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《应用MALTLAB之中的Control-System-Toolbox分析控制系统.doc》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、应用MATLAB分析设计控制系统仪器仪表学院刘文文2012/4/18一、概要lMatlab是一种功能强大，使用方便的计算工具软件，几乎含概所有的计算领域。比如：统计（误差理论与数据处理）、有限元（力学与结构）、数字信号处理、数字图象处理、优化技术、控制系统分析设计以及MotorolaDSP开发包等等。它的变量全部定义为矩阵，定义的数域为复域，实数是复数的特例。ControlSystemToolbox含盖控制系统分析设计的全部领域。涉及P=roots(c)——多项式的根，用于求闭环零极点（判断系统稳定性）和分离点。例如：求主特征式的根。C=poly(p)……由根求多
2、项式，求系统的传递函数。Y=polyval(C,x)……由根求多项式的值。W=conv(u,v)……两个多项式的乘积，可以用它来求系统的各种传递函数。[p,q]=deconv(u,v)……两个多项式除，可以用它来作综合除法。G=tf(u,v)……创建传递函数。[u,v]=series(sys1_u,sys1_v,sys2_u,sys2_v)……串联系统传递函数。例如：与串联。[u,v]=parallel(sys1_u,sys1_v,sys2_u,sys2_v)……并联系统传递函数。[u,v]=feedback(num_g,den_g,num_h,den_h)……单
3、位反馈系统传递函数。G=zpk(Z,P,K)……零极点形式系统传递函数，零极点不对消。[u,v]=zp2tf(Z,P,K)，G=tf(u,v)……多项式形式系统传递函数G=minreal(sys)……零极点对消后的系统传递函数。5·例1求系统传递函数、、和解：在命令窗口：R(s)D(s)C(s)E(s)a1=20;b1=[1,6,0]a2=[1,2]b2=[1,2,5]a3=1b3=[1,3]前向传递函数：[ug,vg]=series(a1,b1,a2,b2)；Printsys(ug,vg)或tf(ug,vg)开环传递函数：[u,v]=series(ug,vg,a
4、3,b3)；Printsys(u,v)或tf(u,v)传递函数：[ut,vt]=feedback(ug,vg,a3,b3)；Printsys(ut,vt)或tf(ut,vt)传递函数：[uh,vh]=series(a1,b1,a3,b3)；[ud,vd]=feedback(a2,b2,uh,vh)；Printsys(ud,vd)传递函数：[uer,ver]=feedback(1,1,u,v)；Printsys(uer,ver)传递函数：[ug,vg]=series(a2,b3,a2,b3)；[ued,ved]=feedback(-ug,vg,-a1,b1)；Pri
5、ntsys(ued,ved)二、*.m文件与*.fig二维图*.m文件就是一个小程序，它是以函数形式定义的，外部调用时采用：[f]=myStep(c,w)，其中c—阻尼率，w—频率，是输入变量，f是输出变量。打开文件myStep.m，文件必须以function开头，定义了函数myStep(c,w)，5文件名必须与函数名保持一致，其功能就是绘制一个二阶系统单位阶跃相应曲线。·设二阶系统单位阶跃响应：，系统主特征式；·如果：；；·如果：；通常，在*.m文件中绘制曲线，在图形编辑窗口上自动绘图，经过图形编辑修饰后，可以保存为*.fig图形文件，也可导出（Export）或
6、保存为*.bmp或*.jpg图形文件，再利用图片浏览器打开。三、时域响应曲线通常用step函数和impulse函数绘制系统的单位阶跃响应和单位脉冲响应曲线，有step(u,v)……u,v为闭环传递函数的分子和分母；[y,t]=step(u,v,t)……输出响应向量和时间向量,t=[a:c:b]；impulse(u,v)……u,v为闭环传递函数的分子和分母；[y,t]=impulse(u,v,t)……输出响应向量和时间向量；例2控制系统如例1,求系统的单位脉冲响应、单位脉冲响应、单位斜坡响应和单位加速响应。单位斜坡响应step(u,[v,0])……[v0]是传递函数
7、的分母与s相乘构成的传递函数分母；单位加速响应step(u,[v,00])……[v00]是传递函数的分母与s2相乘构成传递函数分母；5例如：，求上升时间，调节时间，超调量。u=[1515]，v=[1411.2514.5]，G=tf(u,v),ltiview({'step';'nyquist'},G)三、根轨迹图[p,z]=pzmap(num,den)计算系统的零极点，使用pzmap(u,v)绘制系统开环或闭环的零极点图。[z,p,k]=tf2zp(num,den)……将传递函数模型转换成零极点模型[num,den]=zp2tf(z,p,k)……将零极点模型转换成传
8、递函数模型
