控制系统工具箱ppt课件

1、控制系统工具箱传递函数l单输入/单输出线性定常系统l系统微分方程l系统传递函数l系统ZPK形式uuyyy3456 5634)(2ssssG)5)(1()75. 0(4)(ssssG传递函数lMATLAB中创建传递函数TF对象l创建两个行向量，按降阶顺序分别包含分子和分母多项式中s各次幂的系数l使用tf命令建立TF对象l 例如：l numG=4 3;denG=1 6 5;l G1=tf(numG,denG)l或l G1=tf(4 3,1 5 6)传递函数l零点、极点、增益形式ZPK表示l输入零点和极点列向量及标量形式的增益l使用zpk命令建立ZPK对象l 例：l zG=-0.75;pG=-1;-

2、5;kG=4;l G2=zpk(zG,pG,kG)l 或者：l G2=zpk(-0.75,-1;-5,4)传递函数两种形式互换TF形式变换为ZPK形式 Gzpk=zpk(Gtf) zz,pp,kk=zpkdata(Gzpk,v)%获得G(s)的零点、极点和增益ZPK形式变换为TF形式Svv=tf(Sxx)nn,dd=tfdata(Svv,v)%获得分子分母多项式系数传递函数l传递函数零点、极点图形表示l pzmapl O指示零点l X指示极点-5-4.5-4-3.5-3-2.5-2-1.5-1-0.50-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81Pole-Zero MapR

3、eal AxisImaginary Axis传递函数l例1：创建如下系统的TF对象，显示对象属性并提取分子分母多项式，以行向量显示，绘制极点-零点图l解：l numG=4 36 32l denG=1 10 30 40 24l G=tf(numG,denG)l get(G)l nn,dd=tfdata(G,v)l pzmap(G)uuuyyyyyiv3236424403010)( 传递函数l例2：使用例1中的系统，建立ZPK模型，提取零点、极点和增益，验证其与TF对象所得结果相同l解：l n=4 36 32；l d=1 10 30 40 24;l G=tf(n,d)l GG=zpk(G)l zz

4、,pp,kk=zpkdata(GG,v)l z,p,k=zpkdata(G,v)留数与脉冲响应l留数l resG,polG,otherG=residue(numG,denG)l resG留数l polG极点l otherG常数l脉冲响应l impulse(G)例：154223)(23sssssG一个线性定常系统的传递函数是 写出G(s)的部分分式展开式，并绘制系统的脉冲响应。留数与脉冲响应l解：lnumG=3 2;denG2 4 5 1;lG=tf(numG,denG)lresG,polG,otherG=residue(numG,denG)lImpule(G)传递函数的部分分式展开：resG

5、= -0.1867 - 0.5526i -0.1867 + 0.5526i 0.3734 polG = -0.8796 + 1.1414i -0.8796 - 1.1414i -0.2408 otherG = 1414. 18796. 05526. 01867. 0 1414. 19796. 05526. 01867. 02408. 03734. 0)(jsjjsjssG系统的脉冲响应051015202500.10.20.30.40.50.60.7Impulse ResponseTime (sec)Amplitude阶跃响应l 阶跃响应函数l step(G)lDC增益l dcgain(G)l

6、s=0处的增益，即分子多项式和分母多项式的常数项之比。l对给定传递函数G(s)，增加一个s=0处的极点，再使用impulse命令，也可得到系统的阶跃响应。阶跃响应l例：l numg=3 2;deng=2 4 5 1;l numstep=numg;l denstep=deng 0;l gstep=tf(numstep,denstep)l impulse(gstep,30)l g=tf(numg,deng)l step(g,30)l dc_gain=dcgain(g)05101520253000.20.40.60.811.21.41.61.82Step ResponseTime (sec)Ampl

7、itude一般输入响应l响应函数l lsiml help lsiml LSIM(SYS,U,T) plots the time response of the LTI model SYS to thel input signal described by U and T. The time vector T consists of l regularly spaced time samples and U is a matrix with as many columns as inputs and whose i-th row specifies the input value at time T(i).l For example, l t = 0:0.01:5; u = sin(t); lsim(sys,u,t) l simulates the response of a single-input model SYS to the input l u(t)=sin(t) during 5 seconds.一般输入响应l例：输入为如下分段函数：22005 . 020)(ttttu一般输入响应l源程序l g=tf(3 2,2 4 5 1);l time=0:0.02:10;l u=2.0*(1+0*(time);l for ii=min(