控制系统计算机仿真-基于状态空间的设计
更新时间:2023-08-25 13:42:01 阅读量: 教育文库 文档下载
- 控制系统计算机仿真蒋珉推荐度:
- 相关推荐
本文介绍了控制系统的计算机仿真状态空间设计的内容
UESTC
控制系统计算机仿真Lirui@http://www.77cn.com.cn
本文介绍了控制系统的计算机仿真状态空间设计的内容
线性系统状态空间分析The Computer Simulation of Control System
一、线性系统的状态空间描述
x= Ax+ Bu y= Cx+ Du其中,x=[x1,x2,….,xn]’表示维状态向量; y=[y1,y2,….,yn]’表示维输出向量; u=[u1,u2,….,un]’表示维输出向量。UESTC
本文介绍了控制系统的计算机仿真状态空间设计的内容
线性系统状态空间分析The Computer Simulation of Control System
例状态空间系统描述例1考察如图所示的RLC电路,电路各组成元件的参数值为已知,输入变量取为电压源ui(t),输出变量取为电压 u0(t),试建立系统的状态空间表达式。i(t)ui (t) R
L+ C u0(t)
UESTC
本文介绍了控制系统的计算机仿真状态空间设计的内容
线性系统状态空间分析The Computer Simulation of Control System
解第一步:确定状态变量根据电路理论可知,此RLC电路有2个独立的储能元件L和C,因此可取电容C端电压U0和流经电感L的电流i(t)作为电路的两个状态变量,分别记为x1和x2。第二步:列出微分方程根据基尔霍夫电压定律和R、L、C元件的电压电流关系,可得 dx2 (t ) L dt+ Rx2 (t )+ x1 (t )= ui (t ) x (t )= C dx1 (t ) 2 dt
UESTC
本文介绍了控制系统的计算机仿真状态空间设计的内容
线性系统状态空间分析The Computer Simulation of Control System
第三步:转化为状态变量的一阶微分方程组:
1 x1= C x2 R 1 1 x2= x1 x2+ ui (t ) L L L y= xiUESTC
本文介绍了控制系统的计算机仿真状态空间设计的内容
线性系统状态空间分析The Computer Simulation of Control System
第四步:写成向量矩阵形式,即状态空间表达式。1 0 0 C X= 1 X+ 1 ui (t ) L R L L Y=[1 0] X
UESTC
本文介绍了控制系统的计算机仿真状态空间设计的内容
线性系统状态空间分析The Computer Simulation of Control System
对于同一物理系统,动态方程的建立,在状态变量的选取方面有很大的不同,导致求得的系统状态方程也不尽相同。然而,状态变量的个数确实相同的。因此,各种不同的动态方程间又有一定的联系,这种联系就是变量间的线性变化。
UESTC
本文介绍了控制系统的计算机仿真状态空间设计的内容
线性系统状态空间分析The Computer Simulation of Control System
对于系统
x= Ax+ Bu y= Cx+ Du
令
x= Tz
Tz= ATz+ Bu有, y= CTz+ Du令 A= T 1 AT, B= T 1B, C= CT z= T 1 ATz+ T 1Bu则 y= CTz+ Du
UESTC
本文介绍了控制系统的计算机仿真状态空间设计的内容
线性系统状态空间分析The Computer Simulation of Control System
二、状态空间的标准型 2.1对角标准型(A有n个不相等的实根)
X= A′X+ B′U Y= C′X+ D′U其中′= M 1 AM= diag[λ1,λ2,....λn], B′= M 1B, C′= CM Aλi为A的特征根;M为A的特征矩阵.UESTC
本文介绍了控制系统的计算机仿真状态空间设计的内容
线性系统状态空间分析The Computer Simulation of Control System
2.2约当标准型(系统有k个mi重特征值λi)其约当标准型为:X= JX+ BU Y= CX+ DU其中,J为约当矩阵,即J=T-1AT=diag[J1 J2…. Jk].
B= T 1B, C= CTJi为mi重特征根λi所对应的约当块,即λi Ji= 0 1 0 1λi ( m×m ) i i
λi
UESTC
本文介绍了控制系统的计算机仿真状态空间设计的内容
线性系统状态空间分析The Computer Simulation of Control Syste
m
将系统直接转化为对角型的函数canon() Matlab提供了函数 canon()可以将系统直接转化为对角型,其常用的调用格式为:[As,Bs,Cs,Ds,Ts]=canon(A,B,C,D,’mod’)其中,A,B,C和D是变化前系统的状态空间形式,参数’mod’表示转化为对角型,As,Bs,Cs和Ds是变换后的对角型,Ts表示所作的线性变换。将系统直接转化为对角型的函数jordan()调用格式为:[T,J]=jordan(A),其中J=T-1ATUESTC
本文介绍了控制系统的计算机仿真状态空间设计的内容
线性系统状态空间分析The Computer Simulation of Control System
例2已知系统的状态空间模型为 0 X=0 6 Y=[1 1 0 1 0 1 X+ 0 U 0 11 6 0] X 1
求系统的对角标准型。
UESTC
本文介绍了控制系统的计算机仿真状态空间设计的内容
线性系统状态空间分析The Computer Simulation of Control System
解程序代码如下: A=[0 1 0;0 0 1;-6 -11 -6];B=[1;0;0];C=[1 1 0];D=0;[As,Bs,Cs,Ds,Ts]=canon(A,B,C,D,'mod')运行结果如下:
UESTC
本文介绍了控制系统的计算机仿真状态空间设计的内容
线性系统状态空间分析The Computer Simulation of Control System
As= -3.0000 0 -2.0000 0
0 0
0
0 -1.0000
Bs= -7.7621 -14.6969 8.6168 Cs= 0.2577 -0.2041 0.0000;Ds= 0
Ts= -7.7621 -11.6431 -3.8810 -14.6969 -19.5959 -4.8990 8.6168 7.1807 1.4361UESTC
本文介绍了控制系统的计算机仿真状态空间设计的内容
线性系统状态空间分析The Computer Simulation of Control System
由运算结果可知系统的对角标准型为: 1 0 0 5.1962 X= 0 2 0 X+ 13.7477 U 0 0 3 9.5394 Y=[0 0.2182 3] X
UESTC
本文介绍了控制系统的计算机仿真状态空间设计的内容
线性系统状态空间分析The Computer Simulation of Control System
例3已知系统的传递函数模型为
2s+ 1 2 s+ 5s+ 3 G( s)= 3, 3 2 s+ 7 s+ 14 s+ 8 ( s 1)2
试分别求系统的约当标准型。
UESTC
本文介绍了控制系统的计算机仿真状态空间设计的内容
线性系统状态空间分析The Computer Simulation of Control System
解程序如下 num1=[2,1];den1=[1,7,14,8];[A,B,C,D]=tf2ss(num1,den1);[V,J]=jordan(A) V1=inv(V) B1=V1*B
UESTC
本文介绍了控制系统的计算机仿真状态空间设计的内容
线性系统状态空间分析The Computer Simulation of Control System
运行结果如下 A1= 0 0 B1= 1 1 1UESTC
-4.0000 -2.0000 0
0 0
0
-1.0000
本文介绍了控制系统的计算机仿真状态空间设计的内容
线性系统状态空间分析The Computer Simulation of Control System
同理可得, A2= 1.0000 0 0 B2= 2.0000 10.0000 C2= 1 D2= 0 1 1.0000 0 0 0 0
1.0000
9.0000 1UESTC
正在阅读:
控制系统计算机仿真-基于状态空间的设计08-25
光山二高卓越领袖特训营开营词10-01
新能源车辆系统级仿真及算法验证07-17
小学数学信息化教学设计方案07-22
学习方法介绍02-08
展示样板间及样板先行制度03-20
2009年民主生活会发言提纲(谭震)04-13
传感器与测试技术作业03-21
- exercise2
- 铅锌矿详查地质设计 - 图文
- 厨余垃圾、餐厨垃圾堆肥系统设计方案
- 陈明珠开题报告
- 化工原理精选例题
- 政府形象宣传册营销案例
- 小学一至三年级语文阅读专项练习题
- 2014.民诉 期末考试 复习题
- 巅峰智业 - 做好顶层设计对建设城市的重要意义
- (三起)冀教版三年级英语上册Unit4 Lesson24练习题及答案
- 2017年实心轮胎现状及发展趋势分析(目录)
- 基于GIS的农用地定级技术研究定稿
- 2017-2022年中国医疗保健市场调查与市场前景预测报告(目录) - 图文
- 作业
- OFDM技术仿真(MATLAB代码) - 图文
- Android工程师笔试题及答案
- 生命密码联合密码
- 空间地上权若干法律问题探究
- 江苏学业水平测试《机械基础》模拟试题
- 选课走班实施方案
- 控制系统
- 仿真
- 基于
- 状态
- 计算机
- 设计
- 空间
- F检验临界值表(α=0.1(b))
- 单位考核评价意见表
- 常见焊接接头缺陷分析
- 最实用的家庭食谱(舌尖上的中国菜))
- 2011-2015年中国民营医疗产业投资分析及前景预测报告
- 第八章 现代德育
- 万用表的使用方法详细介绍
- 2018年中国牛津布围裙行业供需趋势研究报告目录
- 世界民族志期末复习答案
- 江西省生育申请表
- 2015公务员考试类比推理习题精解(9)
- 植树绿化养护施工方案
- 三年级上册科学第三单元给身边的材料分类
- 《审计》期末考试试卷
- 浅谈对做好劳动与社会保障工作的认识s0100
- 大学英语拓展课实用英语视听说教学大纲
- 乡镇政府公共政策执行力问题研究
- 公司外出派遣单
- Rhino 5.0【Rhinoceros 5.0】官方中文安装图文教程
- 五年级下册语文【教材梳理】专项部分-习作_语文S版