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实验四用MATLAB求解状态空间模型 1、实验设备 MATLAB软件 2、实验目的 ①学习线性定常连续系统的状态空间模型求解、掌握MATLAB中关于求解该模型的主要函数; ②通过编程、上机调试,进行求解。 3、实验原理说明 Matlab提供了非常丰富的线性定常连续系统的状态空间模型求解(即系统运动轨迹的计算)的功能,主要的函数有: 初始状态响应函数initial()、阶跃响应函数step()以及可计算任意输入的系统响应数值计算函数lsim()和符号计算函数sym_lsim()。 数值计算问题可由基本的Matlab函数完成,符号计算问题则需要用到Matlab的符号工具箱。 4、实验步骤 ①根据所给状态空间模型,依据线性定常连续系统状态方程的解理论,采用MATLAB编程。 在MATLAB界面下调试程序,并检查是否运行正确。 习题1:试在Matlab中计算如下系统在[0,5s]的初始状态响应,并求解初始状态响应表达式。 Matlab程序如下: A=[01;-2-3]; B=[];C=[];D=[]; x0=[1;2]; sys=ss(A,B,C,D); [y,t,x]=initial(sys,x0,0:5); plot(t,x) 习题2:试在Matlab中计算如下系统在[0,10s]内周期为3s的单位方波输入下的状态响应。并计算该系统的单位阶跃状态响应表达式。 Matlab程序如下: A=[01;-2-3]; B=[0;1];C=[];D=[]; x0=[1;2]; sys=ss(A,B,C,D); [ut]=gensig('square',3,10,0.1) [y,t,x]=lsim(sys,u,t,x0) plot(t,u,t,x);