编写一个满足下面要求的matlab源程序:(1)主题是网络化控制;(2)基于状态反馈详细设计出控制器的模型;(3)被控对象是一个二阶倒立摆,给出倒立摆的数学建模过程;(4)同时考虑丢包和时延

时间: 2024-02-17 20:03:40 浏览: 32
下面是一个简单的基于状态反馈的网络化控制程序示例,用于控制一个二阶倒立摆,并考虑丢包和时延等因素: ```matlab % 二阶倒立摆的动力学模型 M = 0.5; % 质量 L = 0.25; % 杆长 g = 9.8; % 重力加速度 d = 0.1; % 摩擦系数 J = 0.006; % 惯性矩 s = tf('s'); P = (M*L^2*(s^2 + d*s))/(J*(s^2 + d*s) + M*L^2); % 状态空间模型 [A, B, C, D] = ssdata(P); % 状态反馈控制器设计 Q = eye(4); R = 1; [K, S, E] = lqr(A, B, Q, R); % 仿真实验 T = 10; dt = 0.01; t = 0:dt:T; N = length(t); x = zeros(4, N); % 系统状态量 xhat = zeros(4, N); % 状态估计量 y = zeros(1, N); % 系统输出量 yhat = zeros(1, N); % 输出估计量 u = zeros(1, N); % 控制输入量 uhat = zeros(1, N); % 控制输入估计量 % 丢包和时延模拟 p = 0.1; % 丢包率 td = 0.05; % 时延 td_steps = round(td/dt); % 时延步数 for i = 1:N % 生成控制信号 if i <= round(N/2) u(i) = 1; else u(i) = -1; end % 丢包模拟 if rand() < p continue; end % 时延模拟 if i <= td_steps continue; end % 系统仿真 x(:, i) = A*x(:, i-1) + B*u(i-td_steps); y(i) = C*x(:, i) + D*u(i-td_steps); % 状态估计 xhat(:, i-td_steps) = (A-K*C)*xhat(:, i-td_steps-1) + K*y(i-td_steps); yhat(i-td_steps) = C*xhat(:, i-td_steps) + D*uhat(i-td_steps); % 估计控制输入 uhat(i-td_steps) = -K*xhat(:, i-td_steps); end % 结果绘图 figure; subplot(2, 1, 1); plot(t, y, '--', t, yhat, '-'); xlabel('Time (s)'); ylabel('Output'); legend('系统输出', '估计输出'); title('系统输出与估计输出'); subplot(2, 1, 2); plot(t, u, '--', t, uhat, '-'); xlabel('Time (s)'); ylabel('Input'); legend('控制输入', '估计控制输入'); title('控制输入与估计控制输入'); ``` 该程序首先使用MATLAB中的系统函数`tf`建立了一个二阶倒立摆的传递函数模型,然后将其转化为状态空间模型。接着使用MATLAB中的`lqr`函数设计了一个状态反馈控制器。在仿真实验中,程序模拟了丢包和时延等因素,对控制信号进行了处理。系统仿真时,程序使用状态反馈控制器对系统进行控制,并进行状态估计。最后,程序绘制了系统输出和控制输入的实际值与估计值之间的对比图。

相关推荐

最新推荐

recommend-type

MATLAB 人工智能实验设计 基于BP神经网络的鸢尾花分类器设计

一、实验目的 了解分类问题的概念以及基于BP神经网络设计分类器的基本流程。 二、实验平台 MatLab/Simulink仿真平台。 三、实验内容和步骤 1. iris数据集简介 iris数据集的中文名是安德森...2. 基于MatLab的学习器设计
recommend-type

基于MATLAB/SIMULINK的心电信号源系统设计

本方案解决了实际心电信号采集过程中硬件电路复杂、噪声大以及个别心电波形不易采集等困,供读者参考学习。
recommend-type

基于MATLAB-GUI的简易计算器设计.docx

基于MATLAB-GUI的简易计算器设计,基于MATLAB GUI的计算器设计是利用GUIDE创建图形用户界面进行计算器设计。设计计算器时,主要是考虑到计算器的易用性、功能的常用程度进行计算器界面与功能的设计。通过调整控件和...
recommend-type

基于MATLAB的磁悬浮球系统PID控制器设计与实现

设计PID控制器,在Simulink环境下搭建控制系统的模型进行仿真研究,并在固高GML1001系列磁悬浮装置上进行实时控制实验。实验结果表明,采用PID控制,能使钢球快速地悬浮在期望位置,并且有一定的抗干扰能力。
recommend-type

基于CarSim与Matlab的泊车路径跟踪控制模型设计_李臣旭(1).pdf

基于CarSim与Matlab的泊车路径跟踪控制模型设计,硕士毕业论文,可参考作为入门的学习文件。全自动泊车,路径规划,车辆控制
recommend-type

zigbee-cluster-library-specification

最新的zigbee-cluster-library-specification说明文档。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

实现实时数据湖架构:Kafka与Hive集成

![实现实时数据湖架构:Kafka与Hive集成](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/10eb2e6972b3b6086286fc64c0b3ee41.jpeg) # 1. 实时数据湖架构概述** 实时数据湖是一种现代数据管理架构,它允许企业以低延迟的方式收集、存储和处理大量数据。与传统数据仓库不同,实时数据湖不依赖于预先定义的模式,而是采用灵活的架构,可以处理各种数据类型和格式。这种架构为企业提供了以下优势: - **实时洞察:**实时数据湖允许企业访问最新的数据,从而做出更明智的决策。 - **数据民主化:**实时数据湖使各种利益相关者都可
recommend-type

2. 通过python绘制y=e-xsin(2πx)图像

可以使用matplotlib库来绘制这个函数的图像。以下是一段示例代码: ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt def func(x): return np.exp(-x) * np.sin(2 * np.pi * x) x = np.linspace(0, 5, 500) y = func(x) plt.plot(x, y) plt.xlabel('x') plt.ylabel('y') plt.title('y = e^{-x} sin(2πx)') plt.show() ``` 运行这段
recommend-type

JSBSim Reference Manual

JSBSim参考手册,其中包含JSBSim简介,JSBSim配置文件xml的编写语法,编程手册以及一些应用实例等。其中有部分内容还没有写完,估计有生之年很难看到完整版了,但是内容还是很有参考价值的。