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《MATLAB教程及实训 第2版 教学课件 作者 曹弋 8.ppt》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、第8章线性控制系统的分析8.1控制系统的数学模型8.2时域分析的MATLAB实现8.3频域分析的MATLAB实现8.4根轨迹分析的MATLAB实现8.5稳定性分析的MATLAB实现8.6稳态误差分析的MATLAB实现8.7状态分析的MATLAB实现8.8线性定常系统分析与设计的图形工具8.9综合实例介绍8.1控制系统的数学模型8.1.1创建系统的模型并相互转换1.传递函数模型sys=tf(num,den,Ts)%由分子分母得出传递函数sys=tf(num,den,Ts,‘Property1’,v1,‘
2、Porperty2’,v2,…)%创建传递函数并设置属性例8-1创建连续二阶系统，已知传递函数模型为>>num1=5;>>den1=[122];>>sys1=tf(num1,den1)%创建传递函数>>sys1t=tf(num1,den1,'inputdelay',2)%创建带延迟环节的传递函数>>num2=[0.50];>>den2=[1-1.50.5];>>sys2=tf(num2,den2,-1)%创建脉冲传递函数2.零极点增益模型G=zpk(z,p,k,Ts)%由零点、极点和增益创建模型G=z
3、pk(z,p,k,'Property1',v1,'Porperty2',v2,…)%创建模型并设置属性例：创建>>z=-0.5;>>p=[-0.1+j-0.1-j];>>k=2;>>G=zpk(z,p,k)%创建zpk模型3.状态方程模型G=ss(a,b,c,d,Ts)%由a、b、c、d参数创建模型G=ss(a,b,c,d,Ts,'Property1',v1,'Porperty2',v2,…)%创建模型并设置属性4.模型的转换5.连续系统与离散系统模型的转换MATLAB控制工具箱提供了c2d、d2c和
4、d2d函数实现连续系统和离散系统的相互转换。例8-3创建连续系统的零极点增益模型，并转换为传递函数和状态空间模型，零极点增益模型为>>z=-0.5;>>p=[-0.1+j-0.1-j];>>k=2;>>G=zpk(z,p,k)%创建zpk模型>>[num,den]=zp2tf(z,p,k);>>G11=tf(num,den)%转换为传递函数模型8.1.2系统的模型参数2.获取模型的参数（1）获取模型参数的函数tfdata、zpkdata和ssdata、dssdata函数分别用来获取传递函数模型、零极点
5、增益模型和状态方程模型的参数，这些函数名都是在创建模型的函数名后面加“data”。（2）获取模型尺寸的函数n=ndims(sys)%获取模型的维数d=size(sys,n)%获取模型的参数d=size(sys,'order')%获取模型的阶数3.使用get和set函数（1）set函数set(sys,'property1',value1,'property2',value2,…)%设置系统属性（2）get函数value=get(sys,'property')%获取当前系统的属性8.1.3系统模型的连接和
6、简化1.串联环节G=series(G1,G2,outputs1,inputs1)也可以直接使用G=G1*G22.并联环节G=parallel(G1,G2,in1,in2,out1,out2)也可以直接使用：G=G1+G2u(t)G1(s)G2(s)y(t)y(t)u(t)G1(s)G2(s)3.反馈环节G=feedback(G1,G2,feedin,feedout,sign)%计算反馈模型说明：G1和G2模型必须都是连续系统或采样周期相同的离散系统；sign表示反馈符号，当sign省略或=-1时为负反
7、馈；feedin和feedout分别是G2的输入端口和G1的输出端口，可省略，当省略时G1与G2端口正好对应连接。±y(t)u(t)G1(s)G2(s)4.复杂模型的连接（1）对框图中的每个环节进行编号并建立它们的对象模型，环节是指一条单独的通路；（2）建立无连接的状态空间模型，使用append函数实现，append的命令格式如下：G=append(G1,G2,G3,…)（3）写出系统的联接矩阵QQ是联接矩阵，第一列是各环节的编号，其后各列是与该环节连接的输入通路编号，如果是负连接则加负号；（4）列出
8、系统总的输入和输出端的编号，使用inputs列出输入端编号，outputs列出输出端的编号；（5）使用connect函数生成组合后系统的状态空间模型，connect函数的命令格式为：Sys=connect(G,Q,inputs,outputs)例8-7根据图8-6所示的模型结构框图计算模型的总传递函数，其中R1=1，R2=2，C1=3，C2=4。练习（1）有8条通路即8个环节，写出每个环节的传递函数模型；>>r1=1;r2=2;c1=3;c2=4;>>G
