自動控制原理實驗用Matlab軟件編制勞斯判據(jù)程序并解題(共8頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上上 海 電 力 學 院實 驗 報 告自 動 控 制 原 理 實 驗 課 程題目：用Matlab軟件編制勞斯判據(jù)程序并解題(學習輔導例4.3.5)班級： 姓名： 學號： 時間： 2012年11月4日 自動化工程學院自動化（電站自動化）專業(yè)實 驗 報 告 目 錄一、 問題描述3二、 理論方法分析3三、 實驗設(shè)計與實現(xiàn)3四、 實驗結(jié)果與分析5五、 結(jié)論與討論6六、 實驗心得體會6七、 參考文獻7八 附錄7一、問題描述用MATLAB編制勞斯判據(jù)列出其勞斯矩陣并判斷相對應(yīng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性二、理論方法分析采用M文件實現(xiàn)Matlab編程。1)M文件的建立與調(diào)用Ø Ø

2、從Matlab操作桌面的“File”菜單中選擇“New”菜單項，再選擇 “M-file”命令，屏幕將出現(xiàn)Matlab文本編輯器的窗口。Ø Ø在Matlab命令窗口的“File”菜單中選擇“Open”命令，則屏幕出現(xiàn)“Open”對話框，在文件名對話框中選中所需打開的M文件名。2)M文件的調(diào)試在文件編輯器窗口菜單欄和工具欄的下面有三個區(qū)域，右側(cè)的大區(qū)域是程序窗口，用于編寫程序；最左面區(qū)域顯示的是行號，每行都有數(shù)字，包括空行，行號是自動出現(xiàn)的，隨著命令行的增加而增加；在行號和程序窗口之間的區(qū)域上有一些小橫線，這些橫線只有在可執(zhí)行行上才有，而空行、注釋行、函數(shù)定義行等非執(zhí)行行的前面

3、都沒有。在進行程序調(diào)試時，可以直接在這些程序上點擊鼠標以設(shè)置或去掉斷點。三、實驗設(shè)計與實現(xiàn)（1）程序%RouthMatrix*勞斯矩陣(帶參數(shù)的特征多項式)并判斷對應(yīng)系統(tǒng)穩(wěn)定性*clear;syms k z q %定義變量k z qp=input('請輸入特征多項式的參數(shù) ='); %提示輸入?yún)?shù)n=length(p); %得到p的長度for i=0:ceil(n/2)-1 %將多項式進行勞斯矩陣排序 a(1,i+1)=p(2*i+1); if 2*(i+1)>n a(2,i+1)=0; break end a(2,i+1)=p(2*(i+1);endfor k=3:n

4、%計算從第三行開始勞斯矩陣內(nèi)容 for j=1:ceil(n-k+1)/2) if a(k-1,1)=0 %判斷是否有共軛虛根 disp('系統(tǒng)有共軛虛根') breaksign=1; break end a(k,j)=(a(k-1,1)*a(k-2,j+1)-a(k-1,j+1)*a(k-2,1)/a(k-1,1); endenddisp('勞斯矩陣') %輸出對應(yīng)的勞斯矩陣disp(double(a)for i=3:k %用勞斯判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性 if a(i-1,1)<=0 %判斷第一列元素是否不大于0 q=1; break endendif q=

5、1 disp('系統(tǒng)不穩(wěn)定')else disp('系統(tǒng)穩(wěn)定') %輸出系統(tǒng)穩(wěn)定性判定結(jié)果end（2）設(shè)計勞斯表的內(nèi)容根據(jù)書上的原理進行設(shè)計，將多項式進行勞斯矩陣排序，可得其前兩行的內(nèi)容，余下幾行則要根據(jù)書上原理寫出。判斷其是否穩(wěn)定根據(jù)第一列元素是否有符號上的變化進行，從第二行第一列的元素開始，若其大于零，則endfor循環(huán)，i加1，判斷第三行第一列元素，以此類推，直到有一行第一列的元素小于或者等于0為止，給q賦值1，跳出循環(huán)，輸出系統(tǒng)不穩(wěn)定，若判斷到最后一行的元素也沒有小于或者等于零的數(shù)值出現(xiàn)，則輸出系統(tǒng)穩(wěn)定。四、實驗結(jié)果與分析如圖所示M文件代碼：編寫好M文件

6、之后，保存并運行，即可在MATLAB界面中進行調(diào)試。隨意選取特征方程式的系數(shù)，運行后結(jié)果：五、結(jié)論與討論由上述實驗過程可以看出，勞斯判據(jù)前兩行是根據(jù)特征方程式的參數(shù)寫出的，而后面幾行則是根據(jù)前兩行計算得出，運用勞斯判據(jù)我們可以判斷其穩(wěn)定性，若有全零行，有共軛虛根，若第一列元素符號有變化，系統(tǒng)一定不穩(wěn)定。若有未知參數(shù)，亦可判斷其取值范圍。六、實驗心得體會實踐是檢驗真理的唯一標準，死板的書本交給我們的是一板一眼的計算方法，而實踐不僅是理論的踐行者，而且反饋著理論學習的真實面目。不是第一次聽說MATLAB，在自控原理課上老師也不止一次用它演示了一些程序，那時MATLAB就給我留下了一個功能十分強大，

7、操作極為簡便的好印象。之后的實驗課自己動手操作，更覺其神奇，那只是按照老師所講的步驟一步一步的操作。坦白說，看到這個題目的瞬間有些茫然，好在有題目可以參考，解讀了書上給出的程序后自己慢慢摸索演練，終于用MATLAB做了一道完整的題目，真的感受到了這個軟件的實用，自己這次實驗接觸到只是其功能模塊的冰山一角，只是學到了一點點基本操作，僅僅是對這款軟件有了初步了解，但是對于其更高深的東西還不熟悉，雖然在報告里用到的編程并不是全部所學，但我已經(jīng)身臨其境的感受到MATLAB的魅力。我不得不感嘆，一個好的程序軟件對學習自動控制原理幫助的巨大。良好的開始是成功的一半，在以后的學習中，把理論和實踐相結(jié)合，讓M

8、ATLAB更好的為學習自控原理服務(wù)。七、參考文獻自動控制原理學習輔導楊平、翁思義、王志萍編著。中國電力出版社自動控制原理實驗與實踐楊平、余潔、馮照坤、翁思義編著。中國電力出版社八、附錄%RouthMatrix*勞斯矩陣(帶參數(shù)的特征多項式)并判斷對應(yīng)系統(tǒng)穩(wěn)定性*clear;syms k z q %定義變量k z qp=input('請輸入特征多項式的參數(shù) ='); %提示輸入?yún)?shù)n=length(p); %得到p的長度for i=0:ceil(n/2)-1 %將多項式進行勞斯矩陣排序 a(1,i+1)=p(2*i+1); if 2*(i+1)>n a(2,i+1)=0; break end a(2,i+1)=p(2*(i+1);endfor k=3:n %計算從第三行開始勞斯矩陣內(nèi)容 for j=1:ceil(n-k+1)/2) if a(k-1,1)=0 %判斷是否有共軛虛根 disp('系統(tǒng)有共軛虛根') breaksign=1; break end a(k,j)=(a(k-1,1)*a(k-2,j+1)-a(k-1,j+1)*a(k-2,1)/a(k-1,1); endenddisp('勞斯矩陣') %輸出對應(yīng)的勞斯矩陣disp(double(a)for i=3:k %用