倒立摆实验.doc

文档介绍：——倒立摆控制实验报告姓名:丁蓉学号:0910200101同组人:丁亚男(0910200102)秦冬亮(0910200206)羌勤勤(0910200205)吴利平(0910200213)时间:2012年5月5号实验一建立一级倒立摆的数学模型一、实验目的学****建立一级倒立摆系统的数学模型,并进行Matlab仿真。二、实验内容写出系统传递函数和状态空间方程,用Matlab进行仿真。三、实验步骤将数据代入公式,求出系统的传递函数;(2)将数据代入公式,求出系统的状态空间方程;(3)将实际系统的状态空间方程转化为传递函数,与1进行比较;(4)求出传递函数的极点和状态方程A的特征值,进行比较;(5)进行系统开环脉冲响应和阶跃响应的Matlab仿真。四、MATLAB源程序>>M=;m=;b=;l=;I=;g=;T=;>>q=(M+m)*(I+m*l^2)-(m*l)^2;>>num=[m*l/q0];>>den=[1b*(I+m*l^2)/q-(M+m)*m*g*l/q-b*m*g*l/q];>>gs=0;>>gs=tf(num,den);>>gsTransferfunction:---------------------s^2-->>numpo=[(I+m*l^2)/q0-m*g*l/q];>>denpo=[1b*(I+m*l^2)/q-(M+m)*m*g*l/q-b*m*g*l/q0];>>gspo=tf(numpo,denpo);>>gspoTransferfunction:----------------------------------------s^4+^3-^2->>p=I*(M+m)+M*m*l^2;>>A=[0100;0-(I+m*l^2)*b/pm^2*g*l^2/p0;0001;0-m*b*l/pm*g*l*(M+m)/p0];B=[0;(I+m*l^2)/p;0;m*l/p];C=[1000;0010];>>D=0;sys=ss(A,B,C,D);>>sysa=x1x2x3x4x10100x20--==x1x2x3x4y11000y20010d=u1y10y20Continuous-timemodel.>>t=0:T:5;>>y1=impulse(gs,t);>>y2=impulse(gspo,t);>>figure(1);>>plot(t,y2,'b',t,y1,'r');>>xlabel('t/s');ylabel('Position/morAngle/rad');>>axis([02080]);>>legend('CarPosition','PendulumAngle')>>gs0=tf(sys);>>gs0Transferfunctionfrominputtooutput...^2+-016s-#1:---------------------------------------s^4+^3-^2-#2:-----------------------------------s^3+^2-->>t=0:T:5;>>y=impulse(sys,t);>>figure(2);>>plot(t,y(:,1),t,y(:,2),'r');>>axis([02080]);>>legend('CarPosition','PendulumAngle');>>t=0:T:5;>>y1=step(gs,t);>>y2=step(gspo,t);>>figure(3);>>plot(t,y2,'b',t,y1,'r');>>axis([]);>>xlabel('t/s');>>ylabel('Position/morAngle/rad');>>legend('CarPosition','PendulumAngle');>>%通过状态方程求系统(摆杆角度和小车位置)的开环阶跃响应>>t=0:T:5;>>y=step(sys,t);>>figure(4);>>plot(t,y(:,1),t,y(:,2),'r');>>xlabel('t/s');>>ylabel('Position/morAngle/rad');>>axis([]);>>legend('CarPosition','PendulumAngle');