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：第二十四讲 控制系统分析仿真工具Matlab简介.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+实验 控制系统分析仿真工具Matlab简介 1.常量、变量的说明 1. 常量、变量的说明 1. 常量、变量的说明 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 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 利用Matlab进行拉普拉斯变换 1 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 = [] 利用Matlab进行拉普拉斯变换 1 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 利用Matlab进行拉普拉斯变换 1 拉普拉斯逆变换的留数展开： [r,p,k]=residue(num,den) [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 = [] 利用Matlab进行拉普拉斯变换 1 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 = [] 利用Matlab进行拉普拉斯变换 有： 有 利用Matlab进行拉普拉斯变换 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。 利用Matlab进行拉普拉斯变换 例：哪个极点起主要作用 解： 利用Matlab进行系统分析仿真 1 传递函数的描述 Gs=tf(num,den),Hs=zpk(z,p,k) Gs=tf([6 0 1],[1 3 3 1]) Transfer function: 6 s^2 + 1 --------------------- s^3 + 3 s^2 + 3 s + 1 Hs=zpk([-1 -2],[-2*i 2*i -3],1) Zero/pole/gain: (s+1) (s+2) ---------------- (s+3) (s^2 + 4) 利用Matlab进行系统分析仿真 2 传递函数的转换 [num,den]=tfdata(sys,’v’),[z,p,k]=zpkdata(sys,’v’) [num,den]=tfdata(Hs,v) num = 0 1 3 2 den = 1 3 4 12 [z,p,k]=zpkdata(Gs,v) z = 0 + 0.4082i 0 - 0.4082i p = -1.0000 -1.0000 + 0.0000i -1.0000 - 0.0000i k = 6 利用Matlab进行系统分析仿真 3 零极点图绘制 pzmap(sys) pzmap(Gs) [p,z]=pzmap(Gs) p = -1.0000 -1.0000 + 0.0000i -1.0000 - 0.0000i z = 0 + 0.4082i 0 - 0.4082i 利用Matlab进行系统分析仿真 3 零极点图绘制 pzmap(Hs) 利用Mat