MATLAB在自动控制系统中的应用(33页).ppt

MATLAB在自动控制系统中的应用 1 用MATLAB进行部分分式展开 例1: 对下述传递函数展开 例2:(传递函数具有重根的情况) 2 将部分分式展开式返回到多项式之比 命令: [num,den]=residue(r,p,k) printsys(num,den,’s’) 将以s多项式之比的形式打印出传递函数 3、求特征方程的根 利用求根命令roots,可以求得多项式的根.(poly([p1 p2…pi])命令可以在已知根的情况下求多项式) 例: 求 的根 4、 用MATLAB求函数的零点和极点 z = -3 -1 p = 0 -6.0000 -4.0000 -2.0000 k = 4 5、 已知零点、极点求传递函数 z=[-1]; p=[-2;-4;-8]; K=12; [num,den]=zp2tf(z,p,k); printsys(num,den) 6、 求串联、并联和反馈（闭环）传递函数 命令： [num,den]=series(num1,den1,num2,den2) [num,den]=parallel(num1,den1,num2,den2) [num,den]=feedback(num1,den1,num2,den2) 7、 瞬态响应分析 如果已知num和den，则命令 step(num,den), step(num,den,t) sys=tf(num,den);step(sys) 将会产生单位阶跃响应图（在阶跃命令中，t为用户指定时间） 当阶跃命令的左端含有变量时，如 [y,x,t]=step(num,den,t) 显示屏上不会含有响应曲线，必须利用plot命令去查看响应曲线。矩阵y和x分别包含系统在计算时间点t求出的输出响应和状态响应 （1）标准2阶系统的MATLAB描述 对于给定的自然震荡频率和阻尼系数，下列命令 printsys(num,den)或printsys(num,den,’s’) 将以s的多项式比值形式，打印出num/den 例： wn=5; damping_ratio=0.4; [num0,den]=ord2(wn,damping_ratio); num=5^2num0; printsys(num,den,’s’) ; step(num,den) num/den = 25 -------------- s^2 + 4 s + 25 例：t=0:0.2:10; zeta=[0 0.2 0.4 0.6 0.8 1] for n=1:6; num=[0 0 1] den=[1 2*zeta(n) 1] [y(1:51,n),x,t]=step(num,den,t) end plot(t,y) grid title(‘plot of unit-step response curves with\zeta=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1’) Xlabel(‘t(sec)’) text(4.1,1.86’\zeta=0’); text(3.5,1.5’0.2’); text(3.5,1.24’0.4’); text(3.5,1.08’0.6’); text(3.5,0.95’0.8’); text(3.5,0.86’1.0’); 例子程序： %计算二阶系统的阶跃响应 % wn=1 t=0:0.1:12;num=[1]; zeta1=0.1;den1=[1 2*zeta1 1];zeta2=0.2;den2=[1 2*zeta2 1]; zeta3=0.4;den3=[1 2*zeta3 1];zeta4=0.6;den4=[1 2*zeta4 1]; zeta5=0.8;den5=[1 2*zeta5 1]; zeta6=1.0;den6=[1 2*zeta6 1]; zeta7=2.0;den7=[1 2*zeta7 1]; [y1,x,t]=step(num,den1,t);[y2,x,t]= step(num,den2,t); [y3,x,t]= step(num,den3,t);[y4,x,t]= step(num,den4,t); [y5,x,t]= step(num,den5,t); [y6,x,t]= step(num,den6,t); [