控制系统仿真技术（二）-连续系统的数字仿真二

太原理工大学控制系统仿真技术实验报告
连续系统的数字仿真
1.分别利用欧拉法和预估-校正法求下图所示系统的阶跃响应，并对其结果进行比较。

%欧拉法求阶跃响应
r=2;num0=8;den0=[1 3 0];
num1=1;den1=1;
[num,den]=feedback(num0,den0,num1,den1);
[A,B,C,D]=tf2ss(num,den);
Tf=input('仿真时间Tf=');h=input('计算步长h=');
x=[zeros(length(A),1)];y=0;t=0;
for i=1:Tf/hx=x+h*(A*x+B*r);y=[y;C*x];t=[t;t(i)+h];
end
plot(t,y);

%预估-校正法求阶跃响应
r=2;num0=8;den0=[1 3 0];
num1=1;den1=1;
[num,den]=feedback(num0,den0,num1,den1);
[A,B,C,D]=tf2ss(num,den);
Tf=input('仿真时间Tf=');h=input('计算步长h=');
x=[zeros(length(A),1)];y=0;t=0;
for i=1:Tf/hx1=x+h*(A*x+B*r);x=x+h*((A*x+B*r)+(A*x1+B*r))/2;y=[y;C*x];t=[t;t(i)+h];
end
plot(t,y);

%四阶龙格库塔法求阶跃响应
r=2;num0=8;den0=[1 3 0];
num1=1;den1=1;
[num,den]=feedback(num0,den0,num1,den1);
[A,B,C,D]=tf2ss(num,den);
Tf=input('仿真时间Tf=');h=input('计算步长h=');
x=[zeros(length(A),1)];y=0;t=0;
for i=1:Tf/hK1=A*x+B*r;K2=A*(x+h*K1/2)+B*r;K3=A*(x+h*K2/2)+B*r;K4=A*(x+h*K3)+B*r;x=x+h*(K1+2*K2+2*K3+K4)/6;y=[y;C*x];t=[t;t(i)+h];
end
plot(t,y);

2. 假设某一系统由四个典型环节组成，如下图所示：
分别用四阶龙格-库塔法和离散相似法求输出量 y 的动态响应曲线。
程序代码：（四阶—龙格库达法）

%针对系统结构图的四阶-龙格库塔法
r=10;P=[0.1  1 0.5 1;0 1 1 0;2 1 2 0;10 1 10 0];
W=[0 0 0 -1;1 0 0 0;0 1 0 0;0 0 1 0];
W0=[1;0;0;0];Wc=[0 0 0 1];
Tf=input('仿真时间Tf=');h=input('计算步长h=');
A1=diag(P(:,1));B1=diag(P(:,2));C1=diag(P(:,3));D1=diag(P(:,4));
H=B1-D1*W;Q=C1*W-A1;
A=inv(H)*Q;B=inv(H)*C1*W0;
x=[zeros(length(A),1)];y=[zeros(length(Wc(:,1)),1)];t=0;for i=1:Tf/hK1=A*x+B*r;K2=A*(x+h*K1/2)+B*r;K3=A*(x+h+K2/2)+B*r;K4=A*(x+h*K3)+B*r;x=x+h*(K1+2*K2+2*K3+K4)/6;y=[y;Wc*x];t=[t;t(i)+h];endplot(t,y);

（离散相似法）
即将下题目3中的P修改为
[0.1 1 0.5 1 0 0;0 1 1 0 0 0;2 1 2 0 0 0;10 1 10 0 0 0]

3.已知非线性系统如下图所示，试利用连续系统按环节离散化的数字仿真方法求输出量 y 的动态响应，并与无非线性环节情况进行比较。

%ex2_23.m
%1前有饱和，2前有死区，3前有滞环，4是前有继电器，5后有饱和
%6后有死区，7后有滞环，8后有继电器
%注意P为从低到高
clear;
R=10;
P=[0.1 1 0.5 1 5 5;0 1 1 0 1 5;2 1 2 0 0 0;10 1 10 0 0 0];
W=[0 0 0 -1;1 0 0 0;0 1 0 0;0 0 1 0];
W0=[1;0;0;0];Wc=[0 0 0 1];
Tf=input('仿真时间Tf=');T=input('计算步长h=');
A=P(:,1);B=P(:,2);C=P(:,3);D=P(:,4);FZ=P(:,5);S=P(:,6);
n=length(A);
for i=1:nif(A(i)~=0)if(B(i)==0)E(i)=0;F(i)=0;G(i)=0;H(i)=0;L(i)=(C(i)+D(i)/T)/A(i);Q(i)=-D(i)/(A(i)*T);elseE(i)=exp(-A(i)*T/B(i));F(i)=(D(i)/B(i)-C(i)/A(i))*((1-E(i))*B(i)/(A(i)*T)-1);G(i)=(D(i)/B(i)-C(i)/A(i))*(1+(E(i)-1)*(1+B(i)/(A(i)*T)));H(i)=1;L(i)=D(i)/B(i);Q(i)=0;endelseif(B(i)~=0)E(i)=1;F(i)=0.5*C(i)*T/B(i);G(i)=F(i);H(i)=1;L(i)=D(i)/B(i);Q(i)=0;elsedisp('A(i)=B(i)=0');endend
end
x=[zeros(length(A),1)];x0=x;z=x;
u=[zeros(length(A),1)];u0=u;
y=[zeros(length(Wc(:,1)),1)];t=0;
for j=1:Tf/Tu1=u;u=W*x+W0*R;for i=1:nif(FZ(i)~=0)if(FZ(i)==1) u(i)=saturation1(u(i),S(i));endif(FZ(i)==2) u(i)=deadzone1(u(i),S(i));endif(FZ(i)==3)[u(i),u0(i)]=backlash1(u0(i),u(i),u1(i),S(i));endif(FZ(i)==4)u(i)=sign1(u(i),S(i));endendendx1=x;for i=1:nz(i)=E(i)*z(i)+F(i)*u(i)+G(i)*u1(i);x(i)=H(i)*z(i)+L(i)*u(i)+Q(i)*u1(i);endfor i=1:nif(FZ(i)~=0)if(FZ(i)==5)x(i)=saturation1(x(i),S(i));endif(FZ(i)==6)x(i)=deadzone1(x(i),S(i));endif(FZ(i)==7)[x(i),x0(i)]=backlash1(x0(i),x(i),x1(i),S(i));endif(FZ(i)==8)x(i)=sign1(x(i),S(i));endendendy=[y;Wc*x];t=[t;t(j)+T];
end
plot(t,y)

注意这个程序里面还嵌套着saturation1，deadzone1，backlash1，sign1函数，所以还需要再相应创建这些函数

%饱和非线性
%saturation1.m
function x = saturation1(u,s)
if(abs(u)>=s)if(u>0) x=s;elsex=-s;end
elsex=u;
end

%死区非线性
%deadzone1.m
function x = deadzone1(u,s)
if(abs(u)>=s)if(u>0)x=u-s;elsex=u+s;end
elsex=0;
end

%滞环非线性
%backlash1.m
function x = backlash1(u1,u,x1,s)
if(u>u1)if((u-s)>=x1)x=u-s;elsex=x1;end
else if(u<u1)if((u+s)<=x1)x=u+s;elsex=x1;endelsex=x1;end
end
u1=u;

%继电器非线性
%sign1.m
function x = sign1(u,s)
if(u>0)x=s;
end
if(u<0)x=-s;
end

控制系统仿真技术（二）-连续系统的数字仿真二相关推荐

控制系统仿真技术（一）仿真软件-MATLAB
太原理工大学控制系统仿真技术实验报告在 MATLAB下输入矩阵 , ,并使用以下命令要求输出结果:A& B , A|B ,xor(A,B), A.*B. 答案: >> A=[1 ...
matlab c2d 零阶保持器,计控实验二连续系统变换为离散系统
实验二连续系统变换为离散系统一.实验目的在对连续系统进行实时计算机控制时,往往需要把连续系统转换成离散系统. 二.实验指导为了得到连续系统的离散化数学模型,Matlab 提供了c2d()函数. ...
一连串数字怎么转换成二维码？数字生成二维码如何制作？
当我们使用二维码内容做成数字时该如何制作呢,比如做成标签码,序号码,号码牌等等,都可以使用数字二维码来展示,那么如何操作才能将一连串数字做成二维码呢?下面给大家分享一下数字静态二维码和数字微信活码的制 ...
连续系统的数字PID控制仿真-1
被控对象为一电机模型传递函数: 式中,J = 0.0067;B=0.10. 采用M函数的形式,利用ODE45的方法求解连续对象方程,输入指令信号为yd(k)=0.50sin(2*3.14*t),采用P ...
基于阻抗控制的工业机器人轨迹跟踪系统 Simulink/Simscape 仿真
本文是对文献 [1] 的复现. 文章目录更新日志关于阻抗控制离散化阻抗控制控制器的实现基于阻抗控制的工业机器人轨迹跟踪系统仿真 ■ 环境说明 ■ 系统说明 ■ 结果展示后记项目开源参 ...
计算机辅助设计及仿真,控制系统的数字仿真及计算机辅助设计.pdf
控制系统的数字仿真及计算机辅助设计课程相关信息 • 任课教师徐祖华副教授办公室:工控新楼413房间 Email :zhxu@ 手机 2019/2/27 控制系统仿真 2 课程相关信息 • 助教 ...
P13 最优控制系统-《Matlab/Simulink与控制系统仿真》程序指令总结
上一篇回到目录下一篇 <Matlab/Simulink与控制系统仿真>程序指令总结 Matlab_Simulink_BookExample 13. 最优控制系统 13.1 Matlab ...
控制系统仿真技术类毕业论文文献包含哪些？
本文是为大家整理的控制系统仿真技术主题相关的10篇毕业论文文献,包括5篇期刊论文和5篇学位论文,为控制系统仿真技术选题相关人员撰写毕业论文提供参考. 1.[期刊论文]系统仿真技术在风洞控制系统中的应用 ...
P3 Simulink仿真-《Matlab/Simulink与控制系统仿真》程序指令总结
上一篇回到目录下一篇 <Matlab/Simulink与控制系统仿真>程序指令总结 Matlab_Simulink_BookExample 3. Simulink 仿真书中详细实例代 ...

控制系统仿真技术（二）-连续系统的数字仿真二

控制系统仿真技术（二）-连续系统的数字仿真二相关推荐

最新文章

热门文章