吉大《控制系統(tǒng)數(shù)字仿真》離線作業(yè)(有答案)

wordword吉大《控制系統(tǒng)數(shù)字仿真》離線作業(yè)什么是仿真，它所遵循的原則是什么？答專(zhuān)用物理效應(yīng)設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對(duì)真實(shí)或假想的系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)，并借助專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和信息資料對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和研究，進(jìn)而做出決策的一門(mén)綜合性的試驗(yàn)性科學(xué)。它所遵循的基本原則是相似原理。在系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)中仿真法與解析法有何區(qū)別？各有什么特點(diǎn)？答實(shí)驗(yàn)分析方法，在對(duì)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程中具有普遍意義。由于受到理論的不完善性以及對(duì)事物認(rèn)識(shí)的不全面性等因素的影響，其應(yīng)用往往有很大局限性。仿真法基于相似原理，是在模型上所進(jìn)行的系統(tǒng)性能分析與研究的實(shí)驗(yàn)方法。CADCAD技術(shù)可以解決哪些問(wèn)題？答：CAD技術(shù)，即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)AidedDesign）,是將計(jì)算機(jī)高速而精確的計(jì)算能力，大容短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的技術(shù)。控制系統(tǒng)CAD外，自適應(yīng)控制，自校正控制以及最優(yōu)控制等現(xiàn)代控制測(cè)略都可利用CAD技術(shù)實(shí)現(xiàn)有效的分析與設(shè)計(jì)。什么是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)？它與仿真技術(shù)的關(guān)系如何？答及仿真技術(shù)等多種學(xué)科而發(fā)展起來(lái)的高新技術(shù)。為什么稱(chēng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)為采樣控制系統(tǒng)或離散控制系統(tǒng)，其仿真有何特點(diǎn)答字序列形成的離散系統(tǒng)，稱(chēng)為采樣控制系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。斷開(kāi)時(shí)刻，系統(tǒng)處于開(kāi)環(huán)工作狀態(tài)。特點(diǎn)：高精度，高可靠，有效抑制干擾，有良好的通用性。用MATLAB其相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型表達(dá)式。（）解（1）:b程序如下>>num=[172424];>>den=[110355024];>>[ABCD]=tf2ss(num,den)-10 -35 -50 1 0 000得到結(jié)果：A=

,B= ,C=1 7 240 1 0000 0 100XX+ -10 -35 -50 -XX+ 所以模型為:

1 0 0

0X1 7 24 24X0 1 00 00 0 10 0(2)零極點(diǎn)增益編寫(xiě)程序 >>num=[172424];>>den=[110355024];>>[ZPK]=tf2zp(num,den)得到結(jié)果Z=-2.7306+2.8531,-2.7306-2.8531i,-1.5388P=-4,-3,-2,-1K=1(3)部分分式形式:編寫(xiě)程序>>num=[172424];>>den=[110355024];>>[RPH]=residue(num,den)得到結(jié)果R=4.0000,-6.0000,2.0000,1.0000P= -4.0000,-3.0000,-2.0000H=[]4 6 2 1G(s)=s4s3s2s1單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)如下用MATLAB語(yǔ)句、函數(shù)求取系統(tǒng)閉環(huán)零極點(diǎn)，并求取系統(tǒng)閉環(huán)狀態(tài)方程的可控標(biāo)準(zhǔn)型實(shí)現(xiàn)。解：已知開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)，求得閉環(huán)傳遞函數(shù)為Gmatlaba=[10];>>b=[14.6];

5s100s4.623.s16.35)5s100極點(diǎn)%

>>c=[13.416.35];>>d=conv(a,)>>e=conv(d,c)e= 1.0000 8.0000 31.9900 75.2100 0>>f=[0005100];>>g=e+fg=1.00008.0000 31.9900 80.2100100.0000%以上是計(jì)算閉環(huán)傳遞函數(shù)的特征多項(xiàng)式%計(jì)算特征多項(xiàng)式的根，就是閉環(huán)傳遞函數(shù)的p=-0.9987+3.0091i-0.9987-3.0091i-3.0013+0.9697i-3.0013-0.9697i>>m=[5100];>>z=roots(m)z-20 計(jì)算零點(diǎn)%bsn1...b sb綜上：當(dāng)閉環(huán)傳函形如G(s) 1

n1

n 時(shí)，可控標(biāo)準(zhǔn)型為：snasn1...a sa1 n1 n0 1 0 ... 0 00 0 1 ... 0 0b;D1 b;D1A ;B；Cb 0

n n10 0 1

0an

a1

x.1

0 1 0 0

0

1 20 0 1 0x20u 0

0 0 1x 03

3 . 100 80.21 31.99 8

所以可控標(biāo)準(zhǔn)型是x 44x1xY[100 5 0 0]

2 x3x4某反饋控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞傳遞函數(shù)為試?yán)L制其根軌跡MATLABnum=1;den=conv(conv([1,0],[1,4]),[1,4,20]);rlocus(num,den)gridon運(yùn)行結(jié)果為：RootLocusRootLocus8