国防科技大学机电工程与自动化学院自动控制原理中文课件：第四讲 传递函数模型.ppt

《自动控制原理》Theories of Automatic Control 任课教员：韦庆 电 话：74380 教学方式：讲授为主 学习方式：自学 第二章 系统的数学模型 教学要求：（教材第二章） 主要内容：Laplace变换；微分方程模型；系统模型的线性化；传递函数模型、框图和信号流图模型及其化简。 基本要求：掌握控制模型建立、线性化、化简方法。 第四次课 作业 第四次课 2.1 引 言 2.1 引 言 2.6 框图模型及其化简 1. 系统的框图模型 2.6 框图模型及其化简 2. 典型框图模型及化简 1) 串联 2.6 框图模型及其化简 2. 典型框图模型及化简 2) 并联 2.6 框图模型及其化简 2. 典型框图模型及化简 3) 负反馈 2.6 框图模型及其化简 2. 典型框图模型及化简 4) 正反馈 2.6 框图模型及其化简 （1）比较点前/后移 （2）引出点前/后移 2.6 框图模型及其化简 例2：求Y(s)/R(s)（信号的移动） 2.6 框图模型及其化简 2.6 框图模型及其化简 例3：求传递函数Y(s)/R(s)，Y(s)/N(s) 2.6 框图模型及其化简 综合练习：例4：求传递函数Y(s)/R(s) 2.6 框图模型及其化简 解法一：代数关系解法 2.6 框图模型及其化简 2.6 框图模型及其化简 解法二：多输入法则应用 2.6 框图模型及其化简 解法三：比较点前移 （1）比较点前/后移 2.6 框图模型及其化简 2.6 框图模型及其化简 2.6 框图模型及其化简 解法四：比较点后移 （1）比较点前/后移 2.6 框图模型及其化简 2.6 框图模型及其化简 解法四：比较点后移 Matlab与控制系统分析 1. 常量、变量 1. 常量、变量 1. 常量、变量 2.基本运算 2. 基本运算 2. 基本运算 2. 基本运算 2. 基本运算 2. 基本运算 3. 基本绘图操作 3. 基本绘图操作 3. 基本绘图操作 3. 基本绘图操作 3. 基本绘图操作 3. 基本绘图操作 3. 基本绘图操作 3. 基本绘图操作 3. 基本绘图操作 例1：哪个极点起主要作用 解： 3. 基本绘图操作 4.多项式描述及解代数方程 1 多项式表示:用多项式的系数 Num=[1 3] Den=[1 3 2] num=[1 0] num=[1 0 2] 2 多项式乘法 conv([1 1],[1 2]) ans=[1 3 2] 4.多项式描述及解代数方程 3 解代数方程 roots([1 3 2]) ans=-1 -2 4 利用根构造多项式 poly([-1 -2]) ans=[1 3 2] 4.多项式描述及解代数方程 5 多项式的值 polyval([1 3 2],-1) ans=0 5 拉普拉斯逆变换的留数展开 [r,p,k]=residue(num,den) [r,p,k]=residue([1 3],[1 3 2]) r = -1 2 p = -2 -1 k = [] 5 拉普拉斯逆变换的留数展开 [r,p,k]=residue(num,den) [r,p,k]=residue([1 5 9 7],[1 3 2]) r = -1 2 p = -2 -1 k = 1 2 5 拉普拉斯逆变换的留数展开 [r,p,k]=residue([1 2 3],[1 3 3 1]) r = 1.0000 0.0000 2.0000 p = -1.0000 -1.0000 -1.0000 k = [] 5 拉普拉斯逆变换的留数展开 [r,p,k]=residue(num,den) [r,p,k]=residue([2 12],[1 2 5]) r= 1.0000 - 2.5000i 1.0000 + 2.5000i p = -1.0000 + 2.0000i -1.0000 - 2.0000i k = [] 5 拉普拉斯逆变换的留数展开 有： 有 5 拉普拉斯逆变换的留数展开 例：求下列函数的反拉普拉斯变换 解：对于复根情况，利用衰减正弦、衰减余弦函数的拉普拉斯变换对，更为简单。 6 传递函数描述 1 两种传递函数形式 Gs=tf(num,den), Gs=zpk(z,p,k) G1=tf([1 3],[1 3 2]) G2=zpk(-3,[-1 -2],1) 6 传递函数描述 2 两种传递函数形式间数据转换 [num,den]=tfdata