控制系統(tǒng)的分析方法-資料下載頁(yè)
2025-10-08 15:44本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】早期的控制系統(tǒng)分析過(guò)程復(fù)雜而耗時(shí)，如想得到。繪制成可供工程分析的響應(yīng)曲線。MATLAB控制系統(tǒng)工具箱和SIMULINK輔助環(huán)境。的出現(xiàn)，給控制系統(tǒng)分析帶來(lái)了福音?？刂葡到y(tǒng)的分析包括系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析、時(shí)域分。析、頻域分析及根軌跡分析。對(duì)于連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)，如果閉環(huán)極點(diǎn)全部在S平面左半。的單位圓內(nèi)，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的。為最小相位系統(tǒng)進(jìn)行判斷。維茨矩陣為正定矩陣時(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)定。用來(lái)求取滿足條件的向量的下標(biāo)向量，以列向量表示。值大于0的所有元素下標(biāo)，并將結(jié)果返回到ii向量中去。工具箱中提供了求取這兩種輸入下系統(tǒng)響應(yīng)的函數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，先不指定仿真時(shí)間，由MATLAB自己確定，然。頻率特性是指系統(tǒng)在正弦信號(hào)作用下，穩(wěn)態(tài)輸出與輸入之比對(duì)頻率的關(guān)。可以從系統(tǒng)的頻率特性上明確地看出其物理實(shí)質(zhì)和解決途經(jīng)。空間系統(tǒng)[a,b,c,d]的每個(gè)輸入的Bode圖。
【正文】 和自然頻率柵格。 根軌跡分析函數(shù) MATLAB提供了函數(shù) pzmap()來(lái)繪制系統(tǒng)的零極點(diǎn)圖，其用法如下： ?[p,z]=pzmap(a,b,c,d)：返回狀態(tài)空間描述系統(tǒng)的極點(diǎn)矢量和零點(diǎn)矢量，而不在屏幕上繪制出零極點(diǎn)圖。 ?[p,z]=pzmap(num,den)：返回傳遞函數(shù)描述系統(tǒng)的極點(diǎn)矢量和零點(diǎn)矢量，而不在屏幕上繪制出零極點(diǎn)圖。 ?pzmap(a,b,c,d)或 pzmap(num,den)：不帶輸出參數(shù)項(xiàng)，則直接在 s復(fù)平面上繪制出系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的零極點(diǎn)位置，極點(diǎn)用 表示，零點(diǎn)用 o表示。 ?pzmap(p,z)：根據(jù)系統(tǒng)已知的零極點(diǎn)列向量或行向量直接在 s復(fù)平面上繪制出對(duì)應(yīng)的零極點(diǎn)位置，極點(diǎn)用 表示，零點(diǎn)用 o表示。 零極點(diǎn)圖繪制 MATLAB提供了函數(shù) rlocus()來(lái)繪制系統(tǒng)的根軌跡圖，其用法如下： ?rlocus(a,b,c,d)或者 rlocus(num,den)：根據(jù) SISO開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述模型和傳遞函數(shù)模型，直接在屏幕上繪制出系統(tǒng)的根軌跡圖。開(kāi)環(huán)增益的值從零到無(wú)窮大變化。 ?rlocus(a,b,c,d,k)或 rlocus(num,den,k)： 通過(guò)指定開(kāi)環(huán)增益 k的變化范圍來(lái)繪制系統(tǒng)的根軌跡圖。 ?r=rlocus(num,den,k) 或者 [r,k]=rlocus(num,den) ：不在屏幕上直接繪出系統(tǒng)的根軌跡圖，而根據(jù)開(kāi)環(huán)增益變化矢量 k ，返回閉環(huán)系統(tǒng)特征方程 1＋ k*num(s)/den(s)=0的根 r，它有 length(k)行， length(den)1列，每行對(duì)應(yīng)某個(gè) k值時(shí)的所有閉環(huán)極點(diǎn)?；蛘咄瑫r(shí)返回 k與 r。 ?若給出傳遞函數(shù)描述系統(tǒng)的分子項(xiàng) num為負(fù)，則利用 rlocus函數(shù)繪制的是系統(tǒng)的零度根軌跡。（正反饋系統(tǒng)或非最小相位系統(tǒng)） 根軌跡圖繪制 rlocfind()函數(shù) MATLAB提供了函數(shù) rlocfind()來(lái)找出給定的一組根（閉環(huán)極點(diǎn)）對(duì)應(yīng)的根軌跡增益。其用法如下： ?[k,p]=rlocfind(a,b,c,d)或者 [k,p]=rlocfind(num,den) 它要求在屏幕上先已經(jīng)繪制好有關(guān)的根軌跡圖。然后，此命令將產(chǎn)生一個(gè)光標(biāo)以用來(lái)選擇希望的閉環(huán)極點(diǎn)。命令執(zhí)行結(jié)果： k為對(duì)應(yīng)選擇點(diǎn)處根軌跡開(kāi)環(huán)增益； p為此點(diǎn)處的系統(tǒng)閉環(huán)特征根。 ?不帶輸出參數(shù)項(xiàng) [k,p]時(shí)，同樣可以執(zhí)行，只是此時(shí)只將 k的值返回到缺省變量 ans中。 sgrid()函數(shù) ?sgrid：在現(xiàn)存的屏幕根軌跡或零極點(diǎn)圖上繪制出自然振蕩頻率 wn、阻尼比矢量 z對(duì)應(yīng)的格線。 ?sgrid(‘new’)：是先清屏，再畫(huà)格線。 ?sgrid(z,wn)：則繪制由用戶指定的阻尼比矢量 z、自然振蕩頻率 wn的格線。 ? 控制系統(tǒng)的分析是進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，同時(shí)也是工程實(shí)際當(dāng)中解決問(wèn)題的主要方法，因而對(duì)控制系統(tǒng)的分析在控制系統(tǒng)仿真中具有舉足輕重的作用。 ? 通過(guò)求取系統(tǒng)的零極點(diǎn)增益模型直接獲得系統(tǒng)的零極點(diǎn)，從而可以直接對(duì)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及是否為最小相位系統(tǒng)作出判斷。 ? 控制系統(tǒng)的經(jīng)典分析方法（時(shí)域、頻域分析）是目前控制系統(tǒng)界進(jìn)行科學(xué)研究的主要方法，是進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，要求熟練掌握單位階躍響應(yīng)、波特圖等常用命令的使用。 ? 根軌跡分析是求解閉環(huán)特征方程根的簡(jiǎn)單的圖解方法，要求熟練掌握根軌跡的繪制。 本章小結(jié)
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