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第10章 控制系统工具箱 控制系统工具箱是建立在MATLAB对控制工程提供的设计功能的基础上，为控制系统的建模、分析、仿真提供了丰富的函数与简便的图形用户界面。 在MATLAB中，专门提供了面向系统对象模型的系统设计工具：线性时不变系统浏览器（LTI Viewer）和单输入单输出线形系统设计工具（SISO Design Tool）。 利用LTI Viewer可方便地获得系统的各种时域响应和频率特性等曲线，并得到系统的性能指标，SISO Design Tool 设计具有极点配置、最优控制和最小二乘估计功能。控制系统工具箱还具有开放性和可扩展性，用户可创建常用的 M 文件来适应自己的特殊需要。 控制系统工具箱允许使用经典控制理论和现代控制理论，对连续控制系统和离散控制系统进行仿真分析。 10.1 线性时不变系统浏览器 —LTI Viewer 10.2 单输入单输出系统设计工具 —SISO Design Tool 主要内容 LTI Viewer简介 10.1 线性时不变系统浏览器LTI Viewer LTI Viewer可以提供绘制浏览器模型的主要时域和频域响应曲线，可以利用浏览器提供的优良工具，对各种曲线进行观察分析。 在 MATLAB命令窗口输入命令 ltiview,即可进入 LTI Viewer窗口。 10.1 线性时不变系统浏览器LTI Viewer LTI Viewer命令菜单及窗口设置 File菜单 【New Viewer】—建立一个新的LTI Viewer窗口。 【Import】—导入系统对象模型。 【Expot】—将当前LTI Viewer窗口中的指定系统的对象模型保存到工作空间（Workspace）或者以.mat文件的形式保存在磁盘上。 【Toolbox Preferences】—对新建立或重新启动的LTI Viewer窗口属性进行设置，对当前窗口无效。这些属性包括坐标单位、对系统指示参数的描述(如调节时间的定义、上升时间的定义等）、坐标颜色、坐标字体大小等。 Edit菜单 【Plot Configurations】—对显示窗口及显示内容进行配置。 可以选择LTI Viewer所绘制曲线的布局以及不同绘制区域曲线的响应类型选择，其中响应类型主要有Step、Impulse、Bode、Nyquist、Nichols、Pole/Zero等。 10.1 线性时不变系统浏览器LTI Viewer 【Refresh Systems】—当显示配置发生变化后，使用此命令会使各曲线显示区中的曲线处于最佳显示位置。 【Delete Systems】—删除当前窗口中的对象模型。 【Line Styles】—对显示曲线的颜色、线形、标记、坐标网格等属性进行设置。 10.1 线性时不变系统浏览器LTI Viewer 10.1 线性时不变系统浏览器LTI Viewer 【Viewer Preference】—对当前窗口的坐标单位、范围、窗口颜色、字体等窗口进行设置，并且该设置对当前LTI Viewer窗口内所有曲线显示有效。 Units选择卡：设置图形显示时的频率、幅值以及相位的单位。 Style选择卡：设置图形显示时的字体、颜色以及绘图网格。 Characteristics选择卡：设置系统响应曲线的特性参数。 Parameters选择卡：设置系统响应输出的时间变量与频率变量。 LTI Viewer对象模型 ⑴tf对象 【调用格式】 sys=tf(num,den) 【说明】将由传递函数模型所描述系统封装成对应的系统对象模型。 【调用格式】 sys=zpk(z,p,k) 【说明】将由零极点增益模型所描述系统封装成对应的系统对象模型 ⑵ss对象 【调用格式】 sys=ss(a,b,c,d) 【说明】将由状态空间模型所描述的系统封装成对应的系统对象模型。 ⑶zpk对象 10.1 线性时不变系统浏览器LTI Viewer ⑴曲线显示区的属性设置 单击右键弹出菜单，对选定的曲线显示区的属性进行设置。 【Plot Type】—改变显示框内的显示内容。 【Systems】—隐藏/显示指定对象模型的曲线。 【Characteristics】—显示重要参数点标记和标记线。根据选择曲线的不同会有不同的设置。对时域曲线的设置主要包括上升时间、峰值时间、进入稳态时间、稳态域标识时间等标记或标记线。对频域曲线的设置主要包括峰值响应幅度裕量点、相交裕量点等标记或标记线。 【Grid】—显示/取消显示坐标网格。 【Normalize】—对纵坐标归一化。 【Full View】—使用系统提供的最大采样数显示曲线。 【Properties】—