[工學]計算機控制系統(tǒng)仿真第4章-文庫吧
2025-01-06 13:09 本頁面
【正文】 u m de n T s函數(shù) tf( )， printsys()也可建立脈沖傳遞函數(shù)的系統(tǒng)模型，其格式為 其中， Ts為系統(tǒng)采樣周期 。 對于離散系統(tǒng)，也可以用 zpk( )函數(shù)建立零極點模型，基本格式為 =z pk( , , , )sy s z p k T spr i ntsy s( , , 39。 39。 )nu m de n z（注： printsys只能在命令窗口中顯示模型，不能將模型輸入到 workspace中） 3．系統(tǒng)的零極點模型 4．系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型 ( + 1 ) = ( ) + ( )( ) = ( ) + ( )k k kk k k???X F X G uY C X D u在 MATLAB中建立狀態(tài)空間模型的函數(shù)格式 =ss ( , )sys T sF , G , C, D例：假設某離散系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)為 )(23423????????zzzzzzzzGyu采樣周期為 T=，將其輸入到 MATLAB的 workspace中，并且繪制零、極點分布圖。并且將該離散系統(tǒng)脈沖傳遞函數(shù)模型轉(zhuǎn)換成狀態(tài)空間表達式。 輸入下列語句 運行結果為 程序 計算機繪制出零極點分布圖： 再輸入： 顯示： 再輸入： 系統(tǒng)模型參數(shù)的獲取 對于連續(xù)系統(tǒng)，調(diào)用函數(shù) : [ , ] =tf da ta ( , 39。 39。 )[ , , ] =z pkd a ta ( , 39。 39。 )[ ] =ssda ta ( )num de n sy s vz p k sy s vsy sA , B , C , D對于離散系統(tǒng)，調(diào)用函數(shù) [ , , ] =tfda ta( , 39。 39。 )[ , , , ] =z pkd a ta( , 39。 39。 )[ , , , , ] =ssd a ta( )num de n T s sy s vz p k T s sy s vT s sy sA B C D‘ v’ 表示返回數(shù)據(jù) 行向量 ，只適用于單變量系統(tǒng) 模型表示函數(shù)小結 ? [num,den]： 微分方程和傳遞函數(shù)模型 ? tf(num,den)： 傳遞函數(shù)模型 ? zpk(z,p,k )： 零極點增益模型 ? ss(A,B,C,D )： 狀態(tài)空間模型 ? [num,den]： 差分方程和脈沖傳遞函數(shù)模型 ? tf(num,den,Ts)： 脈沖傳遞函數(shù)模型 ? zpk(z,p,k,Ts )： 零極點增益模型 ? ss(A,B,C,D,Ts )： 離散狀態(tài)空間模型 系統(tǒng)數(shù)學模型的轉(zhuǎn)換 系統(tǒng)模型向狀態(tài)方程形式轉(zhuǎn)換 利用 MATLAB函數(shù)可將系統(tǒng)模型轉(zhuǎn)換為狀態(tài)方程形式，函數(shù)格式為 [ ] =tf 2ss ( )num de nA B C D， ， ， ，[ ] =z p2ss( Z , )A B C D， ， ， P,Ks y s = tf ( )= s s ( )n u m d e nG n s y s，（注意：在英語中，‘ 2’ 和 ‘ to’ 諧音） 將任意線性定常系統(tǒng)sys轉(zhuǎn)換成狀態(tài)方程還可以用 : s y s = z p k ( Z , , )= s s ( )PKG n s y sMATLAB命令： 【 例 42】 已知系統(tǒng)傳遞函數(shù)如下，應用 MATLAB的函數(shù)將其轉(zhuǎn)換為狀態(tài)方程形式的模型。 324 3 21 2 2 4 2 0()2 4 6 2 2ssGss s s s???? ? ? ? 系統(tǒng)模型向傳遞函數(shù)形式轉(zhuǎn)換 1．狀態(tài)空間模型向傳遞函數(shù)形式轉(zhuǎn)換 MATLAB提供了函數(shù) ss2tf( )實現(xiàn)將狀態(tài)空間方程轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)形式，基本格式為 [ , ] = ss2tf ( , )nu m de n iuA , B , C , D其中， iu用于指定變換所使用的輸入量，對于多輸入系統(tǒng)是必須的。 還可以采用下面的方式，即 s y s = s s ( )= tf ( )G n s y sA , B , C , D （將任意線性定常系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成傳遞函數(shù)） 【 例 43】 某線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式如下，求該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。 0 1 1 00 0 1 010 17 8 1u? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ?XX ? ?5 6 1y ? X編寫 m文件如下： 運行結果為 例：某線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式如下，求該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)矩陣。 0 1 0 0 1X 0 0 1 X 0 0 U6 11 6 1 0? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ?0 1 0YX0 0 1??? ????輸入并且運行程序： 上述輸出的結果表明，傳遞函數(shù)矩陣為 3 2 3 223 2 3 266 1 1 6 6 1 1 6G y u ( )66 1 1 6 6 1 1 6ss s s s s sssss s s s s s?????? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ???運行結果： 2．零極點增益模型向傳遞函數(shù)形式轉(zhuǎn)換 函數(shù)格式 [ ] = z p2 t f ( )nu m de n Z P K， ， ，= z p k ( )= tf ( )s y sG n s y sZ , P , K （將任意線性定常系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成傳遞函數(shù)） 系統(tǒng)模型向零極點形式轉(zhuǎn)換 MATLAB提供了實現(xiàn)系統(tǒng)模型向零極點形式轉(zhuǎn)換的函數(shù)，其基本格式為 [ , , ] = ss2z p( , )z p k iuA , B, C , D[ , , ] =tf 2z p( , )z p k num de n=z pk ( )Gn sys（將任意線性定常系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成零極點形式） sy s=s s( , )iuA, B , C, D=tf ( , )sy s num de n【 例 44】 對于例 43題中的線性定常系統(tǒng)，將其轉(zhuǎn)換為 zpk形式 0 1 1 00 0 1 010 17 8 1u? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ?XX ? ?5 6 1y ? X編寫 m文件如下 運行結果為 例：某線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式如下，將其轉(zhuǎn)換成 ZPK形式 0 1 0 0 1X 0 0 1 X 0 0 U6 11 6 1 0? ? ? ?? ?
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