matlab软件应用介绍系统连接框图的模型PPT课件.ppt

3 6系统连接框图的模型表示 一 串联连接结构u t y t G s G2 s G1 s MATLAB命令格式 G G2 G1 G1 s G2 s 1 二 并联连接结构u t y t G s G2 s G1 s MATLAB命令格式 G G2 G1 2 三 反馈连接结构u t y t MATLAB命令格式 G feedback G1 G2 sign 3 四 更复杂的连接结构u t y t MATLAB命令格式 G feedback G1 G2 H 4 例6 上图中的三个传递函数为求闭环系统的传递函数 5 例7 求闭环传递函数8234567910 6 方法一 按照上述的方法 可以得出系统的闭环传递函数 由图可知 这是一个具有交错反馈的多回路系统 首先将6 7方框间的引出点进行变位变换 后移到方框7后面 则下面就可以输入M命令 7 g1 tf 1 0 01 1 g2 tf 0 17 1 0 085 0 g3 g1 g4 tf 0 15 1 0 051 0 g5 tf 70 0 0067 1 g6 tf 0 21 0 15 1 g7 tf 130 1 0 g8 0 212 g9 tf 0 1 0 130 0 01 1 g10 0 0044 g1 gg1 feedback g7 g6 g8 paths6 8gg2 feedback gg1 g5 g4 g9 paths4 9G feedback gg2 g3 g2 g10 g1 overallsystemzpk G 8 2020 1 15 9 方法二 在实际应用中 整个系统闭环传递函数的求解并不总是这样简单 有时甚至不适合手工来求解 必须采用计算机辅助的方式进行求解 控制系统工具箱提供了一个M函数connect 和一个M文件blkbuild来求取含有相互连接模块结构的状态方程模型 10 求取系统数学模型的过程 用户首先需要用blkbuild程序建立起原始模型的增广状态方程模型 a b c d 然后输入各个模块的连接关系 即建立Q矩阵 最后调用connect 函数来获得系统总的状态方程模型 11 基本步骤 1 方框排号 2 用MATLAB语句输入每个方框的信息 3 输入连接矩阵Q 输入向量INPUTS和输出向量OUTPUTS 4 构造整个系统的模型 整个系统的模型由下面的函数调用 即可得到系统的状态方程 G connect a b c d Q INPUTS OUTPUTS 若采用下面的命令 可得到系统的零极点增益模型 A B C D connect a b c d Q INPUTS OUTPUTS zpk ss A B C D 12 例7方法二1 方框排号 2 用MATLAB语句输入每个方框的信息 nblocks 10 n1 1 d1 0 01 1 n2 0 17 1 d2 0 085 0 n3 1 d3 0 01 1 n4 0 15 1 d4 0 051 0 n5 70 d5 0 0067 1 n6 0 21 d6 0 15 1 n7 130 d7 1 0 n8 0 212 d8 1 n9 0 1 d9 0 01 1 n10 0 0044 d10 0 01 1 blkbuild 13 3 输入连接矩阵Q 输入向量INPUTS和输出向量OUTPUTS 输入连接矩阵Q的规则为 Q矩阵应该有nblocks行 Q矩阵第1列应为相应模块的方框编号 Q矩阵第i行的第2列及以后的元素应包含进入第i个模块的所有方框信息 输入向量INPUTS由输入信号所进入模块的编号构成 输出向量OUTPUTS由输出信号流出的模块编号构成 14 Q 1 0 0 2 1 10 3 2 0 4 3 9 5 4 0 6 5 8 7 6 0 8 7 0 9 6 0 10 7 0 INPUTS 1 OUTPUTS 7 15 4 构造整个系统的模型 整个系统的模型由下面的函数调用 即可得到系统的状态方程 G connect a b c d Q INPUTS OUTPUTS 若采用下面的命令 可得到系统的零极点增益模型 A B C D connect a b c