控制系統(tǒng)工具箱ppt課件

1、控制系統(tǒng)工具箱傳遞函數(shù)l單輸入/單輸出線性定常系統(tǒng)l系統(tǒng)微分方程l系統(tǒng)傳遞函數(shù)l系統(tǒng)ZPK形式uuyyy3456 5634)(2ssssG)5)(1()75. 0(4)(ssssG傳遞函數(shù)lMATLAB中創(chuàng)建傳遞函數(shù)TF對(duì)象l創(chuàng)建兩個(gè)行向量，按降階順序分別包含分子和分母多項(xiàng)式中s各次冪的系數(shù)l使用tf命令建立TF對(duì)象l 例如：l numG=4 3;denG=1 6 5;l G1=tf(numG,denG)l或l G1=tf(4 3,1 5 6)傳遞函數(shù)l零點(diǎn)、極點(diǎn)、增益形式ZPK表示l輸入零點(diǎn)和極點(diǎn)列向量及標(biāo)量形式的增益l使用zpk命令建立ZPK對(duì)象l 例：l zG=-0.75;pG=-1;-

2、5;kG=4;l G2=zpk(zG,pG,kG)l 或者：l G2=zpk(-0.75,-1;-5,4)傳遞函數(shù)兩種形式互換TF形式變換為ZPK形式 Gzpk=zpk(Gtf) zz,pp,kk=zpkdata(Gzpk,v)%獲得G(s)的零點(diǎn)、極點(diǎn)和增益ZPK形式變換為TF形式Svv=tf(Sxx)nn,dd=tfdata(Svv,v)%獲得分子分母多項(xiàng)式系數(shù)傳遞函數(shù)l傳遞函數(shù)零點(diǎn)、極點(diǎn)圖形表示l pzmapl O指示零點(diǎn)l X指示極點(diǎn)-5-4.5-4-3.5-3-2.5-2-1.5-1-0.50-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81Pole-Zero MapR

3、eal AxisImaginary Axis傳遞函數(shù)l例1：創(chuàng)建如下系統(tǒng)的TF對(duì)象，顯示對(duì)象屬性并提取分子分母多項(xiàng)式，以行向量顯示，繪制極點(diǎn)-零點(diǎn)圖l解：l numG=4 36 32l denG=1 10 30 40 24l G=tf(numG,denG)l get(G)l nn,dd=tfdata(G,v)l pzmap(G)uuuyyyyyiv3236424403010)( 傳遞函數(shù)l例2：使用例1中的系統(tǒng)，建立ZPK模型，提取零點(diǎn)、極點(diǎn)和增益，驗(yàn)證其與TF對(duì)象所得結(jié)果相同l解：l n=4 36 32；l d=1 10 30 40 24;l G=tf(n,d)l GG=zpk(G)l zz

4、,pp,kk=zpkdata(GG,v)l z,p,k=zpkdata(G,v)留數(shù)與脈沖響應(yīng)l留數(shù)l resG,polG,otherG=residue(numG,denG)l resG留數(shù)l polG極點(diǎn)l otherG常數(shù)l脈沖響應(yīng)l impulse(G)例：154223)(23sssssG一個(gè)線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是 寫出G(s)的部分分式展開式，并繪制系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)。留數(shù)與脈沖響應(yīng)l解：lnumG=3 2;denG2 4 5 1;lG=tf(numG,denG)lresG,polG,otherG=residue(numG,denG)lImpule(G)傳遞函數(shù)的部分分式展開：resG

5、= -0.1867 - 0.5526i -0.1867 + 0.5526i 0.3734 polG = -0.8796 + 1.1414i -0.8796 - 1.1414i -0.2408 otherG = 1414. 18796. 05526. 01867. 0 1414. 19796. 05526. 01867. 02408. 03734. 0)(jsjjsjssG系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)051015202500.10.20.30.40.50.60.7Impulse ResponseTime (sec)Amplitude階躍響應(yīng)l 階躍響應(yīng)函數(shù)l step(G)lDC增益l dcgain(G)l

6、s=0處的增益，即分子多項(xiàng)式和分母多項(xiàng)式的常數(shù)項(xiàng)之比。l對(duì)給定傳遞函數(shù)G(s)，增加一個(gè)s=0處的極點(diǎn)，再使用impulse命令，也可得到系統(tǒng)的階躍響應(yīng)。階躍響應(yīng)l例：l numg=3 2;deng=2 4 5 1;l numstep=numg;l denstep=deng 0;l gstep=tf(numstep,denstep)l impulse(gstep,30)l g=tf(numg,deng)l step(g,30)l dc_gain=dcgain(g)05101520253000.20.40.60.811.21.41.61.82Step ResponseTime (sec)Ampl

7、itude一般輸入響應(yīng)l響應(yīng)函數(shù)l lsiml help lsiml LSIM(SYS,U,T) plots the time response of the LTI model SYS to thel input signal described by U and T. The time vector T consists of l regularly spaced time samples and U is a matrix with as many columns as inputs and whose i-th row specifies the input value at time T(i).l For example, l t = 0:0.01:5; u = sin(t); lsim(sys,u,t) l simulates the response of a single-input model SYS to the input l u(t)=sin(t) during 5 seconds.一般輸入響應(yīng)l例：輸入為如下分段函數(shù)：22005 . 020)(ttttu一般輸入響應(yīng)l源程序l g=tf(3 2,2 4 5 1);l time=0:0.02:10;l u=2.0*(1+0*(time);l for ii=min(