现代控制理论实验指导书2009

现代控制理论

实验指导书

（实验报告）

李慧玲编

班级：

姓名：

湖北汽车工业学院

电气与信息工程学院电气工程系

二〇〇九年七月十日

目录

实验一带有观测器的闭环系统数字仿真 (1)

实验一 带有观测器的闭环系统数字仿真（综合性）

一.实验目的

1.熟悉观测器的基本原理和意义、使用观测器的目的及应用条件。

2.综合运用极点配置、状态观测器、系统反馈等知识进行带观测器的闭环系统的设计；以C 语言为工具进行系统仿真，从而掌握带观测器的状态反馈控制系统设计原理。

二.实验框图

+-+

观测器

K S 3

1X

=3

y r

三.实验内容

1.设计一状态反馈矩阵K ，使闭环系统的极点为S j , S 1 ,2

3=-+=-15。

2.设计全维观测器，使其极点均为-5。

3.设计降维观测器，使其极点均为-5。

4.系统离散化。

5.编写仿真程序，并绘制出显示器上显示的输出曲线。

6.将实验结果与理论值进行比较，并讨论该系统的性能（同一般校正系统）。

现代控制理论实验报告

实验报告 ( 2016-2017年度第二学期) 名称：《现代控制理论基础》 题目：状态空间模型分析 院系：控制科学与工程学院 班级： ___ 学号： __ 学生姓名： ______ 指导教师： _______ 成绩： 日期： 2017年 4月 15日

线控实验报告 一、实验目的： l.加强对现代控制理论相关知识的理解； 2.掌握用 matlab 进行系统李雅普诺夫稳定性分析、能控能观性分析； 二、实验内容 1 第一题：已知某系统的传递函数为G (s) S23S2 求解下列问题： （1）用 matlab 表示系统传递函数 num=[1]; den=[1 3 2]; sys=tf(num,den); sys1=zpk([],[-1 -2],1); 结果： sys = 1 ------------- s^2 + 3 s + 2 sys1 = 1 ----------- (s+1) (s+2) （2）求该系统状态空间表达式： [A1,B1,C1,D1]=tf2ss(num,den); A = -3-2 10 B = 1 C = 0 1

第二题：已知某系统的状态空间表达式为： 321 A ,B,C 01：10 求解下列问题： （1）求该系统的传递函数矩阵： （2）该系统的能观性和能空性： （3）求该系统的对角标准型： （4）求该系统能控标准型： （5）求该系统能观标准型： （6）求该系统的单位阶跃状态响应以及零输入响应：解题过程： 程序： A=[-3 -2;1 0];B=[1 0]';C=[0 1];D=0; [num,den]=ss2tf(A,B,C,D); co=ctrb(A,B); t1=rank(co); ob=obsv(A,C); t2=rank(ob); [At,Bt,Ct,Dt,T]=canon(A,B,C,D, 'modal' ); [Ac,Bc,Cc,Dc,Tc]=canon(A,B,C,D, 'companion' ); Ao=Ac'; Bo=Cc'; Co=Bc'; 结果： （1） num = 0 01 den = 1 32 （2）能控判别矩阵为： co = 1-3 0 1 能控判别矩阵的秩为： t1 = 2 故系统能控。 （3）能观判别矩阵为： ob = 0 1

耕作学实验指导

耕作学实验指导书 河北农业大学农学院 作物栽培与耕作系 2005年8月修订

目录 实验一作物种类与复种形式的确定 (1) 实验二作物布局优化方法之——原理与基本方法 (5) 实验三作物布局优化方法之二—最优化计算机软件的应用 (10) 实验四轮作制度设计 (12) 实验五土地耕作制设计 (15) 实验六土壤施肥制的设计 (17) 附录1 选修实验目录 (32)

实验一种植制度的农业资源分析 ——作物类型与复种形式的确定 一、目的意义： 农业的稳产高产是以作物与其环境的高度统一与适应为基础的。依据当地的气候、土壤及生产经济条件确定所种植的作物种类及复种方式，是安排农业生产的首要问题。在我们还不能大面积控制作物环境的条件下，因地制宜，适地适作是农业费省效宏的有效手段。本实验旨在掌握各作物生态适应性及所规划地区生态条件的基础上，运用所掌握的生态学与耕作学知识，学会分析种植制度与资源关系的方法，为耕作制度设计奠定基础。 二、原则： 1．以作物与其环境的统一为总原则。不同地区在地理、地形、地貌、气候，土壤及生产条件诸方面存在差异，而各种作物又要求不同的生活环境，只有使作物与环境相互统一，组成—个协调的生态系统，作物才能稳产高产。 2．从大农业观出发，农林草综合发展，在充分利用农业资源，大力发展商品生产的同时，要积极保护农业资源，保证农业生态系统的良好循环，以同时获得高的经济效益和生态效益。 3．既要考虑因地制宜，适地适作，又要注意满足人民群众及社会的多种需要，在发展粮食生产的同时，发展经济作物、果品蔬菜及饲料绿肥作物的生产。 三、依据： 1．作物对热量的要求： 热量是决定作物种类与复种方式的首要条件。多种作物在其系统发育中形成了对热量要求的不同类型。因此，可将作物分为耐寒作物、低温作物、中温作物及喜温作物，它们对温度的要求如附表1。 某作物在此地能否种植，首先取决于当地生长季内的积温状况。当一个生长季内的积温除能满足—茬作物需要(考虑一定的保证率，—般80%以上)尚有剩余时，就可考虑复种。复种形式可根据热量及其它条件采取一年两熟、二年三熟等熟制类型。根据条件可采取套作复种或平作复种。以冬小麦为前茬的平作复种作需≥0℃积温，如附表2。 2．作物对水分的要求：

现代控制理论实验指导书3-第3章[1]

实验三利用MATLAB求取状态空间模型的相似变换及其标准型、控制系统的不同状态模型实现 实验目的： 1、通过实验掌握线性系统的对角线标准型、约当标准型、模态标准型以及伴随矩阵标准型的表示及相应变换阵的求解； 2、通过编程、上机调试，掌握系统可控性和可观测性的判别方法、系统的可控性和可观测性分解等； 3、加深理解由控制系统传递函数建立能控、能观、约当标准型等不同状态模型的方法。实验原理： 一、线性系统状态空间模型的相似变换及其标准型 （1）将状态空间模型G经变换矩阵T变换为状态空间模型G1； G1=ss2ss(G,T) （2）将状态空间模型G经变换矩阵T变换为其他形式的状态空间模型G1 [G1,T]=canon(G,type) 其中，当type为'companion'、'modal'、'jordan' 时，分别将状态空间模型G变换 为伴随矩阵标准型、模态标准型、约当标准型状态空间模型G1，并得到相应的变 换矩阵T； （3）计算矩阵A的特征值及与特征值对应的对角型变换矩阵D； [V,D]=eig(A) （4）计算矩阵A变换为约当标准型J，并得到变换矩阵V； [V,J]=jordan(A) 二、线性系统可控、可观判别方法与分解 （1）构造系统的可控性判别矩阵Tc； Tc=ctrb(A,B) （2）构造系统的可观测性判别矩阵To； To=obsv(A,C) （3）求取可控Gram矩阵和可观测Gram矩阵； W=gram(G,type) 其中type为'c'时，为求取可控Gram矩阵，type为'o'时，为求取可观测Gram 矩阵。 （4）能控性分解 [Ac,Bc,Cc,Tc,Kc]=ctrbf(A,B,C) 将系统分解为可控子系统和不可控子系统，Tc是变换阵，sum(Kc)是可控状 态的数目； （5）能观测性分解

实验指导书 实验二_SolidWorks建模1

实验二 SolidWorks 草绘特征和放置特征操作（一） 一、 实验目的 1. 掌握基本零件建模的一般步骤和方法 2. 掌握SolidWorks 草绘特征：拉伸凸台、拉伸切除、旋转凸台、旋转切除、扫描、 放样的操作方法。 3. 掌握放置（应用）特征：钻孔特征、倒角特征、圆角特征、抽壳特征、拔模斜度特 征、筋的操作方法 二、 实验内容 完成下列下列零件造型 三、 实验步骤 1. 连接件设计 完成如图 1 (1) (2) 2 所示。 图 1连接件 图 2草图 (3) 单击【拉伸凸台/ 框内选择【两侧对称】选项，在【深度】文本框内输入“54mm ”，单击【确定】按钮，如图 3所示。 图 3 “拉伸”特征 (4) 120°”，然后 在第二参考中选择图形的一条下边线。单击【确定】按钮，建立新基准面，如

错误！未找到引用源。所示。 (5) 1，选择“反转法线” 1，单选择 4所示。 图4草图 图4建立基准面 底面边线

(6) 单击【拉伸凸台/ 列表框内选择【给定深度】选项，在【深度】文本框内输入“12mm”，单击【确定】按钮，如图5所示。 图5“拉伸”特征 (7)选取基体上表面，单击【草图绘制】进入草图绘制，使用中心线工具在 上表面的中心位置绘制直线，注意不要捕捉到表面边线，如图6所示。 图 6 中心线 (8) 内输入“8mm”，在图形区域选择中心线，在属性管理器中选中【添加尺寸】、【选择链】、【双向】和【顶端加盖】复选框，选中【圆弧】单选按钮，单击【确定】按钮，标注尺寸，完成草图，如图7所示。 运用“等距实体”绘制草图 (8) -拉伸】属性管理器，在【终止条件】下拉 列表框内选择【完全贯穿】选项，单击【确定】按钮，如图8所示。

现代控制理论实验

华北电力大学 实验报告| | 实验名称状态空间模型分析 课程名称现代控制理论 | | 专业班级：自动化1201 学生姓名：马铭远 学号：2 成绩： 指导教师：刘鑫屏实验日期：4月25日

状态空间模型分析 一、实验目的 1.加强对现代控制理论相关知识的理解； 2.掌握用 matlab 进行系统李雅普诺夫稳定性分析、能控能观性分析； 二、实验仪器与软件 1. MATLAB7.6 环境 三、实验内容 1 、模型转换 图 1、模型转换示意图及所用命令 传递函数一般形式： MATLAB 表示为： G=tf(num,den)，，其中 num,den 分别是上式中分子，分母系数矩阵。 零极点形式： MATLAB 表示为：G=zpk(Z,P,K) ，其中 Z，P ，K 分别表示上式中的零点矩阵，极点矩阵和增益。 传递函数向状态空间转换：[A,B,C,D] = TF2SS(NUM,DEN)； 状态空间转换向传递函数：[NUM,DEN] = SS2TF(A,B,C,D,iu)---iu 表示对系统的第 iu 个输入量求传递函数；对单输入 iu 为 1。

例1：已知系统的传递函数为G（S）= 2 2 3 24 11611 s s s s s ++ +++ ,利用matlab将传递函数 和状态空间相互转换。 解：1.传递函数转换为状态空间模型： NUM=[1 2 4];DEN=[1 11 6 11]; [A,B,C,D] = tf2ss(NUM,DEN) 2.状态空间模型转换为传递函数： A=[-11 -6 -11;1 0 0;0 1 0];B=[1;0;0];C=[1 2 4];D=[0];iu=1; [NUM,DEN] = ss2tf(A,B,C,D,iu); G=tf(NUM,DEN) 2 、状态方程状态解和输出解 单位阶跃输入作用下的状态响应： G=ss(A,B,C,D);[y,t,x]=step(G);plot(t,x). 零输入响应 [y,t,x]=initial(G,x0)其中，x0 为状态初值。

作物栽培学教学大纲

《作物栽培学实验》教学大纲 【课程编号】17315132 【英文名Experiment of Crop Culture 【课程学时】32学时，分为上下两个学期，每学期各16学时。 【适用专业】农学 一、本实验课程的教学目的和要求 本实验课程的教学目是在《作物栽培学》理论课程教学的基础上，培养学生在作物栽培方面的基本操作技能，为学生从事作物栽培、作物育种等方面的科学研究、作物生产技术创新、推广及相关生产实践活动打下基础，同时加深学生对相关理论教学内容的理解。本课程属于农学专业的专业必修课程。 本课程要求学生能熟练地将理论教学中的相关知识与实际操作相结合，能理解所开设实验的目的、意义及关键环节，有良好的动手能力，能较好地掌握各个实验的操作技能；同时逐步培养学生的创新能力和从事相关科学研究的能力，并能分析和解决科研和生产活动中的实际问题。 二、本实验课程与其它课程的关系 本实验课程以《作物栽培学》理论教学为基础，同时与《植物学》、《植物生理学》和《土壤肥料学》等课程紧密联系，必须把本实验课程与以这些课程的知识有机结合。还应将本课程内容与《作物栽培学教学实习》等实践性课程的内容相互完善和补充。 三、实验课程理论教学内容安排 本实验课不安排理论教学内容。 四、实验内容安排

实验一、小麦、油菜田间种植密度测定 【目的要求】掌握作物田间种植密度测定的基本方法 【内容】实测小麦、油菜的种植规格，计算其种植密度。 【方法】选择不同种植方式的小麦、油菜田各2-3块，学生分小组分别测定不同田块的行距、穴距或单位行段内的植株数，根据株、穴距或单位行段内的植株数计算单位面积种植密度，并做出比较。 实验二、小麦田间种植设计及全程生育动态观测 【目的要求】掌握小麦种植的基本程序和田间调查的方法，熟悉小麦全生育期的生育进程变化。 【内容】小麦播种及田间管理；调查小麦全生育期苗情动态，计算单位面积的最高苗、有效穗及成穗率等；观察和记载小麦拔节、孕穗、抽穗、开花、乳熟、蜡熟和完熟等重要生育时期及病虫害等情况。 【方法】学生先在教师指导下，自选小麦品种、自行设计种植方案，在指定地块按方案种植一定面积的小麦，并负责进行田间管理，在小麦整个生育期内分不同生育时期观测8—10次小麦茎蘖数，并根据小麦生育进程观察和记载上述内容。 实验三、水稻田间种植设计及全程生育动态观测 【目的要求】掌握水稻种植的基本程序和田间调查的方法，熟悉水稻全生育期的生育进程变化。 【内容】水稻育秧、移栽及田间管理；调查水稻全生育期苗情动态，计算单位面积的最高苗、有效穗及成穗率等；观察和记载水稻拔节、孕穗、抽穗、开花、乳熟、蜡熟和完熟等重要生育时期及病虫害等情况。 【方法】学生先在教师指导下，自选水稻品种、自行设计种植方案，在指定地块按方案培育水稻秧苗和大田移栽，并负责进行田间管理，在水稻整个生育期内分不同生育时期观测8—10次水稻茎蘖数，并根据水稻生育进程观察和记载上述内容。 实验四、主要农作物种子形态、结构观察和识别 【目的要求】熟悉主要农作物种子形态、结构 【内容】观察和比较水稻、小麦、玉米和花生种子的形态、结构。 【方法】以不同类型的水稻、小麦、玉米和花生等作物种子为材料，进行相应的预处理后在实验室观察和比较，分别以图示和文字相结合描述各种作物种子的主要形态特征。 实验五、主要农作物幼苗形态观察 【目的要求】熟悉主要农作物种子幼苗形态特征。 【内容】观察水稻、小麦、玉米、花生、蚕豆、豌豆、大豆等农作物种子的幼苗形态特征。 【方法】在盆栽条件下播种上述农作物种子，在发芽后分2-3个不同时期观察幼苗形态，分别以图示和文字相结合描述各种作物幼苗的主要形态特征。 实验六、常见农田杂草的识别与防除 【目的要求】熟悉冬、春常见农田杂草的名称、所属科及特征特性 【内容】观察常见冬、春农田杂草的主要种类及其特征，现场识别和采集不同种类农田杂草。

现代控制理论1-8三习题库

信息工程学院现代控制理论课程习题清单

正确理解线性系统的数学描述，状态空间的基本概念，熟练掌握状态空间的表达式，线性变换，线性定常系统状态方程的求解方法。 重点容：状态空间表达式的建立，状态转移矩阵和状态方程的求解，线性变换的基本性质，传递函数矩阵的定义。要求熟练掌握通过传递函数、微分方程和结构图建立电路、机电系统的状态空间表达式，并画出状态变量图，以及能控、能观、对角和约当标准型。难点：状态变量选取的非唯一性，多输入多输出状态空间表达式的建立。 预习题 1.现代控制理论中的状态空间模型与经典控制理论中的传递函数有何区别？ 2.状态、状态空间的概念？ 3.状态方程规形式有何特点？ 4.状态变量和状态矢量的定义？ 5.怎样建立状态空间模型？ 6.怎样从状态空间表达式求传递函数？ 复习题 1.怎样写出SISO系统状态空间表达式对应的传递函数阵表达式 2.若已知系统的模拟结构图，如何建立其状态空间表达式？ 3.求下列矩阵的特征矢量 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - = 2 5 10 2 2 1- 1 A 4.（判断）状态变量的选取具有非惟一性。 5.（判断）系统状态变量的个数不是惟一的，可任意选取。 6.（判断）通过适当选择状态变量，可将线性定常微分方程描述其输入输 出关系的系统，表达为状态空间描述。 7.（判断）传递函数仅适用于线性定常系统；而状态空间表达式可以在定 常系统中应用，也可以在时变系统中应用. 8.如果矩阵A 有重特征值，并且独立特征向量的个数小于n ,则只能化为 模态阵。 9.动态系统的状态是一个可以确定该系统______（结构，行为）的信息集 合。这些信息对于确定系统______（过去，未来）的行为是充分且必要 的。 10.如果系统状态空间表达式中矩阵A, B, C, D中所有元素均为实常数时， 则称这样的系统为______（线性定常，线性时变）系统。如果这些元素 中有些是时间t 的函数，则称系统为______（线性定常，线性时变）系 统。 11.线性变换不改变系统的______特征值，状态变量）。 12.线性变换不改变系统的______（状态空间，传递函数矩阵）。 13.若矩阵A 的n 个特征值互异，则可通过线性变换将其化为______（对 角阵，雅可比阵）。 14.状态变量是确定系统状态的______（最小，最大）一组变量。 15.以所选择的一组状态变量为坐标轴而构成的正交______（线性，非线性） 空间，称之为______（传递函数，状态空间）。

现代控制理论实验报告

现代控制理论实验报告

实验一系统能控性与能观性分析 一、实验目的 1.理解系统的能控和可观性。 二、实验设备 1.THBCC-1型信号与系统·控制理论及计算机控制技术实验平台； 三、实验容 二阶系统能控性和能观性的分析 四、实验原理 系统的能控性是指输入信号u对各状态变量x的控制能力，如果对于系统任意的初始状态，可以找到一个容许的输入量，在有限的时间把系统所有的状态引向状态空间的坐标原点，则称系统是能控的。 对于图21-1所示的电路系统，设iL和uc分别为系统的两个状态变量，如果电桥中 则输入电压ur能控制iL和uc状态变量的变化，此时，状态是能控的。反之，当 时，电桥中的A点和B点的电位始终相等，因而uc不受输入ur的控制，ur只能改变iL的大小，故系统不能控。 系统的能观性是指由系统的输出量确定所有初始状态的能力，如果在有限的时间根据系统的输出能唯一地确定系统的初始状态，则称系统能观。为了说明图21-1所示电路的能观性，分别列出电桥不平衡和平衡时的状态空间表达式： 平衡时：

由式（2）可知，状态变量iL和uc没有耦合关系，外施信号u只能控制iL的变化，不会改变uc的大小，所以uc不能控。基于输出是uc，而uc与iL无关连，即输出uc中不含有iL的信息，因此对uc的检测不能确定iL。反之式（1）中iL与uc有耦合关系，即ur的改变将同时控制iL和uc的大小。由于iL与uc的耦合关系，因而输出uc的检测，能得到iL 的信息，即根据uc的观测能确定iL（ω） 五、实验步骤 1．用2号导线将该单元中的一端接到阶跃信号发生器中输出2上，另一端接到地上。将阶跃信号发生器选择负输出。 2．将短路帽接到2K处，调节RP2，将Uab和Ucd的数据填在下面的表格中。然后将阶跃信号发生器选择正输出使调节RP1，记录Uab和Ucd。此时为非能控系统，Uab和Ucd没有关系（Ucd始终为0）。 3．将短路帽分别接到1K、3K处，重复上面的实验。 六、实验结果 表20－1Uab与Ucd的关系 Uab Ucd

农学专业本科人才培养方案

农学专业本科人才培养方案 一、专业名称：农学（Agronomy）；专业代码：090101 二、培养目标：培养具备作物生产、作物遗传育种及种子科学等方面的基本理论、基本知识和基本技能，能在农业及其他相关的部门、企业或单位从事与农学有关的技术与设计、推广与开发、经营与管理、教学与科研等工作的应用型、复合型科学技术人才。 三、培养要求：本专业毕业生应具有良好的思想品德、社会公德和职业道德，具有宽厚的人文社会科学和自然科学的基本知识，掌握农业生物科学、农业生态科学、作物生长发育和遗传规律、作物育种、栽培、耕作、种子及农业推广等方面的基本理论和基本知识，受到作物生产和作物新品种选育等方面的基本训练，具有作物育种、作物栽培和耕作、种子生产与检验等方面的基本能力。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力： 1. 具备扎实的数学、物理、化学等基本理论知识； 2. 掌握生物学科和农学学科的基本理论、基本知识； 3. 掌握农业生产，特别是作物生产的技能和方法； 4. 具备农业可持续发展的意识和基本知识，了解农业生产和科学技术的前沿和发展趋势； 5. 熟悉农业生产，了解农村、农业、农民及有关方针政策； 6. 掌握科技文献检索、资料查询的基本方法，具有一定的科学研究和实际工作能力； 7. 掌握种子生产、种子检验、种子加工与贮藏和经营管理的技术、原理和方法； 8. 有较强的调查研究与决策、组织与管理、口头与文字表达能力，具有独立获取知识、信息处理和创新的基本能力； 9. 掌握农业推广的基本方法、手段，通过试验、示范、培训、指导以及咨询服务等，把农业技术普及应用于农业生产的产前、产中、产后全过程。 四、主干学科：作物学。 五、主要课程：植物学，植物生理学，生物化学，微生物学，气象学，遗传学，土壤肥料学，植物保护学，试验统计方法，作物栽培学，作物育种学，种子学，耕作学等。 六、主要实践教学环节：军事技能训练，思政实践，社会实践，农学实践，教学实习，生产实习，科学研究能力训练，毕业实习及毕业论文等。 七、学制与修业年限：标准学制4年，修业年限3-6年。 八、授予学位：农学学士。 九、毕业学分要求：最低修读171学分，其中课内教学不低于129学分，实践教学不低于42学分。 十、课程设置及教学进程表:

现代控制理论实验指导书1-第1章zyx

实验 一 利用MATLAB 进行线性系统的 模型转换及联结 实验目的： 1、学习系统状态空间模型的建立方法、了解状态空间模型与传递函数、零极点模型之间相互转换的方法； 2、通过编程、上机调试，掌握系统状态空间模型与传递函数相互转换的方法。 3、通过编程、上机调试，掌握系统模型的联结方法。 实验原理： 一、连续系统 （1）状态空间模型 x Ax Bu y C x D u =+=+ （1.1） 其中：n x R ∈是系统的状态向量，m u R ∈是控制输入，p y R ∈是测量输出，A 是n n ?维状态矩阵、B 是n m ?维输入矩阵、C 是p n ?维输出矩阵、D 是直接转移矩阵。在MA TLAB 中，用（A,B,C,D ）矩阵组表示。 系统传递函数和状态空间模型之间的关系如式（1.2）所示。 1 ()()G s C sI A B D -=-+ （1.2） （2）传递函数模型 11101 110 ()(),() m m m m n n n n b s b s b s b num s H s m n den s a s a s a s a ----++++= = ≤++++ 在MA TLAB 中，直接用分子/分母的系数表示 1010[,,,][,,,] m m n n num b b b den a a a --== （3）零极点增益模型 1212()()()()()()() m n s z s z s z H s k s p s p s p ---=--- 在MA TLAB 中，用[z, p, k]矢量组表示，即

1212[,,,];[,,,];[]; m n z z z z p p p p k k === 例1.1 求由以下状态空间模型所表示系统的传递函数， []11223312 301000012552551201 0x x x x u x x x y x x ???????? ????????=+????????????????----???????? ?? ??=?????? 编写并执行以下的m-文件： A=[0 1 0;0 0 1;-5 –25 –5]; B=[0;25;-120]; C=[1 0 0]; D=[0]; [num,den]=ss2tf(A,B,C,D) 得到： num= 0 -0.0000 25.0000 5.0000 den= 1.0000 5.0000 25.0000 5.0000 因此，所求系统的传递函数是 3 2 255()5255 s G s s s s += +++ 例1.2 考虑由以下状态空间模型描述的系统： 1112221122011125401100 1x x u x x u y u y u ??????????=+??????????--?????????? ??????=???????????? 求其传递函数矩阵。 解 这是一个2输入2输出系统。描述该系统的传递函数是一个22?维矩阵，它包括4个传递函数： 11122122()()()()()()()()Y s U s Y s U s Y s U s Y s U s ?? ? ???

R语言实验指导书(二)

R语言实验指导书（二） 2016年10月27日

实验三创建和使用R语言数据集 一、实验目的： 1.了解R语言中的数据结构。 2.熟练掌握他们的创建方法，和函数中一些参数的使用。 3.对创建的数据结构进行，排序、查找、删除等简单的操作。 二、实验内容： 1.向量的创建及因子的创建和查看 有一份来自澳大利亚所有州和行政区的20个税务会计师的信息样本 1 以及他们各自所在地的州名。州名为：tas, sa, qld, nsw, nsw, nt, wa, wa, qld, vic, nsw, vic, qld, qld, sa, tas, sa, nt, wa, vic。 1)将这些州名以字符串的形式保存在state当中。 2)创建一个为这个向量创建一个因子statef。 3)使用levels函数查看因子的水平。 2.矩阵与数组。

i.创建一个4*5的数组如图，创建一个索引矩阵如图，用这个索引矩 阵访问数组，观察结果。 3.将之前的state，数组，矩阵合在一起创建一个长度为3的列表。

4.创建一个数据框如图。 5.将这个数据框按照mpg列进行排序。 6.访问数据框中drat列值为3.90的数据。

三、实验要求 要求学生熟练掌握向量、矩阵、数据框、列表、因子的创建和使用。

实验四数据的导入导出 一、实验目的 1.熟练掌握从一些包中读取数据。 2.熟练掌握csv文件的导入。 3.创建一个数据框，并导出为csv格式。 二、实验内容 1.创建一个csv文件（内容自定），并用readtable函数导入该文件。 2.查看R语言自带的数据集airquality（纽约1973年5-9月每日空气质 量）。 3.列出airquality的前十列，并将这前十列保存到air中。 4.查看airquality中列的对象类型。 5.查看airquality数据集中各成分的名称 6.将air这个数据框导出为csv格式文件。（write.table (x, file ="", sep ="", https://www.wendangku.net/doc/9e13089385.html,s =TRUE, https://www.wendangku.net/doc/9e13089385.html,s =TRUE, quote =TRUE)） 三、实验要求 要求学生掌握从包中读取数据，导入csv文件的数据，并学会将文件导出。

耕作学实习报告

青岛农业大学 本科生实习报告 报告题目耕作学实习报告 学生学院农学与植物保护学院 专业班级农学1204 姓名学号闫董丰20124927

耕作学实习报告 一、实习目的：通过对莱阳某农村的种植制度以及养地制度调查访问，即对莱阳校区实习基地的调查了解，进一步学习种植制度以及养地制度的主要内容及相关技术。 二、实习时间：2015年10月27日 三、实习地点：莱阳市某农村莱阳校区实习基地 四、实习内容 此次实习首先回顾了课堂相关知识，进而在老师指导下对照的种植制度和养地制度进行了参观调查，由于实习时间为十月份，因此我们观察到有些土地是刚刚收获上一茬作物但还没有种植下茬作物的。 进而在老师指导下，对当地农民进行了采访，采访内容主要有： 1、自然条件 莱阳市地处位于胶东半岛腹地，东北与烟台市接壤，西南与青岛市毗邻，南临黄海，是北温带东亚季风区。大陆度为64.3%，属大陆季风型半湿润性气候。具有光照充足，四季分明，春季风多易旱，夏季炎热多雨，秋季昼暖夜凉，冬季寒冷干燥的特点。全市年平均降水量为800MM，年平均气温11.2°，全市平均无霜期173天。全市总面积1734平方公里，耕地面积120万亩。境内土壤划分为棕壤、褐土、潮土、砂姜黑土、盐土、风砂土6个土类，11个土壤亚类，18个土属，137个土种。 2、作物种植概况 莱阳农学院实验基地及附近农户土地地势为平坦，紧邻咸河，雨水充足，少量来自农户家庭生活用水，水质较好，不含对作物有害的污染物。基地灌溉条件设施良好，大部分是旱涝保收，只有少部分地势低洼的地方难排水而常年有积水。 从整体上来看，实验田主要以玉米，小麦等粮食作物为主，花生，大豆等经济作物为辅，饲料作物很少。 (1)光照、热量、水对资源等自然资源的利于状况较好，但仍有可改进

现代控制理论实验指导书1

实验一、线性系统的数学模型转换 一、 实验目的 1、学习系统状态空间模型的建立方法； 2、通过编程、上机调试，掌握系统状态空间模型之间转换的方法。 二、 实验主要仪器与设备 1、PC 计算机1台； 2、MATLAB6.X 或MATLAB7.X 软件1套。 三、 实验原理 1、假设系统是单输入单输出系统（简称SISO ），其输入、输出分别用u(t)、y(t)来表示，则线性系统的传递函数模型： 1110 111a s a s a s b s b s b s b )s (U )s (Y )s (G n n n m m m m ++++++++== ---- 在MATLAB 语言中，可以利用传递函数分子、分母多项式的系数向量进行描述，分子num 、分母den 多项式的系数向量分别为： num=[b m ,b m-1,…,b 0]，den=[1,a n-1,…,a 0] 这里分子、分母多项式系数按s 的降幂排列。 2、假设系统是单输入单输出系统（简称SISO ），其零极点模型为： ) p s ()p s )(p s () z s ()z s )(z s (K )s (G n m ------= 2121 其中z i (i=1,2,…,m)和p i (i=1,2,…,n)分别为系统的零点和极点，K 为系统 增益。[z]、[p]、[k]分别为系统的零极点和增益向量。 3、设系统的状态空间模型为： Du Cx y Bu Ax x +=+= 在MATLAB 中，系统状态空间用（A ，B ，C ，D ）矩阵组表示，MATLAB 提供了建立状态空间模型的函数ss()，其常见的调用格式为：sys=ss(A ，B ，C ，D ）。

实验指导书实验二_SolidWorks建模1

实验二SolidWorks草绘特征和放置特征操作(一) 一、实验目的 1.掌握基本零件建模的一般步骤和方法 2.掌握SolidWorks草绘特征：拉伸凸台、拉伸切除、旋转凸台、旋转切除、扫描、放样的操 作方法。 3.掌握放置(应用)特征：钻孔特征、倒角特征、圆角特征、抽壳特征、拔模斜度特征、筋的 操作方法 二、实验内容 完成下列下列零件造型 三、实验步骤 1. 连接件设计 完成如图1所示模型。 (1)单击【新建】按钮一1,新建一个零件文件。 (2)选取前视基准面，单击【草图绘制】按钮一I,进入草图绘制，绘制草图，如图2 所示。 图1连接件图2草图 ⑶ 单击【拉伸凸台/基体】按钮，出现【拉伸】属性管理器，在【方向】下拉列表 框内选择【两侧对称】选项，在【深度】文本框内输入" 54mm ”，单击【确定】 按钮，如图3所示。 (4)单击【基准面】按钮一1，出现【基准面】属性管理器，其中第一参考选择图形下底面， 然后单击【两面夹角】按钮日，在【角度】文本框内输入"120°，然后在第二参考中选择 图形的一条下边线。单击【确定】按钮￥，，建立新基准面，如

错误！未找到引用源。所示。 图4建立基准面 (5) 在设计树中右击基准面 1选择“反转法线” 卜，然后再单击基准 面 1单选择 【草图绘制】按钮 ，进入草图绘制，单击【正视于】按钮 ，绘制草图，如图 4所示。 边线 底面 图4草图

(6) 单击【拉伸凸台/基体】按钮 ，出现【拉伸】属性管理 器，在【终止条件】下拉 列表框内选择【给定深度】选项，在【深度】文本框内输入“ 12mm ”，单击【确 定】按钮1 如图5所示。 (7) 选取基体上表面，单击【草图绘制】 按钮_1,进入草图绘制，使用中心线工具 上表面的中心位置绘制直线，注意不要捕捉到表面边线，如图 6所示。 图6中心线 (8) 单击【等距实体】按钮丄，出现【等距实体】属性管理器，在【等距距离】文本框 内输入 “8mm ”，在图形区域选择中心线， 在属性管理器中选中 【添加尺寸】、【选 择链】、【双向】和【顶端加盖】复选框，选中【圆弧】单选按钮，单击【确定】 按钮 ，标注尺寸，完成草图，如图 7所示。 律黑 __________________ 严 玄［B 总 -召 厂［.砲 r 韦歼左眛編◎也 17比自口 R an (A ) 广 Efetfi- 图_7运用“等距实体”绘制草图 (8)单击【拉伸切除】按钮 □，出现【切除-拉伸】属性管理器，在【终止条件】下拉 列表框内选择【完全贯穿】选项，单击【确定】按钮 ，如图8所示。 图5 “拉伸”特征

现代控制理论实验报告河南工业大学

河南工业大学 现代控制理论实验报告姓名：朱建勇 班级：自动1306 学号：201323020601

现代控制理论 实验报告 专业: 自动化 班级: 自动1306 姓名: 朱建勇 学号: 201323020601 成绩评定: 一、实验题目： 线性系统状态空间表达式的建立以及线性变换 二、实验目的 1. 掌握线性定常系统的状态空间表达式。学会在MATLAB 中建立状态空间模型的方法。 2. 掌握传递函数与状态空间表达式之间相互转换的方法。学会用MATLAB 实现不同模型之 间的相互转换。 3. 熟悉系统的连接。学会用MATLAB 确定整个系统的状态空间表达式和传递函数。 4. 掌握状态空间表达式的相似变换。掌握将状态空间表达式转换为对角标准型、约当标准 型、能控标准型和能观测标准型的方法。学会用MATLAB 进行线性变换。 三、实验仪器 个人笔记本电脑 Matlab R2014a 软件 四、实验内容 1. 已知系统的传递函数 (a) ) 3()1(4)(2++=s s s s G

(b) 3486)(22++++=s s s s s G

(c) 6 1161)(232+++++=z z z z z z G （1）建立系统的TF 或ZPK 模型。 （2）将给定传递函数用函数ss( )转换为状态空间表达式。再将得到的状态空间表达式用函 数tf( )转换为传递函数，并与原传递函数进行比较。 （3）将给定传递函数用函数jordants( )转换为对角标准型或约当标准型。再将得到的对角 标准型或约当标准型用函数tf( )转换为传递函数，并与原传递函数进行比较。 （4）将给定传递函数用函数ctrlts( )转换为能控标准型和能观测标准型。再将得到的能控标 准型和能观测标准型用函数tf( )转换为传递函数，并与原传递函数进行比较。

《耕作学》课程教学大纲

《耕作学》课程教学大纲 课程名称：耕作学学分：2.5总学时：40 理论学时40实验学时0课程类别：专业课课程性质：必修课 适用层次：本科开课学期：8适用专业：农学 先修课程：植物学、植物生理学、农业微生物学、基础生物化学、农业气象学、土壤学、农业昆虫学、农业经营管理、植物营养与肥料、植物病理学、作物育种学、作物栽培学I、农业生态学 后续课程：种子生产学、试验数据的计算机处理、荒漠土壤培肥与改良、现代农业专题 一、课程性质、地位和任务 1、课程性质： 耕作学以作物栽培学、植物生理学、土壤学、农业生态学、农业经济学、农业气象学等学科为基础，研究并阐明耕作制度形成、发展、演进和改革的规律，探讨气候、作物、土壤之间以及它们和农业技术措施之间的辨证关系，而达到既充分利用当地的自然资源好社会资源，提高农作物的单产，又积极保护农业自然资源，改善环境，培养地力，为作

物稳产提供良好的土壤、气候、环境的一门生产性、综合性很强的学科。本课程是农学专业必修课。 2、课程的地位： 耕作学把农业生产当作一个系统，从农业发展的全局研究综合的农业技术体系，解决农业生产在时间、空间上的优化问题，是一门综合性农业应用科学，主要培养学生具有现代化农业的总体战略观点和组织指导生产的能力，提高学生综合分析问题和解决问题的能力，辩证地、全面地认识和分析农业生产问题。因此本课程在农学专业的学生培养方面具有重要的作用。 3、课程的任务： 耕作学在性质上属于自然科学，但它与社会经济及相关学科有着十分密切的关系，其内容包括作物结构与布局、复种、间混套作、轮连作以及与之相适应的提高土地生产力的对策，又属应用科学，有较强的技术性，同时也包含农业宏观决策管理等一些软科学内容。耕作学的任务就是在自然与社会条件下建立稳产、高产、优质、高效率和低成本的耕作制度。 二、教学目标及要求 耕作学是农学及其他相关农科专业的重要专业课，是一门生产性、综合性很强的应用科学。农学专业的学生在学习《耕作学》这一课程时应了解耕作学发展的阶段、耕作制度

土工实验指导书及实验报告

土工实验指导书及实验报告编写毕守一 安徽水利水电职业技术学院 二OO九年五月

目录 实验一试样制备 实验二含水率试验 实验三密度试验 实验四液限和塑限试验 实验五颗粒分析试验 实验六固结试验 实验七直接剪切试验 实验八击实试验 土工试验复习题

实验一试样制备 一、概述 试样的制备是获得正确的试验成果的前提，为保证试验成果的可靠性以及试验数据的可比性，应具备一个统一的试样制备方法和程序。 试样的制备可分为原状土的试样制备和扰动土的试样制备。对于原状土的试样制备主要包括土样的开启、描述、切取等程序；而扰动土的制备程序则主要包括风干、碾散、过筛、分样和贮存等预备程序以及击实等制备程序，这些程序步骤的正确与否，都会直接影响到试验成果的可靠性，因此，试样的制备是土工试验工作的首要质量要素。 二、仪器设备 试样制备所需的主要仪器设备，包括： （1）孔径0.5mm、2mm和5mm的细筛； （2）孔径0.075mm的洗筛； （3）称量10kg、最小分度值5g的台秤； （4）称量5000g、最小分度值1g和称量200g、最小分度值0.01g的天平；

（5）不锈钢环刀（内径61.8mm、高20mm；内径79.8mm、高20mm或内径61.8mm、高40mm）； （6）击样器：包括活塞、导筒和环刀； （7）其他：切土刀、钢丝锯、碎土工具、烘箱、保湿器、喷水设备、凡士林等。 三、试样制备 （一）原状土试样的制备步骤 1、将土样筒按标明的上下方向放置，剥去蜡封和胶带，开启土样筒取土样。 2、检查土样结构，若土样已扰动，则不应作为制备力学性质试验的试样。 3、根据试验要求确定环刀尺寸，并在环刀内壁涂一薄层凡士林，然后刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，同时用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削直至土样高出环刀，制样时不得扰动土样。 4、采用钢丝锯或切土刀平整环刀两端土样，然后擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。 5、切削试样时，应对土样的层次、气味、颜色、夹杂物、裂缝和均匀性进行描述。 6、从切削的余土中取代表性试样，供测定含水率以及颗粒分析、界限含水率等试验之用。

现代控制理论课程报告

现代控制理论课程总结 学习心得 从经典控制论发展到现代控制论,是人类对控制技术认识上的一次飞跃。现代控制论是用状态空间方法表示,概念抽象,不易掌握。对于《现代控制理论》这门课程，在刚拿到课本的时候，没上张老师的课之前，咋一看，会认为开课的内容会是上学期学的控制理论基础的累赘或者简单的重复，更甚至我还以为是线性代数的复现呢！根本没有和现代控制论联系到一起。但后面随着老师讲课的风格的深入浅出，循循善诱，发现和自己想象的恰恰相反，张老师以她特有的讲课风格，精心准备的ppt 课件，向我们展示了现代控制理论发展过程，以及该掌握内容的方方面面，个人觉得，我们不仅掌握了现代控制理论的理论知识，更重要的是学会了掌握这门知识的严谨的逻辑思维和科学的学习方法，对以后学习其他知识及在工作上的需要大有裨益，总之学习了这门课让我受益匪浅。 由于我们学习这门课的课时不是很多，并结合我们学生学习的需求及所要掌握的课程深入程度，张老师根据我们教学安排需要，我们这学期学习的内容主要有：1.绪论；2.控制系统的状态表达式；3.控制系统状态表达式的解；4.线性系统的能空性和能观性；5.线性定常系统的综合。而状态变量和状态空间表达式、状态转移矩阵、系统的能控性与能观性以及线性定常系统的综合是本门课程的主要学习内容。当然学习的内容还包括老师根据多年教学经验及对该学科的研究的一些深入见解。 在现代科学技术飞速发展中,伴随着学科的高度分化和高度综合,各学科之间相互交叉、相互渗透,出现了横向科学。作为跨接于自然科学和社会科学的具有横向科学特点的现代控制理论已成为我国理工科大学高年级的必修课。 经典控制理论的特点 经典控制理论以拉氏变换为数学工具，以单输入－单输出的线性定常系统为主要的研究对象。将描述系统的微分方程或差分方程变换到复数域中，得到系统的传递函数，并以此作为基础在频率域中对系统进行分析和设计，确定控制器的结构和参数。通常是采用反馈控制，构成所谓闭环控制系统。经典控制理论具有明显的局限性，突出的是难以有效地应用于时变系统、多变量系统，也难以揭示系统更为深刻的特性。当把这种理论推广到更为复杂的系统时，经典控制理论就显得无能为力了，这是因为它的以下几个特点所决定。 1．经典控制理论只限于研究线性定常系统，即使对最简单的非线性系统也是无法处理的；这就从本质上忽略了系统结构的内在特性，也不能处理输入和输出皆大于1的系统。实际上，大多数工程对象都是多输入－多输出系统，尽管人们做了很多尝试，但是，用经典控制理论设计这类系统都没有得到满意的结果；2．经典控制理论采用试探法设计系统。即根据经验选用合适的、简单的、工程上易于实现的控制器，然后对系统进行分析，直至找到满意的结果为止。虽然这种设计方法具有实用等很多完整，从而促使现代控制理论的发展：对经典理论的精确化、数学化及理论化。优点，但是，在推理上却是不能令人满意的，效果也

《面向对象程序设计》实验指导书(实验二)

实验二类与对象㈡——对象初始化、对象数据与指针 一、实验目的 1．理解构造函数、析构函数的意义及作用，掌握构造函数、析构函数的定义及调用时间，熟悉构造函数的种类； 2．理解this指针及使用方法，熟悉对象数组、对象指针、对象引用的定义及使用方法，熟悉对象作为函数参数的使用方法； 3．熟悉类与对象的应用及编程。 二、实验学时 课内实验：2课时课外练习：2课时 三本实验涉及的新知识 ㈠构造函数与析构函数 在C++中，提供了两个特殊的成员函数，即构造函数和析构函数。 构造函数用于对象的初始化，即在定义一个类对象时，计算机在给对象分配相应的存储单元的同时，为对象的数据成员赋初值。 析构执行的是与构造函数相反的操作，用于撤销对象的同时释放对象所占用的内存空间。 1．构造函数 ⑴构造函数的定义 格式： 类名（形参表） { 构造函数体} ⑵构造函数的调用 构造函数的调用是在定义对象时调用的。 格式：类名对象名（实参表）; 类名对象名=构造函数名（实参表）; ⑶说明 ①构造函数必须与类同名。 ②构造函数没有返回值，但不能在构造函数前加void类型符（其他没有返回值的成员函数必须加类型符void）。 ③在实际应用中，在定义类时通常应定义一至多个构造函数(重载)，以对各数据成员进行初始化；如果不给出构造函数，系统将自定义一个构造函数。 ④构造函数可以可以带参数，也可不带任何参数（称无参构选函数），还可以使用缺省参数。 ⑤不能象普通成员函数一样单独调用。 2．析构函数 ⑴析构函数的定义 格式： ~类名（void） { 析构函数体} ⑵析构函数的调用 析构函数是在撤销对象时自动调用的。 ⑶说明