ss2tf和tf2ss是互为逆转换的指令；2. 在MATLA界面下调试程序，并检查是否运行正确。3. 已知MIMO系统

3、的系统的传递函数，求系统的空间状态表示式。系统的传递函数为：s 2G(S)(-4)s2 5s 3s3 2s2 3s 44. 从系统的传递函数(1.4)式求状态空间表示式。程序：num =0 0 1 2;0 1 5 3; %在给num赋值时，在系数前补 0,必须使num和den赋值的个数相同；den 二1 2 3 4;A,B,C,D=tf2ss( nu m,de n)程序运行结果A =B =-2-3-411 0 000 1 00C =0 1 21 5 3在已知系统的状态空间表示式能够求得系统的传递函数，现在已知 系统的状态空间表示式来求系统的传递函数，对上述结果进行相应的验 证。程序如下：程序:%首先给 A、B、C、D 阵赋值；A=-2 -3 -4;1 0 0;0 1 0;B=1;0;0;C=0 1 2;1 5 3;D=0;0;%状态空间表示式转换成传递函数阵的格式为num,den=ss2tf(a,b,c,d,u)num,den=ss2tf(A,B,C,D,1)程序运行结果：num =0 -0.0000 1.0000 2.00000 1.0000 5.0000 3.0000den =1.000

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