第六讲 连续系统仿真概述.ppt

作业讲解 [x,y]=meshgrid(-8:.5:8); R=sqrt(x.^2+y.^2)+eps; z=sin(R)./R;surf(x,y,z, FaceColor,red,EdgeColor,none);camlight left 追击敌机问题 敌机在100KM高处，速度Vb=20km/min 我机追击Vf=30km/min 每分钟改变一次航向，使机头对准敌机，相距10公里可以攻击。12min内，敌机逃脱，则任务失败。 Xb＝Vb*t Yb=100 Xf’=Vf*cosθ Yf’=Vf*sinθ tanθ=(100-Yf)/(Xb-Xf) 描述方程－》龙格库塔法求解位置－》求解我机角度及位置－》判断距离时间－》end 二阶系统：汽车轮子悬置系统 y’’(t)+p1y’(t)+y(t)=1.0 y’’(t)+p1y’(t)+y(t)=1.0 X1=y X2=y’ X3=y” X’1=X2 y”(t)=X’2=-X1-p1X2+1 1.5.1传递函数 1.5.2传递函数的特征根及零极点图 1.5.3 控制系统的方框图模型 1.5.4 控制系统的零极点模型 1.6 用MATLAB和SIMULINK进行瞬态响应分析 1.6.1 单位脉冲响应 当输入信号为单位脉冲函数δ(t)时，系统输出为单位脉冲响应，MATLAB中求取脉冲响应的函数为impulse( )，其调用格式为 ［y，x，t］=impulse(num，den，t) 或 impulse(num，den) 式中G(s)=num/den； t为仿真时间； y为时间t的输出响应；x为时间t的状态响应。 1.6.2 单位阶跃响应 1.6.3 斜坡响应 在MATLABA中没有斜坡响应命令，因此，需要利用阶跃响应命令来求斜坡响应。根据单位斜坡响应输入是单位阶跃输入的积分。当求传递函数为的斜坡响应时，可先用除得，再利用阶跃响应命令即可求得斜坡响应。 1.6.4 任意函数作用下系统的响应 练习 一个导弹M，两次飞行速度1000m/s和800m/s，飞行时始终对准速度为500m/s的沿直线飞行的目标A，导弹发射点在目标运动方向的前（3000m, 4000m ）方，求导弹轨迹和加速度。导弹速度Vm，目标速度Vt,相对速度Vr=Vm-Vt function gh=gh(t,z) global vt vm gh=[0;0]; gh(1)=-vt-vm*z(1)/sqrt(z(1)^2+z(2)^2); gh(2)=-vm*z(2)/sqrt(z(1)^2+z(2)^2); V0=50;初始发射角度30度；仿真时间5，采用ode45(龙格库塔法4阶（5阶）） y0=0;x0=0; v0=50; angle=30; tf=5; vx0=v0*cos(angle*(pi/180)); vy0=v0*sin(angle*(pi/180)); r0=[0;0;vx0;vy0]; [t,r]=ode45(gs,[0,tf],r0) plot(r(:,1),r(:,2)),hold on xmax=min(r(find(r(:,2)0),1)) plot([0,200],[0,0]) grid 反过来,若已知系统的传递函数,求取系统状态空间表达式的调用格式为 ［A,B,C,D］=tf2ss(num,den) 例如系统的传递函数为 系统的状态空间表达式为 num=［1,2,3］; den=［1,3,6,1］; ［A,B,C,D］=tf2ss(num,den) A= -3 -6 -1 1 0 0 0 1 0 B = 1 0 0 C = 1 2 3 D = 0 返回 例 试求下列系统的单位脉冲响应 MATLAB命令为： t=[0：0.1：40]； num=[1]； den=[1，0.3，1]； impulse(num，den，t)； grid； title(Unit-impulse Response of G(s)=1/(s^2+0.3s+1)) 其响应结果如图所示。 例 系统传递函数为 求取其单位脉冲响应 的MATLAB命令为 t=[0：0.1：10]；num=[1]； den=[1，1，1]； [y，x，t]=impulse(num，den，t) plot(t，y)；grid xlabel(‘t’)； ylable(‘y’)； 其响应结果如图所示。