自动控制实验

实验1控制系统的复数域数学模型一实验要求掌握复数域数学模型即传达函数的表示方法，可以娴熟对各样表示进行相互变换。二实验步骤1）熟悉课本41页传达函数的各样表示方法，包括一般形式、零极点形式和部分分式形式。熟悉控制系统中常用的连结方式，包括串联、并联和反应连结。2）掌握在Matlab中各样形式变换的函数：tf2zp();zp2tf();residue()等。掌握各样连结方式在Matlab中的表示方法：series();parallel();feedback()

等。3）在Matlab中输入课本42页中例2－16的程序，察看并记录结果。Num=[24];den=[192315];Sys1=tf(num,den)[z,p,k]=tf2zp(num,den);Sys2=zpk(z,p,k)[r,pp,kk]=residue（num,den)>>Transferfunction:2s+4-----------------------s^3+9s^2+23s+15Zero/pole/gain:(s+2)-----------------(s+5)(s+3)(s+1)r=-0.75000.50000.2500pp=-5.0000-3.0000-1.0000kk=[]4）在Matlab中输入课本42页中例2－17的程序，察看并记录结果。num1=[11];den1=[156];sys1=tf(num1,den1);num2=[1];den2=[14];sys2=tf(num2,den2);sys3=tf(1,1);[num,den]=series(num1,den1,num2,den2);sys=tf(num,den);sysb=feedback(sys,sys3)Transferfunction:s+1-----------------------s^3+9s^2+27s+255）编程实现思虑题中所要求的内容。三思虑题1）已知两个系统的传达函数分别为在Matlab中表示该系统的模型并求出零极点形式和部分分式形式。num=[4];den=[1324];num=[52025];den=[182013];sys1=tf(num,den)sys1=tf(num,den)[z,p,k]=tf2zp(num,den);[z,p,k]=tf2zp(num,den);sys2=zpk(z,p,k)sys2=zpk(z,p,k)[r,pp,kk]=residue(num,den)[r,pp,kk]=residue(num,den)Transferfunction:Transferfunction:5s^2+20s+254--------------------------------------------s^3+8s^2+20s+13s^3+3s^2+2s+4Zero/pole/gain:Zero/pole/gain:5(s^2+4s+5)4-----------------------------------------------------(s+1)(s^2+7s+13)(s+2.796)(s^2+0.2037s+1.43)r=1.7857+3.5053i1.7857-3.5053i1.4286pp=-3.5000+0.8660i-3.5000-0.8660i-1.0000kk=[]（2）已知系统的闭环传达函数为：3s2，将此传达(s)3)(s1)(s5)(s函数在Matlab中表示成一般形式和部分分式形式。k=3;z=[-2/3]';p=[-5-3-1]';sys=zpk(z,p,k)[num,den]=zp2tf(z,p,k)[r,p,k]=residue(num,den)Zero/pole/gain:(s+0.6667)-----------------(s+5)(s+3)(s+1)num=0032den=192315=-1.62501.7500-0.1250p=-5.0000-3.0000-1.0000k=[]3）控制系统构造图以以下列图所示，用Matlab求出系统的闭环传达函数。num1=[1];den1=[10];sys1=tf(num1,den1);k=5;z=[0]';p=[-2-4]';[num2,den2]=zp2tf(z,p,k);sys2=tf(num2,den2);num3=[21];den3=[1];sys3=tf(num3,den3);[num,den]=series(num1,den1,num2,den2);sys=tf(num,den);sysb=feedback(sys,sys3)>>Transferfunction:s-------------------s^3+16s^2+13s控制系统构造图以以下列图所示，用Matlab求出系统的闭环传达函数。num1=[1];den1=[10];sys1=tf(num1,den1);num2=[1];den2=[101];sys2=tf(num2,den2);[num3,den3]=parallel(num1,den1,num2,den2);sys3=tf(num3,den3);num4=[22];den4=[125];sys4=tf(num4,den4);num5=[3];den5=[12];sys5=tf(num5,den5);[num,den]=series(num3,den3,num4,den4);sys=tf(num,den);sysb=feedback(sys,sys5)>>Transferfunction:2s^4+8s^3+12s^2+10s+4-------------------------------------------------s^6+4s^5+10s^4+20s^3+21s^2+22s+6控制系统构造图以以下列图所示，用Matlab分别求出系统的开环和闭环传达函数。闭环：num1=[1];den1=[31];num2=[1];den2=[10];[num3,den3]=parallel(num1,den1,num2,den2);num4=[12];den4=[01];num5=[2];den5=[11];[num6,den6]=parallel(num4,den4,num5,den5);num7=[21];den7=[137];[num8,den8]=series(num3,den3,num6,den6);[num,den]=series(num8,den8,num7,den7);sys=tf(num,den)num9=[3];den9=[12];sys9=tf(num9,den9);sysb=feedback(sys,sys9)>>Transferfunction:8s^5+46s^4+111s^3+129s^2+58s+8-------------------------------------------------------3s^6+19s^5+84s^4+189s^3+222s^2+95s+12开环：num1=[1];den1=[31];num2=[1];den2=[10];[num3,den3]=parallel(num1,den1,num2,den2);num4=[12];den4=[01];num5=[2];den5=[11];[num6,den6]=parallel(num4,den4,num5,den5);num7=[21];den7=[137];num8=[3];den8=[12];[num9,den9]=series(num3,den3,num6,den6);[num10,den10]=series(num9,den9,num7,den7);[num11,den11]=series(num10,den10,num8,den8);sys=tf(num11,den11)>>Transferfunction:24s^4+90s^3+153s^2+81s+12------------------------