文档介绍：控制系统计算机辅
助设计实验
一、实验教学目标与基本要求
上机实验是本课程重要的实践教学环节。实验的目的不仅仅是验证理论知
识，更重要的是通过上机加强学生的实验手段与实践技能，掌握应用 MATLAB/Si
mulink求解控制问题的方法，培养学生分析问题、解决问题、应用知识的能力和创新精神，全面提高学生的综合素质。
通过对MATLAB/Simuli nk进行求解，基本掌握常见控制问题的求解方法与命令调用，更深入地认识和了解MATLA语言的强大的计算功能与其在控制领域的应用优势。
二、题目及解答
第一部分：MATLAB必备基础知识、控制系统模型与转换、
线性控制系统的计算机辅助分析：
考虑著名的RiZol化学反应方程俎
｛
丘 y — z
& = z + ay z —b + (工 _ c)z
选定a = b = 02, c = ,且jri(O) = j-2(0) = j3(0) = 0-绘制仿真结果的三维相轨进,并得
1 出儿矗平血上的投彫°
：
fun cti on dx=rossler(t,x)
dx=[-x (2) -x (3);x(1)+*x (2) ;+(x(1)-)*x (3)];
主函数：
>> x0=[0;0;0];
[t,y]=ode45('rossler',[0,100],x0);
plot3(y(:,1),y(:,2),y(:,3)),grid
>> plot3(y(:,1),y(:,2),y(:,3)),grid
>> plot(y(:,1),y(:,2)),grid
所的图像：三维相轨迹(下图)
25、
•10 塔 0 5 10 15
xoy平面投影
2.
—2ti + J*2)
求解下面的最优化问题’
(a) min i j
討4
X 8上.«
1 xi ,xa>0
： fun cti on y=c2exmobj(x) y=x(1F2-2*x(1)+x(2);
编写c2exmco ：
fun cti on [c,ce]=c2exmc on(x)
ce=[];
c=[4*x(1)A2+x (2)A2-4];
主函数为：
A=[];B=[];Aeq=[];Beq=[];xm=[0;0];xM=[];x0=[0;0]; ff=optimset;=1e-10; n=1e-20;
x=fm incon ('c2exmobj',x0,A,B,Aeq,Beq,xm,xM,'c2exmc on ',ff) 运行结果：
Warning: Trust-region-reflective method does not currently solve this type of problem,
using active-set (li ne search) in stead.
> In fmi neon at 422
Optimization terminated: first-order optimality measure less than
and maximum constraint violation is less than .
Active in equalities (to within optio on = 1e-006):
lower upper in eqlin ineqnon li n
2 1
x =

0
3.
请将下面的传递函数模型输入到MATLAB坏境.
*3 + * + 2 亠 2 + 0 5S8
(a)Qs) = s3(s2 + 2)[(s2 + 1)U2s + 5]‘ (b) = (z 一1)[2 — *)4 =叮秒
(a)•程序代码为：
>> s=tf('s');
G=(sA3+4*s+2)/(sA3*(sA2+2)*((sA2+1)A3+2*s+5))
运行结果为：
Tran sfer fun cti on:
sA3 + 4 s + 2
sA11 + 5 sA9 + 9 sA7 + 2 sA6 + 12 sA5 + 4 sA4 + 12 sA3
(b).程序代码为：
>> z=tf('z',);
H=(zA2+)/((z-1)*(zA2-*z+))
运行结果为：
Tran sfer fun cti on:
zA2 +
zA3 - zA2 +