第7章 控制-系统的MATLAB仿真.ppt

* 第7章 控制系统的MATLAB仿真 X=Y;y=0;Uk=zeros(n,1);Ub=Uk;t=0; M=round(T/(h*L1)); for k=1:M for l=1:L1 Ub=Uk; Uk=W*Y+W0*Y0; Udot=(Uk-Ub)/h; Uf=2*Uk-Ub; X=FI.*X+FIM.*Uk+FIJ.*Udot; Y=FIC.*X+FID.*Uf; end * 第7章 控制系统的MATLAB仿真 y=[y,Y(nout)]; t=[t,t(k)+h*L1]; end U=[Y0;U(1:mm-1)]; ut=[ut,uk]; tt=[tt,s*T]; end [tt,ut] figure(1); plot(tt,ut) [t,y] figure(2); plot(t,y) * 第7章 控制系统的MATLAB仿真 （2）输入数据 离散部分D(z)的参数：CC=0.717；DD=[2.72,-1]； ② 连续部分： ③ 其他运行参数： T=1； T0=0； Tf=10； R=1。n=2；h=0.01；L1=5；nout=2。 （3）在MATLAB命令窗口将上述数据输入，运行CSS5程序，可得到仿真结果如图7-32所示。 * （a）离散环节输出 （b）连续环节输出 图7-32 例7.13的仿真结果 第7章 控制系统的MATLAB仿真 * 本章小结 MATLAB 提供了数学模型的建立和模型间转换函数，可采用传递函数、零极点增益、状态空间以及动态结构图等来表示控制系统。在MATLAB中，用tf()函数建立传递函数模型；用zpk()函数建立零极点增益模型；用ss()函数建立状态空间模型。除了采用环节方框图模型的等效变换，在MATLAB 工具箱中还提供了ss2tf()、ss2zp()、tf2ss()、tf2zp()、zp2ss()、zp2tf()等函数，可方便地实现传递函数、零极点增益与状态空间模型之间的转换功能。 分析系统性能可利用MATLAB提供的单位阶跃响应函数step()、单位脉冲响应函数impulse()、零输入响应函数initial()等来处理连续系统的响应；利用单位阶跃响应函数dstep()、单位脉冲响应函数dimpulse()、零输入响应函数dinitial()等来处理离散系统的响应。 第7章 * 第7章 本章小结 在MATLAB中，可精确绘制Bode图、Nyquist曲线图和Nichols曲线图，并计算系统的截止频率、-? 穿越频率、相角稳定裕度?和幅值稳定裕度等频域性能指标，仿真和研究系统控制过程的稳定性、快速性及稳态精度等性能。 对于常见的线性系统、非线性系统、采样系统都可以采用MATLAB编程来实现仿真处理，仿真方法较直观，容易理解，能够观察到系统的动态响应曲线，便于对控制系统的性能进行分析，也方便了对系统的校正处理。 由于利用MATLAB对控制系统进行仿真方法简便、直观、易实现，且可以通过数据、曲线、图形等形式表示出仿真的最终结果，因此，在工程实践中得到了广泛的应用。 * 第7章内容到此结束 谢谢各位 ! * 第7章 控制系统的MATLAB仿真 2）形成开、闭环系数阵 c=c/a(1); % 首一化处理 a=a/a(1); A=a(2:n+1); A=[rot90(rot90(eye(n-1,n)));-fliplr(A)]; % 形成能控标准形 B=[zeros(1,n-1),1]; % 形成输入阵B m1=length(c); % 分子系数向量维数m+1 C=[fliplr(c),zeros(1,n-m1)]; % 形成输出阵C Ab=A-B*C*V; % 形成闭环系数阵Ab X=X0;y=0;t=T0; % 设初值，准备递推运算 * 第7章 控制系统的MATLAB仿真 3）运算求解 N=round(Tf-T0)/h; % 确定输出点数 for i=1:N % 四阶龙格-库塔法 K1=Ab*X+B*R; K2=Ab*(X+h*K1/2)+B*R; K3=Ab*(X+h*K2/2)+B*R; K4=Ab*(X+h*K3)+B*R; % 求各次斜率K X=X+h*(K1+2*K2+2*K3+K4)/6; % 求状态 y=[y,C*X]; % 求输出并以向量形式保存 t=[t,t(i)+h]; % 输出对应时刻以向量形式保存 end * 第7章 控制系统的MATLAB仿真 4）输出结果 [t,y]