《MATLAB自控原理》PPT课件.ppt

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1、控制基础实验课综合实验自控原理部分时域分析法一、时域特性的计算机辅助分析线性系统的MATLAB表示控制系统的传递函数模型为：在MATLAB中，分子/分母多项式通过其系数行向量表示，即：num=[b0b1…bm]den=[a0a1…an]此时，系统的传递函数模型用tf函数生成，句法为：sys=tf(num,den)其中，sys为系统传递函数。如：num=[1502];den=[23158];则：sys=tf(num,den)输出为：Transferfunction:s^3+5s^2+2------

2、-----------------------2s^3+3s^2+15s+8若控制系统的模型形式为零极点增益形式：则在MATLAB中，用[z,p,k]向量组表示，即：此时，系统的传递函数模型用zpk函数生成，句法为：sys=zpk(z,p,k)。zpk函数也可用于将传递函数模型转换为零极点增益形式，句法为：zpksys=zpk(sys)如：z=[-0.5-1-3];p=[1-2-1.5-5];k=10;sys=zpk(z,p,k)实际系统往往由多个环节通过串联、并联及反馈方式互连构成。MATLA

3、B提供的三个用于计算串联、并联及反馈连接形成的新系统模型的函数。Zero/pole/gain:10(s+0.5)(s+1)(s+3)-------------------------------(s-1)(s+1.5)(s+2)(s+5)series函数计算两子系统串联后的新系统模型。句法：sys=series(sys1,sys2)sys1,sys2分别为两子系统模型。该语句等效于语句：sys=sys1sys2parallel函数计算两子系统并联后的新系统模型。句法：sys=parallel(

4、sys1,sys2)该语句等效于语句：sys=sys1＋sys2feedback函数计算两子系统反馈互联后的新系统模型。句法：sys=feedback(sys1,sys2)sys=feedback(sys1,sys2,sign)sys1,sys2分别为前向通道及反馈通道的子系统模型。sign为反馈方式，默认为负反馈，正反馈时，sign＝1但须注意，由于MATLAB内部的实现机制导致上式获得的模型并非最简形式（即存在相同的零点和极点），要获得最简模型必须进一步通过函数minreal进行化简。求反馈

5、连接的传递函数也可用下列语句代替：f_sys=sys1/(1+sys1sys2)minreal函数的基本句法为：simple_sys=mineral(sys)例如：已知求其相互串联、并联及反馈连接后的传递函数。sysg=tf([54],[1156]);%G(s)sysh=tf([13],[125]);%H(s)s_sys=series(sysg,sysh)p_sys=parallel(sysg,sysh)f_sys=feedback(sysg,sysh)MATLABProgram:model.

6、m>>Seriesinterconnection:Transferfunction:5s^2+19s+12---------------------------------------------s^4+17s^3+41s^2+87s+30Parallelinterconnection:Transferfunction:6s^3+32s^2+84s+38---------------------------------------------s^4+17s^3+41s^2+87s+30Feedb

7、ackinterconnection:Transferfunction:5s^3+14s^2+33s+20-----------------------------------------------s^4+17s^3+46s^2+106s+42MATLABProgramOut:model.m求解连续系统时域响应的MATLAB函数impulse函数计算/绘制连续系统的单位脉冲响应。句法：impulse(sys,t)impulse(num,den,t)[y,x,t]=impulse(sys,t)[

8、y,x,t]=impulse(num,den,t)impulse(sys)impulse(num,den)[y,x,t]=impulse(sys)[y,x,t]=impulse(num,den)0～t时间内的脉冲响应step函数计算/绘制连续系统的单位阶跃响应。句法：step(sys,t)step(num,den,t)[y,x,t]=step(sys,t)[y,x,t]=step(num,den,t)step(sys)step(num,den)[y,x,t]=step(sys)[y,x,t]=s