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电子工程学院电气工程及其自动化专业题目《自动控制原理=2\*ROMANII》课程设计课程设计题目自动控制理论课程设计设计内容与要求题目:已知一系统的状态方程y=[111]=1\*GB2⑴试判别系统的可控性并求状态反馈增益矩阵k,使得系统的闭环特征值(即闭环极点)为(2)试判别系统的状态观测器,使系统的极点配置不变。要求:=1\*GB2⑴编程绘制原系统的阶跃响应曲线,并计算出原系统的动态性能指标;=2\*GB2⑵编程设计校正方案(得到相应的状态反馈参数或状态观测器参数)=3\*GB2⑶利用simulink绘制校正前、后系统状态模拟图,绘制系统阶跃响应曲线,并计算出校正后系统的动态性能指标。=4\*GB2⑷整理设计结果。起止时间指导教师签名年月日系(教研室)主任签名年月日学生签名年月日《自动控制理论=2\*ROMANII》课程设计任务书目录=1\*CHINESENUM3一、设计目的……………………………………………………………1=2\*CHINESENUM3二、设计思想……………………………………………………………1=3\*CHINESENUM3三、设计任务及要求……………………………………………………1=4\*CHINESENUM3四、设计方案论…………………………………………………………1五、小结…………………………………………………………………8六、参考文献……………………………………………………………9=1\*CHINESENUM3一、设计目的根据系统的动态方程,利用MATLAB的simulink绘制系统校正前及校正后的结构图,并对系统进行校正。=2\*CHINESENUM3二、设计思想通过对给定系统的状态空间分析,构造一个与已知实际系统{A,B,C,D}具有同样动态方程的模拟系统,利用模拟系统的状态向量作为实际系统状态向量估计器。=3\*CHINESENUM3三、设计任务及要求题目:已知一系统的状态方程y=[111]=1\*GB2⑴试判别系统的可控性并求状态反馈增益矩阵k,使得系统的闭环特征值(即闭环极点)为(2)试判别系统的状态观测器,使系统的极点配置不变。=4\*CHINESENUM3四、设计方案论证4.1.1、校正前的系统分析利用状态反馈任意配置闭环极点的充分必要条件是被控系统可控。故首先就要分析系统是否可控。对于线性系统,如果状态空间中的所有非零状态都是在时刻可控的,则称为系统在时刻完全可控。系统可控的充要条件是:(1)编程绘制原系统的阶跃响应曲线,并计算出原系统的传递函数、零极点方程及动态性能指标。%绘制原系统的阶跃响应曲线及动态性能指标:A=[120;3-11;020];B=[0;0;1];C=[111];D=[0];[num,den]=ss2tf(A,B,C,D,1);[z,p,k]=ss2zp(A,B,C,D,1);sys1=tf(num,den)sys2=zpk(z,p,k)t=0:0.01:10;figure(1);margin(sys1);figure(2);step(sys1,t);grid;运行结果:Transferfunction:s^2+s-6------------------------------s^3-2.415e-015s^2-9s+2Zero/pole/gain:(s-2)(s+3)------------------------------(s+3.105)(s-2.882)(s-0.2235)4.1.2用以下MATLAB程序来判别系统的可控性并设计状态反馈控制器。A=[120;3-11;020];B=[0;0;1];p=[-3-4-5];CAM=ctrb(A,B);N=size(A);n=N(1);ifdet(CAM)~=0rcam=rank(CAM);ifrcam==ndisp('Systemiscontrolled')elseifrcam<ndisp('Systemisoncontrolled')endelseifdet(CAM)==0disp('Systemisnocontrolled')end%系统可控性检查ifrcam==nK=place(A,B,p)%求反馈增益矩阵endSystemiscontrolled【程序运行后】K=(计算求得的反馈增益矩阵)99.000056.000012.0000由系统的状态方程画出未校正前的系统方框流程图为它的阶跃图形为