中北大学现代控制理论实验报告

中北大学计算机与控制工程学院实验报告《现代控制理论》

专业电气工程与智能控制

班级 XX070541

学号 XX070541XX

姓名 XX

辅导老师成绩

实验

日期

实验

时间

8:30—11:30

实验

名称

单级倒立摆系统控制特性分析

实验目的

1、旋转倒立摆线性模型建立与分析；

2、利用 MATLAB 分析线性定常系统的可控性、可观性与稳定性；

3、线性模型与非线性模型对比；

实验内容

（1）根据实验原理中提供的单级倒立摆模型及可控、可观、稳定性判定方法，自编写程序判断倒立摆系统中占空比δ→旋转臂角位移α，占空比δ

→摆杆角位移 q 两通道的可控性，求解两通道系统的变换矩阵 Qc；

（2）自编写程序判断倒立摆系统中占空比δ→旋转臂角位移α，占空比δ

→摆杆角位移 q 两通道的可观性，求解两通道系统的变换矩阵 Qo；

（3）自编写程序判断倒立摆系统中占空比δ→旋转臂角位移α，占空比δ

→摆杆角位移 q 两通道的稳定性；

实验原理或流程图

实验过程或源代码

J=

m=

辅导老师成绩

实验

日期

实验

时间

8:30—11:30

实验

名称

单级倒立摆极点配置控制系统设计

实验目的

1. 根据设计指标获取理想极点位置；

2．利用 MATLAB 基于极点配置方法求解状态反馈矩阵；实验内容

实验原理或流程图

实验过程或源代码

引用实验1的全部程序并附加以下程序

disp('原系统的极点');

p=eig(A)' %求矩阵A的全部特征根

P=[-100;-101;+10*sqrt(-1/2);*sqrt(-1/2)];

K=place(A,B,P) %对系统进行极点配置

disp('配置后系统的极点为')

p=eig(A-B*K)'

Simulink仿真输出结果显示系统稳定。

实验心得：学会了如何进行系统极点配置。在simulink仿真模型中，可直接引用矩阵ABCD，一个系统的输入输出维数应相等。