06 现代控制理论基础实验报告.docx

第1页：本科实验报告封面

本科实验报告

• 课程名称：现代控制理论基础实验
• 学院（系）：
• 专业：自动化
• 班级：
• 学号：
• 学生姓名：
• 年月日

第2页：实验项目列表

实验项目列表

• 序号 1：状态变量结构图的模拟实现
• 序号 2：状态方程求解
• 序号 3：线性变换及标准型
• 序号 4：基于状态反馈的极点配置与状态观测器设计

指导教师、成绩、学时、结果报告、操作等栏目见原表格，学分：0.5。

第3页：实验一预习报告

实验预习报告：状态变量结构图的模拟实现

• 一、实验目的和要求
• 二、实验原理和内容
• 三、实验步骤：1．能控标准型状态方程；2．能控标准型状态变量结构图

第4页：实验一预习内容（续）

状态变量结构图的模拟实现

3. 3．能控标准型模拟电路图
4. 4．能观测标准型状态方程
5. 5．能观测标准型状态变量结构图
6. 6．能观测标准型模拟电路图

四、实验数据记录

第5页：实验一报告正文

实验报告：状态变量结构图的模拟实现

• 一、实验目的和要求：见预习报告
• 二、实验原理和内容：见预习报告
• 三、主要仪器设备
• 四、实验步骤与操作方法

第6页：实验一数据记录与处理

五、实验数据记录和处理

1. 1．能控标准型的阶跃响应曲线
2. 2．能观测标准型的阶跃响应曲线

第7页：实验一结果与分析

六、实验结果与分析

七、讨论、建议、质疑

第8页：实验二预习报告

实验预习报告：状态方程求解

• 一、实验目的和要求
• 二、实验原理和内容：1. 按讲义的要求编制程序求解三阶状态方程；2. 运行编制好的程序，求给定系统在初始状态下的状态响应，求在余弦输入信号下系统的状态响应，采样周期 T=0.01 秒

第9页：实验二步骤与编程

三、实验步骤：计算所给实验内容的离散化状态方程（手工计算）。

编程步骤

1. 1. 输入 A、B、C 矩阵
2. 2. 初始化（采样周期、定义求解时间范围）
3. 3. 求解离散化状态方程
4. 4. 递推求解
5. 5. 绘制曲线

四、实验数据记录

第10页：实验二报告正文

实验报告：状态方程求解

• 一、实验目的和要求：见预习报告
• 二、实验原理和内容：见预习报告
• 三、主要仪器设备
• 四、实验步骤与操作方法

第11页：实验二数据记录与处理

五、实验数据记录和处理

1. 1．实验程序
2. 2．离散化状态方程

第12页：实验二响应曲线

3．响应曲线（标注输出及各个状态变量）

六、实验结果与分析

七、讨论、建议、质疑

第13页：实验三预习报告

实验预习报告：线性变换及标准型

• 一、实验目的和要求
• 二、实验原理和内容：可以自行选择算法编制程序。思考：若用讲义上提供的求能控标准型的算法的思想，能否求能观测标准型？给出完整算法。

第14页：实验三步骤与记录

三、实验步骤

1. 1. 输入 A、B、C 矩阵
2. 2. 判别能控能观性
3. 3. 若能控，求能控标准型
4. 4. 若能观，求能观测标准型

四、实验数据记录：能控能观判别矩阵、能控能观变换矩阵、能控能观标准型、约当标准型。

第15页：实验三报告正文

实验报告：线性变换及标准型

• 一、实验目的和要求：见预习报告
• 二、实验原理和内容：见预习报告
• 三、主要仪器设备
• 四、实验步骤与操作方法

第16页：实验三数据记录与处理

五、实验数据记录和处理

1. 1．实验程序
2. 2．能控标准型及变换矩阵

第17页：实验三结果与讨论

3．能观标准型及变换矩阵

六、实验结果与分析

七、讨论、建议、质疑