matlab语言及其应用2015-第九讲控制系统辅助设计.ppt

MATLAB 语言及其应用 Matlab Language and Its Applications 史元浩中北大学 Email: yhshi ***@nuc. MATLAB Language and Its Applications 第九讲 Matlab 控制系统辅助设计摘要 2017-1-19 Matlab 语言及其应用 3?控制系统的基本理论?控制系统工具箱函数?控制系统分析与设计 2017-1-19 4 控制系统模型传递函数模型零极点增益模型状态空间模型 1 0 1 1 0 1 ... ( ) ( ) ( )... m m m n n n b s b s b num s H s den s a s a s a ??? ??? ?? ?? 1 2 1 2 ( )( )...( ) ( ) ( )( )...( ) mn s z s z s z H s k s p s p s p ? ???? ?? x ax bu y cx du ? ???? ???( 1) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) x k ax k bu k y k cx k du k ? ? ???? ?? Matlab 语言及其应用 2017-1-19 5模型的转换 1 [num,den]= ss2tf (a,b,c,d) [a,b,c,d]= tf2ss (num,den) [z,p,k]= tf2zp (num,den) [num,den]= zp2tf (z,p,k) [a,b,c,d]= zp2ss (z,p,k) [z,p,k]= ss2zp (a,b,c,d) 0 1 0 1 [ , ,.... ] [ , ,.... ] mn num b b b den a a a ?? 1 2 1 2 [ , ,... ] [ , ,... ] [ ] mn z z z z p p p p k k ??? Matlab 语言及其应用 2017-1-19 6例: 求传函和状态空间模型 k=6; z=[-3]; p=[-1,-2,-5]; pzmap(p,z) [num,den]=zp2tf(z,p,k) tf(num,den) [A,B,C,D]=zp2ss(z,p,k) [zz,pp,kk]=ss2zp(A,B,C,D) 6( 3) ( ) ( 1)( 2)( 5) s H s s s s ??? ?? Matlab 语言及其应用 2017-1-19 7 s1=tf([3 4 5],[1 3 5 7 9],'InputName','U','OutputName','Y') s2=tf([3 4 5],[1 3 5 7 9], ,'InputName','U','OutputName','Y') Transfer function from input "U" to output "Y": 3 s^2 + 4 s + 5 ----------------------------- s^4 + 3 s^3 + 5 s^2 + 7 s + 9 Transfer function from input "U" to output "Y": 3 z^2 + 4 z + 5 ----------------------------- z^4 + 3 z^3 + 5 z^2 + 7 z + 9 Sampling time: Matlab 语言及其应用 2017-1-19 8 模型的转换 2 连续时间系统?===?离散时间系统连续到离散[ad,bd]= c2d (a,b,Ts) [ad,bd,cd,dd]= c2dt (a,b,c,d,Ts,lambda) 带输入延时[ ad,bd,cd,dd]= c2dm (a,b,c,d,Ts, ’ method ’) [num,den]= c2dm (num,den,Ts, ’ method ’) 方法: ‘ zoh ’默认零阶保持器‘ foh ’默认一阶保持器(无逆变) ‘ tustin ’利用双线性逼近导数‘ prewrap ’利用频率预变的双线性来逼近‘ matched ’利用匹配零-极点方法将 SISO 系统变换 Matlab 语言及其应用( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) x t