MATLAB在控制理论中的应用探析.ppt

补充内容 MATLAB应用 ;MATLAB 命令列表;1 控制系统模型;属性说明：(1)当系统为离散系统时，给出了系统的采样周期Ts。Ts＝0或缺省时表示系统为连续时间系统；Ts=-1表示系统是离散系统，但它的采样周期未定。 (2) 输入时延Td仅对连续时间系统有效，其值为由每个输入通道的输入时延组成的时延数组，缺省表示无输入时延。 (3)输入变量名InputName和输出变量名OutputName允许用户定义系统输入输出的名称，其值为一字符串单元数组，分别与输入输出有相同的维数，可缺省。 (4)Notes和用户数据Userdata用以存储模型的其它信息，常用于给出描述模型的文本信息，也可以包含用户需要的任意其它数据，可缺省。;对象名称;1.2　LTI模型的建立及转换函数;[例4] 生成离散系统的零极点模型。MATLAB源程序为： z={[] ,-0.5}; p={0.3,[0.1+2i,0.2-2i]}; k=[2,3]; s6=zpk(z,p,k,-1) 运行结果为： ;1.3 LTI对象??性的设置与转换;2．LTI模型的转换函数;1.4 典型系统的生成;1.5 LTI模型的简单组合与复杂模型组合;[例] 计算所示系统的传递函数。MATLAB源程序为： s1=tf([2,5,1],[1,2,3]) %系统s1的传递函数模型 s2=zpk(-2,-10,5)　　　 %系统s2的零极点增益模型 sys=feedback(s1,s2)　　% s1环节前向，s2环节反馈5(s+2)/(s+10) 程序运行结果为： Transfer function: ←系统s1的传递函数模型 2 s^2 + 5 s + 1 ------------------ s^2 + 2 s + 3 Zero/pole/gain: ←系统s2的零极点增益模型 5 (s+2) ----------- (s+10) Zero/pole/gain: ←系统s1、s2的反馈零极点增益模型 0.18182 (s+10) (s+2.281) (s+0.2192) ----------------------------------------- (s+3.419) (s^2 + 1.763s + 1.064) ;2．LTI模型的复杂模型组合 ;1.6 连续系统与采样系统之间的转换; ;2 控制系统的时域分析;2．LTI模型的单位冲激响应函数impulse( ) 格式：impulse(sys) 功能：绘制系统sys（sys由函数tf、zpk或ss产生）的单位冲激响应，结果不返回数据， 只返回图形。;3. 状态空间模型系统的零输入响应函数initial( ) 格式：initial(sys,x0) 功能：绘制状态空间模型sys在初始条件x0下的零输入响应，不返回数据，只绘出 响应曲线。该响应由如下方程表征：;[例] 求系统： 的方波响应，其中方波周期为6秒，持续时间12秒，采样周期为0.1秒。 MATLAB程序为： [u,t]=gensig(square,6,12,0.1); %生成方波信号 plot(t,u,--);hold on; %绘制激励信号 sys=tf([1,1],[1,2,5]); %生成传递函数模型 lsim(sys,u,t); %系统对方波激励信号的响应 该程序运行所得结果如图7所示。;用MATLAB求解系统方程;程序执行结果;2 线性非齐次状态方程的解;程序执行结果为 ;‘matched’——采用SISO系统的零极点匹配方法； 当method为缺省时（即：调用格式为sysd=c2d(sysc,T)时），默认的方法是采用零阶保持器。;语句执行的结果为;;3 控制系统的根轨迹;函数名;[例25] 由连续系统： 试绘制其零极点图和根轨迹图。MATLAB程序为： num=[2,5,1]; den=[1,2,3];sys=tf(num,den); %生成传递函数模型 figure(1); pzmap(sys);title(‘零极点图’); %绘制零极点图 figure(2); rlocus(sys); sgrid; title(‘根轨迹’); %绘制根轨迹图;4 控制系统的频域分析;函数名;[例29] 试绘制开环系统H(s)的Nyquist曲线，判断闭环系统的稳定性，并求出闭环系统的单位冲激响应。其中 MATLAB程序为： k=50;z=