控制理论基础实验（基于MATLAB）
控制理论基础实验
班级：05611001 学号：1120101327 姓名：付予
实验时间：周五下午7、8节
指导教师：范哲意
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控制理论基础实验（基于MATLAB）
实验一：控制系统的模型建立
一、实验目的
1. 掌握利用MATLAB 建立控制系统模型的方法。 2. 掌握系统的各种模型表述及相互之间的转换关系。 3. 学习和掌握系统模型连接的等效变换。
二、实验原理
1．系统模型的MATLAB描述 1）传递函数（TF）模型 2)零极点增益(ZPK)模型 3）状态空间（SS）模型 4)三种模型之间的转换
2. 系统模型的连接
在实际应用中，整个控制系统是由多个单一的模型组合而成，基本的组合方式有串联连接、并联连接和反馈连接。
三、实验内容
1. 已知控制系统的传递函数如下
2s2?18s?40G(s)?3 2S?5s?8s?6试用MATLAB 建立系统的传递函数模型、零极点增益模型及系统的状态空间方程模型，并绘制系统零极点图。
实验代码： >> num=[2,18,40]; >> den=[1,5,8,6];
>> gtf=tf(num,den) >> gzpk=zpk(gtf)
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控制理论基础实验（基于MATLAB）
>> gss=ss(gtf) >> pzmap(gzpk)
实验结果： 传递函数模型： gtf =
x1 -5 -2 -1.5 x2 4 0 0 >> grid on
2 s^2 + 18 s + 40 --------------------- s^3 + 5 s^2 + 8 s + 6
零极点增益模型： gzpk =
2 (s+5) (s+4) -------------------- (s+3) (s^2 + 2s + 2)
状态空间方程模型： gss = a =
x1 x2 x3
零极点图形：
x3 0 1 0 b = u1 x1 4 x2 0 x3 0 c =
x1 x2 x3 y1 0.5 1.125 2.5 d = u1 y1 0 3
控制理论基础实验（基于MATLAB）
2.已知控制系统的状态空间方程如下
?0100??0??0010??0??x???ux???0001??0? ????-1-2-3-4???1?y??10200?x试用MATLAB 建立系统的传递函数模型、零极点增益模型及系统的状态空间方程模型，并绘制系统零极点图。
实验代码：
>> A=[0 1 0 0;0 0 1 0;0 0 0 1;-1 -2 -3 -4]；
>> B=[0;0;0;1]； >> C=[10 2 0 0]； >> D=[0]
实验结果： 系统状态空间方程： a =
x1 x2 x3 x4 x1 0 1 0 0 x2 0 0 1 0
x3 0 0 0 1 x4 -1 -2 -3 -4 b = u1
>> Gss=ss(A,B,C,D) >> Gtf=tf(Gss) >> Gzpk=zpk(Gss) >> pzmap(Gzpk) >> grid on
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控制理论基础实验（基于MATLAB）
x1 0 x2 0 x3 0 x4 1 c =
x1 x2 x3 x4 y1 10 2 0 0 d = u1 y1 0
零极点图：
Zero/pole/gain:
2 (s+5) ---------------------------------------------
(s+3.234) (s+0.6724) (s^2 + 0.0936s + 0.4599)
传递函数模型： 2 s + 10
----------------------------- s^4 + 4 s^3 + 3 s^2 + 2 s + 1
零极点增益模型：
3.已知三个系统的传递函数分别为
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