matlab自控原理ppt課件(已修改)
2025-05-17 18:17 本頁面
【正文】 控制基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課 綜合實(shí)驗(yàn) 自控原理部分 時(shí)域分析法 一 、時(shí)域特性的計(jì)算機(jī)輔助分析 ? 線性系統(tǒng)的 MATLAB表示 nnnnmmmmbsasasabsbsbsbsd e nsnumsG??????????????11101110)()()(??控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型為： 在 MATLAB中，分子 /分母多項(xiàng)式通過其系數(shù)行向量表示，即： num = [b0 b1 … bm] den = [a0 a1 … an] 此時(shí)，系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型用 tf函數(shù)生成，句法為： sys=tf(num, den) 其中， sys為系統(tǒng)傳遞函數(shù)。 如： num = [1 5 0 2]。 den = [2 3 15 8]。 則： sys=tf(num, den)輸出為： Transfer function: s^3 + 5 s^2 + 2 2 s^3 + 3 s^2 + 15 s + 8 )())(()())(()(2121nmpspspszszszsksG?????????][][][2121kkppppzzzznm?????若控制系統(tǒng)的模型形式為零極點(diǎn)增益形式： 則在 MATLAB中，用 [z, p, k]向量組表示， 即： 此時(shí)，系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型用 zpk函數(shù)生成，句法為： sys=zpk(z, p, k)。 zpk函數(shù)也可用于將傳遞函數(shù)模型轉(zhuǎn)換為零極點(diǎn)增益形式，句法為： zpksys=zpk(sys) 如： z=[ 1 3]。 p=[1 2 5]。 k=10。 sys=zpk(z, p, k) 實(shí)際系統(tǒng)往往由多個(gè)環(huán)節(jié)通過串聯(lián)、并聯(lián)及反饋方式互連構(gòu)成。 MATLAB提供的三個(gè)用于計(jì)算串聯(lián)、并聯(lián)及反饋連接形成的新系統(tǒng)模型的函數(shù)。 Zero/pole/gain: 10 (s+) (s+1) (s+3) (s1) (s+) (s+2) (s+5) ? series函數(shù) 計(jì)算兩子系統(tǒng)串聯(lián)后的新系統(tǒng)模型。 句法： sys = series(sys1, sys2) sys1, sys2分別為兩子系統(tǒng)模型。該語句等效于語句： sys=sys1 ? sys2 ? parallel函數(shù) 計(jì)算兩子系統(tǒng)并聯(lián)后的新系統(tǒng)模型。 句法： sys = parallel(sys1, sys2) 該語句等效于語句： sys=sys1 ＋ sys2 ? feedback函數(shù) 計(jì)算兩子系統(tǒng)反饋互聯(lián)后的新系統(tǒng)模型。 句法： sys = feedback(sys1,sys2) sys = feedback(sys1,sys2,sign) sys1, sys2分別為前向通道及反饋通道的子系統(tǒng)模型。 sign為反饋方式，默認(rèn)為負(fù)反饋，正反饋時(shí)， sign＝ 1 但須注意，由于 MATLAB 內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)機(jī)制導(dǎo)致上式獲得的模型并非最簡形式（即存在相同的零點(diǎn)和極點(diǎn)），要獲得最簡模型必須進(jìn)一步通過函數(shù) minreal進(jìn)行化簡。 求反饋連接的傳遞函數(shù)也可用下列語句代替： f_sys = sys1 / (1 + sys1 ? sys2) minreal函數(shù)的基本句法為： simple_sys = mineral(sys) 例如：已知 求其相互串聯(lián)、并聯(lián)及反饋連接后的傳遞函數(shù)。 61545)(2 ????ssssG523)(2 ????ssssHsysg=tf([5 4], [1 15 6])。 % G(s) sysh=tf([1 3], [1 2 5])。 % H(s) s_sys=series(sysg, sysh) p_sys=parallel(sysg, sysh) f_sys=feedback(sysg, sysh) MATLAB Program: Series interconnection: Transfer function: 5 s^2 + 19 s + 12 s^4 + 17 s^3 + 41 s^2 + 87 s + 30 Parallel interconnection: Transfer function: 6 s^3 + 32 s^2 + 84 s + 38 s^4 + 17 s^3 + 41 s^2 + 87 s + 30 Feedback interconnection: Transfer function:
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