控制系统仿真ppt讲述.ppt

补充：控制系统CAD 对象特性分析 系统的复数极点靠近虚轴，因此系统阻尼很小。 时间响应也说明该系统的阻尼时很小的。 将时间轴放大后，可以看得更清楚。 从副翼舵偏角(input2)到内倾角(output2)的响应图可以看出，飞机围绕着一个非零内倾角存在着一定的振荡。 典型的航向阻尼器使用传感器输出和方向舵偏角作为输入，请看频率响应(从input1到output1)。从Bode图看出方向舵的变化影响很大。 控制系统设计的任务就是设计一个补偿器以提高系统阻尼。 补充：控制系统CAD 补偿器设计 补偿器设计的准则是确定系统的阻尼率，保证在自然频率ωn1.0rad／s时，系统阻尼ζ 0.35。 用经典的方法来设计这样的一个补偿器。 从负反馈的根轨迹图中可以看出，系统立即变得不稳定。 因此，使用系统的正反馈根轨迹图。 可以看出，结果比负反馈要好得多，我们仅仅使用一个简单的反馈就能得到阻尼率ζ =0.45，增益为 k= 2.85 满足设计目标，所以我们需要的是正反馈。 另外，我们可以直接在上面的根轨迹图上用rlocfind函数来实现极点的自由选择功能，此时在图形上会出现“+”号，且可用鼠标拖动“+”号在根轨迹图上任意选择某一点，并按下鼠标左键确定，此时命令窗口会出现你所选择的极点坐标。 * * * * * * * * * ashgd * Ea-电枢反电动势 * * * * * * * * 这种混合模型仅在系统仿真时用到，在其它场合是不常用的。 假定有一系统，它的诸环节中有的环节的状态变量是连续变量，而有的环节的状态变量是离散变量，比如数字计算机控制一个连续对象而组成的计算机控制系统就是属于这一类系统，如图2.1-1所示。 对于这类系统，它的离散部分(图2.1-1中的数字计算机)可用离散时间模型来描述，而它的连续部分(图2.2-1中的连续对象)则可用连续时间模型来描述。图中的保持器是一个将离散信号恢复成连续信号的装置，它的传递函数(零阶保持器)可以证明为，于是图2.1-1的系统的数学模型可以用图2．1—2来描述。 图2.1-2中与拉氏变换之比，并取后所得的z传递函数，可以证明与图2.1-2中的e(kT)与u(kT)直接取Z变换之比是完全相同的。为零阶保持器传递函数，为连续对象的传递函数。在这个控制系统中并存两种数学模型——离散的D(z)，连续的。 MATLAB中的动态系统模型表示（建模） 典型系统生成 二阶系统生成 [A,B,C,D]=ord2(wn,z) [num,den]=ord2(wn,z) wn——自然频率 z ——阻尼系数 例：[A,B,C,D]=ord2(2,0.707);sys=ss(A,B,C,D);sys1 = tf([4]); sys2 = series(sys,sys1);step(sys2) 连续时间n阶随机稳定系统的生成 sys=rss(n) sys=rss(n,p) sys=rss(n,p,m) [A,B,C,D]=rmodel(n) [num,den]= rmodel(n) n，p，m分别为阶次、输入维数、输出维数 例：sys=rss(2);zpk(sys),step(sys) MATLAB中的动态系统模型表示（建模） 系统的离散化和连续化 连续系统的离散化 sysd=c2d(sys,Ts,method) Ts——离散采样周期 method ‘zoh’——零阶保持器，却省值 ‘foh’ ——一阶保持器 ‘tustin’ ——双线性变换 例： G=tf([1 -1],[1 4 5], InputDelay,0.35) Hd=c2d(G,0.1,foh) MATLAB中的动态系统模型表示（建模） 系统的离散化和连续化 离散系统的连续化 sysc=d2c(sys,method) method ‘zoh’——零阶保持器，却省值 ‘tustin’ ——双线性变换 例 Ts=0.1;Gd=zpk(-0.2,-0.5,1,Ts)*tf(1,[1 1 0.4],Ts) Gc=d2c(Gd) c2d(Gc,Ts) MATLAB中的动态系统模型表示（建模） 系统时域响应 函数名称 功 能 gensig 输入信号产生 inlpulse 计算系统脉冲响应 initial 计算系统零输入响应 lsim 对系统的任意输入进行仿真 step 计算系统阶跃响应 MATLAB中的动态系统模型表示（建模） 系统时域响应 gensig 功能：输入信号产生。 格式：[u，t]=gensig(type,tau) [u，t]=gensig(type,tau,Tf，Ts) 说明： [u，t]=gensig(type,ta