理學(xué)]第十一講 matlab在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用-文庫(kù)吧
2025-01-02 13:28 本頁(yè)面
【正文】 用法舉例： 1）已知系統(tǒng)狀態(tài)空間模型為： 2）已知一個(gè)單輸入三輸出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型為： 轉(zhuǎn)換為狀態(tài)空間模型： 》 num=[0 0 2。0 1 5。1 2 0]。den=[1 6 11 6]。 》 [A,B,C,D]=tf2ss(num,den) 》 A= 6 11 6 B= 1 C= 0 0 2 D= 0 1 0 0 0 0 1 5 0 0 1 0 0 1 2 0 0 61162)(61165)(61162)()()(23231232123111?????????????????ssssssGsssssGssssusysG 3）系統(tǒng)的零極點(diǎn)增益模型： 》 z=[3]。p=[1,2,5]。k=6。 轉(zhuǎn)為傳遞函數(shù)模型 ： [num,den]=zp2tf(z,p,k) 》 num= 0 0 6 18 den= 1 8 17 10 轉(zhuǎn)為狀態(tài)空間模型 : 》 [a,b,c,d]=zp2ss(z,p,k) 》 a= 0 0 b=1 1 0 0 0 c= 0 0 d=0 ? 注意：零極點(diǎn)的輸入可以寫出行向量，也可以寫出列向量。 )5)(2)(1()3(6)(?????sssssG4）已知部分分式： 》 r=[,2]。 》 p=[2i,2i,1]。k=2。 轉(zhuǎn)為傳遞參數(shù)模型 : 》 [num,den]=residue(r,p,k) 》 num= 2 0 9 1 》 den= 1 1 4 4 注意余式一定要與極點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。 1222)(?????????sisiisisG(1) 并聯(lián)： parallel 格式： [a,b,c,d]=parallel(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2) ? ％并聯(lián)連接兩個(gè)狀態(tài)空間系統(tǒng)。 [a,b,c,d]=parallel(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2,inp1,inp2,out1,out2) ? ％ inp1和 inp2分別指定兩系統(tǒng)中要連接在一起的輸入端編號(hào)，從u1,u2,…,un 依次編號(hào)為 1,2,…,n ； out1和 out2分別指定要作相加的輸出端編號(hào)，編號(hào)方式與輸入類似。 inp1和 inp2既可以是標(biāo)量也可以是向量。 out1和 out2用法與之相同。如 inp1=1,inp2=3表示系統(tǒng) 1的第一個(gè)輸入端與系統(tǒng) 2的第三個(gè)輸入端相連接。 ? 若 inp1=[1 3],inp2=[2 1]則表示系統(tǒng) 1的第一個(gè)輸入與系統(tǒng) 2的第二個(gè)輸入連接，以及系統(tǒng) 1的第三個(gè)輸入與系統(tǒng) 2的第一個(gè)輸入連接。 [num,den]=parallel(num1,den1,num2,den2) ? ％將并聯(lián)連接的傳遞函數(shù)進(jìn)行相加。 模型的連接 (2) 串聯(lián)： series 格式： [a,b,c,d]=series(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2) ％串聯(lián)連接兩個(gè)狀態(tài)空間系統(tǒng)。 [a,b,c,d]=series(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2,out1,in2) ％ out1和 in2分別指定系統(tǒng) 1的部分輸出和系統(tǒng) 2的部分輸入進(jìn)行連接。 [num,den]=series(num1,den1,num2,den2) ％將串聯(lián)連接的傳遞函數(shù)進(jìn)行相乘。 (3) 反饋： feedback 格式： [a,b,c,d]=feedback(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2) ? ％將兩個(gè)系統(tǒng)按反饋方式連接，一般而言，系統(tǒng) 1為對(duì)象，系統(tǒng)2為反饋控制器。 [a,b,c,d]=feedback(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2,sign) ? ％系統(tǒng) 1的所有輸出連接到系統(tǒng) 2的輸入，系統(tǒng) 2的所有輸出連接到系統(tǒng) 1的輸入， sign用來(lái)指示系統(tǒng) 2輸出到系統(tǒng) 1輸入的連接符號(hào)， sign缺省時(shí)，默認(rèn)為負(fù)，即 sign= 1?？傁到y(tǒng)的輸入 /輸出數(shù)等同于系統(tǒng) 1。 [a,b,c,d]=feedback(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2,inp1,out1) ? ％部分反饋連接，將系統(tǒng) 1的指定輸出 out1連接到系統(tǒng) 2的輸入，系統(tǒng) 2的輸出連接到系統(tǒng) 1的指定輸入 inp1，以此構(gòu)成 閉環(huán)系統(tǒng)。 [num,den]=feedback(num1,den1,num2,den2,sign) ? ％可以得到類似的連接，只是子系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)均以傳遞函數(shù)的形式表示。 sign的含義與前述相同。 (4) 閉環(huán)： cloop（單位反饋） 格式： [ac,bc,cc,dc]=cloop(a,b,c,d,sign) ? ％通過(guò)將所有的輸出反饋到輸入，從而產(chǎn)生閉環(huán)系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型。當(dāng) sign=1時(shí)采用正反饋；當(dāng) sign= 1時(shí)采用負(fù)反饋；sign缺省時(shí)，默認(rèn)為負(fù)反饋。 [ac,bc,cc,dc]=cloop(a,b,c,d,outputs,inputs) ? ％表示將指定的輸出 outputs反饋到指定的輸入 inputs，以此構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型。一般為正反饋，形成負(fù)反饋時(shí)應(yīng)在 inputs中采用負(fù)值。 [numc,denc]=cloop(num,den,sign) ? ％表示由傳遞函數(shù)表示的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)， sign意義與上述相同。 ? 舉例應(yīng)用： 1） 系統(tǒng) 1為： 系統(tǒng) 2為： ? 求按串聯(lián)、并聯(lián)、正反饋、負(fù)反饋連接時(shí)的系統(tǒng)狀態(tài)方程及系統(tǒng) 1按單位負(fù)反饋連接時(shí)的狀態(tài)方程。 ? ? 11111131102110uxyuxx??????????????????? ? 2222241103110xyuxx??????????????????2） 系統(tǒng) 系統(tǒng) 2方程如下所示。 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1312111312111211131211131211131211101010110100100001010263122441uuuxxxyyuuuxxxxxx??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
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