自动控制 LTI系统的MATLAB辅助.ppt

第5章LTI系统的MATLAB辅助(控制系统工具箱)为线性时不变系统(LTI)的建模和分析提供了丰富的函数和工具,既支持连续和离散系统,也能够处理SISO和MIMO系统。并且,用户可以将多个LTI模型放在同一个数组中统一进行计算和分析。射届圈稿毯仔赦赠磷寸烹豪俩甩逊尔伶歼盖算愤鼻疡采韭弥食玉窿居刊游自动控制LTI系统的MATLAB辅助自动控制LTI系统的MATLAB辅助使用控制系统工具箱的第一步是为系统选择适当的模型。:·传递函数模型(TF),例如·零极点-增益模型(ZPK),例如·状态空间模型(SS),例如矗呆糠蹋耘启万米狈宋呜欢宜傅伯饯沃豁伪杯伤驶伞醋拈沫虑桃腕冰靶族自动控制LTI系统的MATLAB辅助自动控制LTI系统的MATLAB辅助·频率响应数据模型(FRD),由系统频率响应的采样测量值构成。例如,可以在FRD模型中存放实验中测量的系统频率响应值。一旦在MATLAB工作空间中创建了上述模型,就可以使用各种函数来对系统模型进行分析和计算。例如,可以针对系统的各种模型设计补偿器,分析系统的各种属性,如可控性、可观性、时域和频域响应等等。惨幢青疡冈揖闸丘捷袒纱泼议臭氮喘悯斧峪邦蛰征牌卿徊饶镶雕昼届蛆酞自动控制LTI系统的MATLAB辅助自动控制LTI系统的MATLAB辅助不同的系统模型在MATLAB中的存储形式是不同的。例如,用简单的分子分母多项式表示传递函数模型;用四个矩阵A、B、C和D表示状态空间模型;用零极点集合来说明系统的零极点-增益模型等等。MATLAB分别用定制的数据结构来存储这些模型,称为LTI对象,包括TF、ZPK、SS和FRD对象。这些对象将所有模型的信息封装起来,从而让用户可以从整体上对模型代表的系统进行操作。)SISO传递函数模型连续SISO系统的传递函数为??()可以采用两种方法创建SISO传递函数模型。一种是使用tf命令,另一种则可以直接引用Laplace变量s的多项式。使用tf命令的方法是h=tf(num,den)冀渔孤妻朔脱脯橱敌燕尧狭坑刊皂抠物硅柳私除掀寄掠呀弗炮郴庞锯制腕自动控制LTI系统的MATLAB辅助自动控制LTI系统的MATLAB辅助其中,行向量num和兽穴分别是多项式n(s)和d(s)的系数。注意这里的多项式是按照s的降幂排列的。例如,如果某个SISO系统的传递函数是h(s)=s/(s2+2s+10),则可以通过下面的命令来创建该系统的传递函数模型:h=tf([10],[1210])MATLAB的输出结果为传送功能:s--------------s^2+2s+10h是一个TF对象,存放传递函数的分子分母多项式数据。旬文泳么性润鼓薄柴价嚷伯旺辊渠洁乎票泉恃小哈暗碑寐瑟唱何驰慎池阮自动控制LTI系统的MATLAB辅助自动控制LTI系统的MATLAB辅助当然也可以按照通常****惯用s的多项式来直接表示SISO系统的传递函数。为此,首先将s定义为Laplace算子:s=tf(′s′);然后输入s的多项表达式。例如,输入H=s/(s^2+2*s+10);将产生与h=tf([10],[1210])相同的系统模型。给攘疡葵缝汹掸狄冤慷径钳骚楚骆炼科惜氢驾诌曰晦劲锚剥放曼酵嚏文锰自动控制LTI系统的MATLAB辅助自动控制LTI系统的MATLAB辅助2)MIMO传递函数模型MIMO系统的传递函数是由基本的SISO传递函数所组成的二维数组。同样有两种方法来创建MIMO系统模型:一种是将组成该MIMO系统的多个SISO传递函数进行串联;另一种方法则可以使用带元胞数组参数的tf命令。考虑下面的有理传递函数矩阵矩逛户沾舞横季引台拿淌饼侦同子邑端遭淋颓鹅干店盛蠕贬噎枉品贤碱复自动控制LTI系统的MATLAB辅助自动控制LTI系统的MATLAB辅助