第十章 計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)程序.ppt

1、第十章 計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)程序,10-1 計(jì)算機(jī)求解高次代數(shù)方程 10-2 計(jì)算機(jī)繪制系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)曲線 10-3 計(jì)算機(jī)繪制根軌跡圖 10-4 計(jì)算機(jī)繪制伯德圖,下一頁(yè),第十章 計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)程序,10-5 狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣數(shù)值計(jì)算 10-6 連續(xù)系統(tǒng)離散化 10-7 離散系統(tǒng)狀態(tài)方程數(shù)值解 10-8 能控性和能觀測(cè)性計(jì)算,上一頁(yè),10-1 計(jì)算機(jī)求解高次代數(shù)方程,一、代數(shù)方程表達(dá)式 a0 xn+a1xn-1+an-1x+an=0 二、程序使用符號(hào) N代數(shù)方程階次； A(N)由方程系數(shù)構(gòu)成的數(shù)組。 三、使用方法 1.在950行依次給出數(shù)據(jù)a0、a1an； 2.啟動(dòng)后輸入N的數(shù)值，運(yùn)行后得方程解。

2、四、例題,返回,10-2 計(jì)算機(jī)繪制系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)曲線,一、功能 二、閉環(huán)傳遞函數(shù)表達(dá)式 三、程序使用符號(hào) M系統(tǒng)閉環(huán)傳遞還數(shù)分子的階次； N系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)分母的介詞； H1積分步長(zhǎng)； C時(shí)間坐標(biāo)比例尺； L1屏幕限制； T時(shí)間； A(N-1)由a0、a1an-1構(gòu)成的數(shù)組； B(M)由b0、b1bm構(gòu)成的數(shù)組；,下一頁(yè) 返回,10-2 計(jì)算機(jī)繪制系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)曲線,Y系統(tǒng)輸出； tr上升時(shí)間； tp峰值時(shí)間； Mp超調(diào)量，即p。 四、使用方法 1.在1520行的DATA中給出M、N、H1、C的數(shù)據(jù)。H1、C的數(shù)值可 參考例題。 2.在1525行的DATA中給出b0、b1、bm的數(shù)據(jù)。

3、3.在1530行的DATA中給出a0、b1、an-1的數(shù)據(jù)。,上一頁(yè) 返回,10-2 計(jì)算機(jī)繪制系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)曲線,五、注意事項(xiàng) 1.要適當(dāng)?shù)剡x擇積分步長(zhǎng)H1。H1小則畫(huà)圖慢，H1大則畫(huà)圖快， 但太大是精度下降，甚至使計(jì)算發(fā)散。 2.要適當(dāng)?shù)剡x擇時(shí)間比例尺C，C值加大，曲線橫向展寬，反 之則壓縮。 六、例題 七、Basic參考程序,上一頁(yè) 返回,一、功能 1.可在計(jì)算機(jī)屏幕及打印紙上繪出根軌跡圖。 2.在繪圖同時(shí)，可打印出根軌跡分離點(diǎn)的坐標(biāo)及相應(yīng)K值，打 印出根軌跡與虛軸交點(diǎn)的坐標(biāo)及相應(yīng)K值。 3.對(duì)于給定阻尼比，用點(diǎn)畫(huà)出等阻尼比線，并打印出根軌 跡曲線與等阻尼比線的交點(diǎn)的坐標(biāo)及相應(yīng)K值和K

4、1值。 二、適用范圍 除閉環(huán)系統(tǒng)在實(shí)軸上有三重及三重以上重極點(diǎn)、復(fù)數(shù)重極,10-3 計(jì)算機(jī)繪制根軌跡圖,下一頁(yè) 返回,點(diǎn)的分離點(diǎn)外，其他情況均適用。 三、使用符號(hào) M開(kāi)環(huán)系統(tǒng)零點(diǎn)數(shù)； N開(kāi)環(huán)系統(tǒng)極點(diǎn)數(shù)； F1開(kāi)環(huán)系統(tǒng)復(fù)數(shù)零點(diǎn)對(duì)數(shù)； F2開(kāi)環(huán)系統(tǒng)復(fù)數(shù)極點(diǎn)對(duì)數(shù)； Z(M,2)有開(kāi)環(huán)系統(tǒng)零點(diǎn)的實(shí)部和虛部構(gòu)成的數(shù)組。 P(N,2)由開(kāi)環(huán)系統(tǒng)極點(diǎn)的實(shí)部和虛部構(gòu)成的數(shù)組。 D(I)第i個(gè)分離點(diǎn)的橫坐標(biāo)；,10-3 計(jì)算機(jī)繪制根軌跡圖,上一頁(yè) 下一頁(yè),Kd(I)第i個(gè)分離出的開(kāi)環(huán)增益； jY根軌跡與正虛軸的交點(diǎn)坐標(biāo)； Ky根軌跡與虛軸交點(diǎn)出的開(kāi)環(huán)增益； ZT給定阻尼比； Wn根軌跡與給定等阻尼比線的交點(diǎn)之坐

5、標(biāo)原點(diǎn)的距離，其 余原點(diǎn)最近的可能是主導(dǎo)極點(diǎn)的五阻尼自然頻率； Xz上面交點(diǎn)的橫坐標(biāo)； Yz上面交點(diǎn)的縱坐標(biāo)； K上面交點(diǎn)處的開(kāi)環(huán)增益；,10-3 計(jì)算機(jī)繪制根軌跡圖,上一頁(yè) 下一頁(yè),K1上面交點(diǎn)處的根軌跡增益； C1橫坐標(biāo)作圖比例尺。 C2縱坐標(biāo)作圖比例尺。 L1、L2、L3屏幕限制參數(shù)； E畫(huà)復(fù)數(shù)平面根軌跡時(shí)的允許幅角誤差； T作圖步長(zhǎng)。 四、使用方法 五、例題 六、Basic參考程序,10-3 計(jì)算機(jī)繪制根軌跡圖,上一頁(yè) 返回,一、功能 1.可在計(jì)算機(jī)屏幕和打印紙上繪出伯德圖。 2.在繪圖同時(shí)，可打印出伯德圖的特征參數(shù)c、1、 Kg。 二、傳遞函數(shù)表達(dá)式 三、使用符號(hào) 1.M、N、F1、

6、F2、K、T見(jiàn)傳遞函數(shù)表達(dá)式。 2.程序中一些與傳遞函數(shù)表達(dá)式中相對(duì)應(yīng)的符號(hào)。,10-4 計(jì)算機(jī)繪制伯德圖,下一頁(yè) 返回,3.其余符號(hào) C橫坐標(biāo)的頻率比例尺 W0作圖起始頻率 C1、C2、C3作圖比例尺 C4作圖時(shí)后一點(diǎn)頻率與前一點(diǎn)頻率的比值 L1、L2、L3、L4作圖屏幕限制值 四、使用方法 五、例題 六、Basic參考程序,10-4 計(jì)算機(jī)繪制伯德圖,上一頁(yè) 返回,一、計(jì)算公式 二、使用符號(hào) N系統(tǒng)階次 ANN維系統(tǒng)系數(shù)矩陣 T采樣周期 AT=AT,10-5 狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣數(shù)值計(jì)算,下一頁(yè) 返回,E計(jì)算eAT時(shí)的允許誤差 FIK(I,J)=(KT)的元素,k=1,2, KmK的最大值 三、使

7、用方法 四、例題 五、Basic參考程序,10-5 狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣數(shù)值計(jì)算,上一頁(yè) 返回,一、計(jì)算公式 1.連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程及輸出方程 2.離散系統(tǒng)狀態(tài)方程及輸出方程 二、使用符號(hào) ANN維系統(tǒng)系數(shù)矩陣 BNP維輸入矩陣,10-6 連續(xù)系統(tǒng)離散化,下一頁(yè) 返回,CQN維矩陣 DQP維矩陣 T0采樣周期 E計(jì)算eAT的允許誤差 三、使用方法 四、例題 五、Basic參考程序,10-6 連續(xù)系統(tǒng)離散化,上一頁(yè) 返回,一、離散系統(tǒng)狀態(tài)方程及輸出方程 二、程序使用符號(hào) G(N,N)NN維系統(tǒng)系數(shù)矩陣數(shù)組 H(N,P)NP維輸入矩陣數(shù)組 C(Q,P)QN維變換矩陣數(shù)組 D(Q,P)QP維矩陣數(shù)組,10-7 離散系統(tǒng)狀態(tài)方程數(shù)值解,下一頁(yè) 返回,U(I,K)第I個(gè)輸入量在KT時(shí)刻的數(shù)值 U(P,KM)PKM個(gè)輸入數(shù)據(jù) KMK的最大值 TO采樣周期 三、使用方法 四、例題 五、Basic參考程序,10-7 離散系統(tǒng)狀態(tài)方程數(shù)值解,上一頁(yè) 返