第十章 计算机辅助教学程序.ppt

1、第十章 计算机辅助教学程序,10-1 计算机求解高次代数方程 10-2 计算机绘制系统单位阶跃响应曲线 10-3 计算机绘制根轨迹图 10-4 计算机绘制伯德图,下一页,第十章 计算机辅助教学程序,10-5 状态转移矩阵数值计算 10-6 连续系统离散化 10-7 离散系统状态方程数值解 10-8 能控性和能观测性计算,上一页,10-1 计算机求解高次代数方程,一、代数方程表达式 a0 xn+a1xn-1+an-1x+an=0 二、程序使用符号 N代数方程阶次； A(N)由方程系数构成的数组。 三、使用方法 1.在950行依次给出数据a0、a1an； 2.启动后输入N的数值，运行后得方程解。

2、四、例题,返回,10-2 计算机绘制系统单位阶跃响应曲线,一、功能 二、闭环传递函数表达式 三、程序使用符号 M系统闭环传递还数分子的阶次； N系统闭环传递函数分母的介词； H1积分步长； C时间坐标比例尺； L1屏幕限制； T时间； A(N-1)由a0、a1an-1构成的数组； B(M)由b0、b1bm构成的数组；,下一页 返回,10-2 计算机绘制系统单位阶跃响应曲线,Y系统输出； tr上升时间； tp峰值时间； Mp超调量，即p。 四、使用方法 1.在1520行的DATA中给出M、N、H1、C的数据。H1、C的数值可 参考例题。 2.在1525行的DATA中给出b0、b1、bm的数据。

3、3.在1530行的DATA中给出a0、b1、an-1的数据。,上一页 返回,10-2 计算机绘制系统单位阶跃响应曲线,五、注意事项 1.要适当地选择积分步长H1。H1小则画图慢，H1大则画图快， 但太大是精度下降，甚至使计算发散。 2.要适当地选择时间比例尺C，C值加大，曲线横向展宽，反 之则压缩。 六、例题 七、Basic参考程序,上一页 返回,一、功能 1.可在计算机屏幕及打印纸上绘出根轨迹图。 2.在绘图同时，可打印出根轨迹分离点的坐标及相应K值，打 印出根轨迹与虚轴交点的坐标及相应K值。 3.对于给定阻尼比，用点画出等阻尼比线，并打印出根轨 迹曲线与等阻尼比线的交点的坐标及相应K值和K

4、1值。 二、适用范围 除闭环系统在实轴上有三重及三重以上重极点、复数重极,10-3 计算机绘制根轨迹图,下一页 返回,点的分离点外，其他情况均适用。 三、使用符号 M开环系统零点数； N开环系统极点数； F1开环系统复数零点对数； F2开环系统复数极点对数； Z(M,2)有开环系统零点的实部和虚部构成的数组。 P(N,2)由开环系统极点的实部和虚部构成的数组。 D(I)第i个分离点的横坐标；,10-3 计算机绘制根轨迹图,上一页 下一页,Kd(I)第i个分离出的开环增益； jY根轨迹与正虚轴的交点坐标； Ky根轨迹与虚轴交点出的开环增益； ZT给定阻尼比； Wn根轨迹与给定等阻尼比线的交点之坐

5、标原点的距离，其 余原点最近的可能是主导极点的五阻尼自然频率； Xz上面交点的横坐标； Yz上面交点的纵坐标； K上面交点处的开环增益；,10-3 计算机绘制根轨迹图,上一页 下一页,K1上面交点处的根轨迹增益； C1横坐标作图比例尺。 C2纵坐标作图比例尺。 L1、L2、L3屏幕限制参数； E画复数平面根轨迹时的允许幅角误差； T作图步长。 四、使用方法 五、例题 六、Basic参考程序,10-3 计算机绘制根轨迹图,上一页 返回,一、功能 1.可在计算机屏幕和打印纸上绘出伯德图。 2.在绘图同时，可打印出伯德图的特征参数c、1、 Kg。 二、传递函数表达式 三、使用符号 1.M、N、F1、

6、F2、K、T见传递函数表达式。 2.程序中一些与传递函数表达式中相对应的符号。,10-4 计算机绘制伯德图,下一页 返回,3.其余符号 C横坐标的频率比例尺 W0作图起始频率 C1、C2、C3作图比例尺 C4作图时后一点频率与前一点频率的比值 L1、L2、L3、L4作图屏幕限制值 四、使用方法 五、例题 六、Basic参考程序,10-4 计算机绘制伯德图,上一页 返回,一、计算公式 二、使用符号 N系统阶次 ANN维系统系数矩阵 T采样周期 AT=AT,10-5 状态转移矩阵数值计算,下一页 返回,E计算eAT时的允许误差 FIK(I,J)=(KT)的元素,k=1,2, KmK的最大值 三、使

7、用方法 四、例题 五、Basic参考程序,10-5 状态转移矩阵数值计算,上一页 返回,一、计算公式 1.连续系统状态方程及输出方程 2.离散系统状态方程及输出方程 二、使用符号 ANN维系统系数矩阵 BNP维输入矩阵,10-6 连续系统离散化,下一页 返回,CQN维矩阵 DQP维矩阵 T0采样周期 E计算eAT的允许误差 三、使用方法 四、例题 五、Basic参考程序,10-6 连续系统离散化,上一页 返回,一、离散系统状态方程及输出方程 二、程序使用符号 G(N,N)NN维系统系数矩阵数组 H(N,P)NP维输入矩阵数组 C(Q,P)QN维变换矩阵数组 D(Q,P)QP维矩阵数组,10-7 离散系统状态方程数值解,下一页 返回,U(I,K)第I个输入量在KT时刻的数值 U(P,KM)PKM个输入数据 KMK的最大值 TO采样周期 三、使用方法 四、例题 五、Basic参考程序,10-7 离散系统状态方程数值解,上一页 返