第10章　MATLAB的控制系统数学建模

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1、MATLAB与控制系统仿真实践第10章基于MATLAB的控制系统数学建模MATLAB与控制系统仿真实践，北京航空航天大学出版社，2009.8.在线交流，有问必答本章主要内容原理要点10.1控制系统的传递函数模型10.1.1系统传递函数模型简述10.1.2传递函数的MATLAB相关函数10.1.3建立传递函数模型实例10.2控制系统的零极点函数模型10.2.1零极点函数模型简述10.2.2零极点函数的MATLAB相关函数赵广元.MATLAB与控制系统仿真实践，北京航空航天大学出版社，2009.8.在线交流，有问必答10.2.3建立零极点函数模型实例10.3控制系统

2、的状态空间函数模型10.3.1状态空间函数模型简述10.3.2状态空间函数的MATLAB相关函数10.3.3建立状态空间函数模型实例10.4系统模型之间的转换10.4.1系统模型转换的MATLAB相关函数10.4.2系统模型之间转换实例赵广元.MATLAB与控制系统仿真实践，北京航空航天大学出版社，2009.8.在线交流，有问必答10.5方框图模型的连接化简10.5.1方框图模型的连接化简简述10.5.2系统模型连接化简的MATLAB相关函数10.5.3系统模型连接化简实例10.6Simulink图形化系统建模实例赵广元.MATLAB与控制系统仿真实践，北京航空

3、航天大学出版社，2009.8.在线交流，有问必答原理要点——控制系统的数学模型是系统分析和设计的基础控制系统的数学模型在控制系统的研究中有着相当重要的地位，要对系统进行仿真处理，首先应当知道系统的数学模型，然后才可以对系统进行模拟。同样，如果知道了系统的模型，才可以在此基础上设计一个合适的控制器，使得系统响应达到预期的效果，从而符合工程实际的需要。所以说，控制系统的数学模型是系统分析和设计的基础。赵广元.MATLAB与控制系统仿真实践，北京航空航天大学出版社，2009.8.在线交流，有问必答原理要点——获得系统模型的2种方法一种是从已知的物理规律出发，用数学推

4、导的方法建立起数学模型；一种是由实验数据拟合系统的数学模型。实际应用中，两种方法各有其优势和应用场合。有了系统的数学模型，为了有效地在MATLAB下对其进行分析和设计，需要掌握用MATLAB描述数学模型的方法。在线性系统理论中，一般常用的数学模型形式有：传递函数模型（系统的外部模型）、状态赵广元.MATLAB与控制系统仿真实践，北京航空航天大学出版社，2009.8.在线交流，有问必答方程模型（系统的内部模型）、零极点增益模型和部分分式模型等。这些模型之间都有着内在的联系，可以相互进行转换。赵广元.MATLAB与控制系统仿真实践，北京航空航天大学出版社，2009.

5、8.在线交流，有问必答原理要点——系统传递函数零初始条件下，系统输出量的Laplace变换与输入量的Laplace变换。这一概念只适用于描述线性定常系统；是描述系统动态特性的一种数学表达式，只反映系统的动态特性，而不反映系统物理性能上的差异。赵广元.MATLAB与控制系统仿真实践，北京航空航天大学出版社，2009.8.在线交流，有问必答原理要点——系统分类按系统性能分：线性系统和非线性系统；连续系统和离散系统；定常系统和时变系统；确定系统和不确定系统。（1）线性连续系统：用线性微分方程式(differentialequations)来描述，如果微分方程的系数为常

6、数，则为定常系统；如果系数随时间而变化，则为时变系统。今赵广元.MATLAB与控制系统仿真实践，北京航空航天大学出版社，2009.8.在线交流，有问必答后我们所讨论的系统主要以线性定常连续系统为主。（2）线性定常离散系统：离散系统指系统的某处或多处的信号为脉冲序列或数码形式。这类系统用差分方程(differenceequations)来描述。（3）非线性系统：系统中有一个元部件的输入输出特性为非线性的系统。赵广元.MATLAB与控制系统仿真实践，北京航空航天大学出版社，2009.8.在线交流，有问必答原理要点——模型之间的转换实际工程里，要解决自动控制问题所需用

7、的数学模型与该问题所给定的已知数学模型往往不一致；或者要解决问题最简单而又最方便的方法所用到的数学模型与该问题所给定的已知数学模型不同，此时，就要对自控系统的数学模型进行转换。赵广元.MATLAB与控制系统仿真实践，北京航空航天大学出版社，2009.8.在线交流，有问必答结束赵广元.MATLAB与控制系统仿真实践，北京航空航天大学出版社，2009.8.在线交流，有问必答10.1控制系统的传递函数模型MATLAB与控制系统仿真实践，北京航空航天大学出版社，2009.8.在线交流，有问必答本节主要内容10.1.1系统传递函数模型简述10.1.2传递函数的MATLAB

8、相关函数10.1.3建立