最新2019年第4章--控制系统的设计与仿真--MATLAB控制系统设计与仿真-教学课件PPT课件.ppt

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1、2019年第4章--控制系统的设计与仿真--MATLAB控制系统设计与仿真-教学课件4.1系统建模与仿真框图的创建4.1.1问题描述众所周知,现实世界中存在着各种不同的控制系统。对于线性时不变（LTI）系统,一般可以分为连续和离散系统。MATLAB中为用户提供了丰富的针对各种系统的建模手段。图4.1显示了MATLAB中各种线性时不变（LTI）系统之间的转换关系。图4.1连续与离散系统的关系示意图%创建系统的状态空间模型disp(′StateSpaceModels′)km=k/m;A1=［01;-km-c(1)/m］,A2=［01;-km-c(2)/m］A3=［01;-km-c(3)/

2、m］,A4=［01;-km-c(4)/m］B=［01/m］′,C=［10］,D=［0］sys1s=ss(A1,B,C,D);sys2s=ss(A2,B,C,D);sys3s=ss(A3,B,C,D);sys4s=ss(A4,B,C,D);%仿真系统的脉冲和阶跃响应（时域）t=0:.2:15;y1=impulse(sys1s,t);y2=impulse(sys2s,t);y3=impulse(sys3s,t);y4=impulse(sys4s,t);figure(1)subplot(221),plot(t,y1,′r′),title(′CriticalDamping―Impuls

3、e′),gridxlabel(′Time′),ylabel(′SystemResponse′)subplot(222),plot(t,y2,′r′),title(′OverDamping―Impulse′),gridxlabel(′Time′),ylabel(′SystemResponse′)subplot(223),plot(t,y3,′r′),title(′UnderDamping―Impulse′),gridxlabel(′Time′),ylabel(′SystemResponse′)subplot(224),plot(t,y4,′r′),title(′NoDamping―Im

4、pulse′),gridxlabel(′Time′),ylabel(′SystemResponse′)%y1=step(sys1s,t);y2=step(sys2s,t);y3=step(sys3s,t);y4=step(sys4s,t);figure(2)subplot(221),plot(t,y1,′r′),title(′CriticalDamping―Step′),gridxlabel(′Time′),ylabel(′SystemResponse′)subplot(222),plot(t,y2,′r′),title(′OverDamping―Step′),gridxlabe

5、l(′Time′),ylabel(′SystemResponse′)subplot(223),plot(t,y3,′r′),title(′UnderDamping―Step′),gridxlabel(′Time′),ylabel(′SystemResponse′)subplot(224),plot(t,y4,′r′),title(′NoDamping―Step′),gridxlabel(′Time′),ylabel(′SystemResponse′)disp(′hitanykeytocontinue′),pause%在Matlab中进行模型转化。对于m=k=1,系统简化的传递函数为

6、%G(s)=1/［s^2+cs+1］=z(s)/p(s)disp(′TransferFunctionForm′)sys1t=tf(sys1s),sys2t=tf(sys2s)sys3t=tf(sys3s),sys4t=tf(sys4s)disp(′hitanykeytocontinue′),pause%将传递函数形式转化成零极点形式disp(′Zero―Pole―GainForm′)sys1z=zpk(sys1t),sys2z=zpk(sys2t)sys3z=zpk(sys3t),sys4z=zpk(sys4t)disp(′hitanykeytocontinue′),pau

7、se%演示留数定理的使用disp(′ResidueForm′)［n1,d1］=tfdata(sys1t);［n2,d2］=tfdata(sys2t);［n3,d3］=tfdata(sys3t);［n4,d4］=tfdata(sys4t);%注意tfdata命令定义元胞数组%将元胞数组转化成向量形式n1=n1{1},d1=d1{1},n2=n2{1},d2=d2{1},n3=n3{1}