Bài thí nghiệm môn lý thuyết điều khiển tự động

Matlab là chữ viết tắt của Matrix Laboratory. Đây là một thư viện các côngcụ làm toán trên ma trận. Matlab được tích hợp sẵn một họ các lời giải chocác ứng dụng chuyên dụng và được gọi là các Toolbox, đó chính là thư việncho các hàm để hỗ trợ Matlab giải quyết các cụm công việc trong các lĩnhvực chuyên môn khác nhau.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài thí nghiệm môn lý thuyết điều khiển tự động BÀI THÍ NGHIỆM Môn: Lý thuyết điều khiển tự độngMục đích: Matlab là chữ viết tắt của Matrix Laboratory. Đây là một thư viện các công cụ làm toán trên ma trận. Matlab đ ược tích hợp sẵn một họ các lời giải cho các ứng dụng chuyên dụng và được gọi là các Toolbox, đó chính là thư viện cho các hàm để hỗ trợ Matlab giải quyết các cụm công việc trong các lĩnh vực chuyên môn khác nhau. Các bài thí nghiệm này sẽ đề cập chủ yếu đ ến các vấn đ ề trong “Control System Toolbox”. Qua các buổi thí nghiệm, sinh viên có thể sử dụng thành thạo phần mềm Matlab về các vấn đề thuộc môn học “Lý thuyết điều khiển tự động” và qua đó, củng cố các kiến thức liên quan đến môn học đã được giáo viên truyền đ ạt trên lớp. Cuối mỗi bài sẽ có bài tập giúp cho sinh viên nắm được bài đã học.Yêu cầu: - Sinh viên nắm vững các kiến thức đã được học trên lớp - Đã học qua môn học Lý thuyết mạchBài 1: - Giới thiệu phần mềm Matlab, các lệnh cơ bản và cách tạo hàm trong Matlab. - Giới thiệu “Control System Toolbox”, bộ công cụ của Matlab dành cho điều khiển hệ thống. - Bài tập - Tạo hàm truyền đạt - Biến đổi hàm truyền đạt thành các dạng khác nhau (liên tục, rời rạc, đ iểm cực – không, mô hình không gian trạng thái). - Các lệnh đồ họa Simulink Toolbox và cách xây dựng hệ thống trên Simulink. - Bài tậpBài 2: - Tính đ iểm cực, điểm không 1 - Tạo hàm truyền đạt từ các đ iểm cực – không từ hàm truyền đạt - Tính và vẽ đáp ứng thời gian từ các điểm cực – không - Vẽ đáp ứng thời gian của hệ phi tuyến trên Simulink - Bài tậpBài 3: - Vẽ đáp ứng của hệ thống trong miền thời gian và miền tần số (đồ thị Bode, đáp ứng xung đơn vị, đặc tính tần số biên – pha…) - Tính đ iều khiển được, tính quan sát được của hệ thống - Bài tập - Khảo sát hệ thống trong không gian trạng thái - Bài tập 2 BÀI 1. Matlab với môn học Lý thuyết điều khiển tự độngMục đích: Giúp cho sinh viên làm quen với phần mềm Matlab – một công cụ tính toán mạch được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành kỹ thuật, trong đó có lĩnh vực điều khiển hệ thống. Nội dung trình bày bao gồm các tập lệnh cơ b ản, cách tạo hàm và bộ công cụ Control System.Yêu cầu: - Sinh viên nắm vững các kiến thức toán học cơ bản liên quan đến các phép toán ma trận, vector, đa thức… - Có kỹ năng sử dụng máy vi tính.Nội dung:1 Cửa sổ lệnhKhi dùng Matlab trên cửa sổ lệnh thì trang màn hình sẽ giống như tờ giấy nhápđể người sử dụng có thể giải toán và thử các vấn đề liên quan đ ến hệ thống đượckhảo sát. Có thể thực hiện các phép toán thông thường, vào các đa thức, các hàmtruyền đạt… Trong cửa sổ lệnh đã được mặc đ ịnh biến ans để trả về giá trị:>> 2ans = 22 Cách biểu diễn ma trận trong Matlab:* Cách tạo ma trận:Ví d ụ: Muốn tạo ma trận 1 3 4 5 7 2 -1 3 5 0 0 3>> A=[1 3 4; 5 7 2;-1 3 5; 0 0 3]* Có thể tạo ma trận với các biến phức: 3>>B=[2+6i 1-3i;3+8i 2-2i]Chú ý: không có dấu cách khi viết số phức. Matlab có thể chấp nhận biến i hoặcj khi viết số phức và để tránh nhầm lẫn, có thể đ ịnh nghĩa ii=sqrt(-1)* Tạo ma trận có kích thước n*n gồm các số 0 và 1 ngẫu nhiên:>>rand(n)* Tạo ma trận có kích thước n*m gồm các số 0 và 1 ngẫu nhiên:>>rand(n,m)* Tìm hiểu các câu lệnh:magic, hilb, ones, zeros, eye, diag, triu, tril, sqrtm, det, rank*Có thể tạo ma trận 5*5 theo cách sau:>>[A, zeros(3,2);zeros(2,3) eye(2)]* K ích thước ma trận:>> sizeA=size(A)sizeA = 3 3* Thực hiện các phép toán về ma trận:Cộng ma trận: >> A+B A, B cùng kích thướcTrừ ma trận: >> A-BNhân ma trận: >> A*B Số cột ma trận A bằng số hàng ma trận BChuyển vị ma trận: >> A A là ma trận vuôngNghịch đảo ma trận: >> inv(A)Chia trái >>ABChia phải >>A/BCâu hỏi: Tìm sự khác nhau giữa phép chia trái và phép chia phải?* Tính giá trị riêng>>[X,D]=eig(A)A phải là ma trận vuông. Các phần tử đường chéo của D chính là các giá trịriêng: A.X=X.D3 Vector>> v=[sin(pi) 0.4 -0.3]Các phép toán về vector cũng tương tự như các phép toán về ma trận.* Các tạo các vector khi biết điểm đầu, đ iể ...