《控制系统工具箱》PPT课件.ppt

控制系统工具箱 传递函数 单输入 单输出线性定常系统系统微分方程系统传递函数系统ZPK形式 传递函数 MATLAB中创建传递函数 TF 对象创建两个行向量 按降阶顺序分别包含分子和分母多项式中s各次幂的系数使用tf命令建立TF对象例如 numG 43 denG 165 G1 tf numG denG 或 G1 tf 43 156 传递函数 零点 极点 增益形式 ZPK 表示输入零点和极点列向量及标量形式的增益使用zpk命令建立ZPK对象例 zG 0 75 pG 1 5 kG 4 G2 zpk zG pG kG 或者 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 传递函数零点 极点图形表示pzmapO指示零点X指示极点 传递函数 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 零点图解 numG 43632 denG 110304024 G tf numG denG get G nn dd tfdata G v pzmap G 传递函数 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对象所得结果相同解 n 43632 d 110304024 G tf n d GG zpk G zz pp kk zpkdata GG v z p k zpkdata G v 留数与脉冲响应 留数 resG polG otherG residue numG denG resG留数polG极点otherG常数脉冲响应impulse G 例 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 解 numG 32 denG 2451 G tf numG denG resG polG otherG residue numG denG Impule G 传递函数的部分分式展开 resG 0 1867 0 5526i 0 1867 0 5526i0 3734polG 0 8796 1 1414i 0 8796 1 1414i 0 2408otherG 系统的脉冲响应 阶跃响应 阶跃响应函数step G DC增益dcgain G s 0处的增益 即分子多项式和分母多项式的常数项之比 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 例 numg 32 deng 2451 numstep numg denstep deng0 gstep tf numstep denstep impulse gstep 30 g tf numg deng step g 30 dc gain dcgain g 一般输入响应 响应函数lsim helplsimLSIM SYS U T plotsthetimeresponseoftheLTImodelSYStotheinputsignaldescribedbyUandT ThetimevectorTconsistsofregularlyspacedtimesamplesandUisamatrixwithasmanycolumnsasinputsandwhosei throwspecifiestheinputvalueattimeT i Forexample t 0 0 01 5 u sin t lsim sys u t simulatestheresponseofasingle inputmodelSYStotheinputu t sin t during5seconds 一般输入响应 例 输入为如下分段函数 一般输入响应 源程序g tf 32 2451 time 0 0 02 10 u 2 0 1 0 time forii min find time 2 0 leng