线性系统模型转换,matlab实现

《线性系统模型转换,matlab实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、1.创建下述被控对象的指定传递函数：（1）创建为TF（传递函数）形式，并用Matlab绘制零-极点图；（2）创建为zpk（零极点增益）形式，从模型中提取零点，极点和增益，并说明它们与（1）中的TF形式有相同结果；（3）用Matlab绘制系统的脉冲响应。解:(1)G(s)为Tf的函数形式：Matlab代码：clc;clear;den=[110304024];num=[0043632];F1=tf(num,den)运行结果：Transferfunction:4s^2+36s+32------------------

2、---------------s^4+10s^3+30s^2+40s+24零极点图：F2=zpk(F1);%转换为零极点模型z=F2.z;%将F2的零点存入z;p=F2.p;%将F2的极点存入p;k=F2.k;%将F2的增益存入k;pzmap(F2)gridon(1)zpk（零极点）形式传递函数为：函数的零点:函数的极点：增益：k=4Matlab程序如下：clc;clear;num=[4,36,32];den=[1,10,30,40,24];[z,p,k]=tf2zp(num,den);运行结果:执行下面这条指

3、令可以将zpk模型转换为tf模型：sys=zpk(z,p,k)运行结果：Zero/pole/gain:4(s+8)(s+1)--------------------------(s+6)(s+2)(s^2+2s+2)上式和tf模型传递函数相同。(1)源程序;clc；num=[4,36,32];den=[1,10,30,40,24];sys=tf(num,den);impulse(sys);title('系统脉冲响应图')2.设被控系统为：其中，，,（1）用Matlab创建被控对象的一个ss（状态空间）模型；（2

4、）用Matlab将(1)的ss模型转化为TF形式；（3）用Matlab将ss形式转化成zpk形式，再转换回ss形式。解：(1)clc;clear;A=[010;-4-11;00-20];B=[0;0;20];C=[100];D=0;sys=ss(A,B,C,D)运行结果：(2)matalb代码：[num,den]=ss2tf(A,B,C,D)运行结果：(3)matlab代码：源程序：clc;A=[010;-4-11;00-20];B=[0;0;20];C=[100];D=0;sys1=ss(A,B,C,D);s

5、ys2=zpk(sys1)sys3=ss(sys2)运行结果:3.如下图所示的电路：（1）用Matlab建立系统的状态空间模型；（2）用Matlab画出系统的状态图；（3）用Matlab-Simulink仿真分析系统的动态特性。解：（1）Matlab建立系统的状态空间模型：R1=1;R2=1;L1=1;L2=0.5;C=1;状态空间模型：系统状态图：仿真结果：图1图2图3此次仿真采用阶跃响应作为输入信号，当参数R1、R2、L1、L2和C取得不同值时，利用状态变量i1、i2和uc，最终的仿真结果大不相同。图1为发

6、散、呈指数递增状态；图2为收敛状态；图3自震荡状态。控制工程中均采用第二种状态。系统稳定情况下，各元件对系统的影响分析：1.系统输入采用阶跃信号，初始值设定为0，最终值收敛于2。C=1C=2C=5结果1分析：R1、R2、L1和L2为定值时，改变电容C，得到的系统仿真图如上。分析得知，当电容C逐渐增大时，系统的超调量减小，调节时间变短，上升时间增大。2.系统输入采用阶跃信号，初始值设定为0，最终值收敛于2。L2=1L2=8结果2分析：R1、R2、L1和C为定值时，改变电感L2，得到的系统仿真图如上。L2的变化对系

7、统稳定性影响不是很大，只有电感L2大幅度改变时，可发现系统的调节时间减小，上升时间减小，超调量降低。3.系统输入采用阶跃信号，初始值设定为0，最终值收敛于2。L1=1L1=2结果3分析：R1、R2、L2和C为定值时，改变电感L1，得到的系统仿真图如上。L1增大使得系统变得不稳定。