控制系统工具箱ppt课件

第10章控制系统工具箱，1。控制系统工具箱基于MATLAB为控制工程提供的设计功能，为控制系统的建模、分析和仿真提供了丰富的功能和简单的图形用户界面。在MATLAB中，专门提供了面向系统对象模型的系统设计工具：LTIViewer和SISODesignTool。LTIViewer可以方便地获得系统的各种时域响应和频率特性曲线，并获得系统的性能指标。SISODesignTool设计具有极点配置、最优控制和最小二乘估计功能。控制系统工具箱也是开放和可扩展的。用户可以创建常用的M文件来满足他们的特殊需求。控制系统工具箱允许使用经典控制理论和现代控制理论对连续控制系统和离散控制系统进行仿真分析。2，10.1线性时不变系统浏览器-LTIViewer10.2单输入单输出系统设计工具-SISISIGNETOL，3，LTIViewer简介，LTIViewer可提供绘制浏览器模型的主要时域和频域响应曲线，并可使用浏览器提供的优秀工具观察和分析各种曲线。在MATLAB命令窗口中输入命令ltiview进入LTIViewer窗口。4，LTIViewer命令菜单和窗口设置，文件菜单，新查看器-创建新的LTIViewer窗口。导入-导入系统对象模型。EXPOT-将当前LTIViewer窗口中指定系统的对象模型以的形式保存到工作区或磁盘。mat文件。工具箱首选项-设置新创建或重新启动的LTIViewer窗口的属性，该窗口对于当前窗口无效。这些属性包括坐标单位、系统指示参数的描述(如调整时间的定义、上升时间的定义等)。)，坐标颜色，坐标字体大小等。5、编辑菜单和图形配置-配置显示窗口和内容。可选择LTIViewer绘制的曲线布局和不同区域绘制的曲线的响应类型选择，其中响应类型主要有阶跃、脉冲、波特、奈奎斯特、尼科尔斯、极点/零点等。6，刷新系统-当显示配置改变时，使用此命令使每个曲线显示区域中的曲线处于最佳显示位置。删除系统-删除当前窗口中的对象模型。线条样式-设置显示曲线的颜色、线条形状、标记、坐标网格和其他属性。7，查看器首选项-设置当前窗口的坐标单位、范围、窗口颜色、字体和其他窗口，此设置对当前LTi查看器窗口中的所有曲线显示有效。单位选择卡：设置图形显示时的频率、振幅和相位单位。样式选择卡：设置图形显示的字体、颜色和绘图网格。特性选择卡：设置系统响应曲线的特性参数。参数选择卡：设置系统响应输出的时间变量和频率变量。8，LTIViewer对象模型，(1) TF对象，调用格式 sys=tf(num，den)描述将传递函数模型描述的系统封装到相应的系统对象模型中。呼叫格式 sys=zpk(z，p，k)描述将零极点增益模型描述的系统封装到相应的系统对象模型中，(2) SS对象，(呼叫格式)sys=ss(a，b，c，d)描述将状态空间模型描述的系统封装到相应的系统对象模型中。zpk对象，9，曲线显示区域的属性设置，右键弹出菜单设置所选曲线显示区域的属性。PlotType-更改显示框中的显示内容。系统-隐藏/显示指定对象模型的曲线。特征-显示重要的参数点标记和标记线。根据选定的曲线，将有不同的设置。时域曲线的设置主要包括上升时间、峰值时间、进入稳态时间、稳态域识别时间等标记或标记线。频域曲线的设置主要包括峰值响应幅度裕量点和交点裕量点等标记或标记线。网格-显示/取消显示坐标网格。归一化-归一化纵坐标。全视图-使用系统提供的最大样本数显示曲线。属性-设置图形的名称、坐标范围、单位、字体、颜色等属性，并确定重要参数点的范围(如上升时间等。)和相位图的显示范围。LTIViewer属性设置，10，2数据显示框的属性设置，右击曲线或活动标记点，对于所选标记点和相应数据显示框的属性设置，对齐-设置数据显示框相对于标记点的位置(右上、左上、右下、左下)。字体大小-设置数据显示框中显示的字符大小。可移动-将指定的标记点设置为活动的。删除-删除指定的标记点和相应的数据显示框。插值-当鼠标拖动标记点时，选择插值方法。接近-根据系统给出的采样点运动(运动不连续性)；线性两个采样点之间采用线性插值，运动(连续性)基于插值数据。跟踪模式-根据选择的X、Y和XY模式，标记点沿着选定的方向移动。典型二阶系统的传递函数是使用LTIViewer来分析系统。1。在MATLAB命令窗口中输入SYS=TF (0.64)，1，0.8，0.64)LTI视图，点击文件导入在工作区选择系统模型，12，13，2。LTI查看器窗口设置，单击Edit】【PlotConfigurations选择并显示6个窗口。并设置每个窗口的响应类型，14，15，SISODesignTool配置文件。在命令窗口中输入命令sisotool，进入SISODesignTool主窗口。SISODesignTool快捷工具栏，16，点击FS生成4个系统结构供用户选择，点击/-改变反馈极性。波德图编辑区、根轨迹编辑区、链接C传递函数、17、SISODESIGNTOOL命令菜单简介、文件菜单、导入-导入系统设计对象模型。导出-设计完成后保存系统对象模型。保存会话-为后续工作保存设计工作环境(包括对系统的各种更改)。加载会话-在设计工作环境中调用以恢复保存的状态。编辑菜单OpenLoopnichols设置开环Nicholstow编辑区域。【前置波特】设置链接f波特图的编辑区域。上述四个设置与右键弹出菜单一致。主要内容包括添加/删除极点和零点，设置给定系统参数的有限区域(取决于所选曲线，系统参数的有限区域也是不同的)，给出区域标记，网络的显示选择，给定的坐标范围，曲线名称的修改，以及相应图形中曲线坐标的放大和缩小。SISOTOOLPHREFERENCE-设置SISODesignTool中涉及的图形属性。主要内容包括坐标单位、坐标字体、字体大小、网络、上升时间定义范围的数学模型表示等显示属性。根轨迹-设置根轨迹曲线的编辑区域。开环博德-设置开环博德图的编辑区域。当预过滤链接f波德图编辑区和尼科尔图编辑区出现在窗口中时，以下两个选项将出现在编辑菜单中，19、视图菜单、【根轨迹】显示/取消根轨迹图编辑区。开放博德-显示/取消博德图编辑区域。显示/取消尼科尔斯图编辑区。预过滤体-显示/取消链接f(预过滤链接)波特图编辑区。系统数据-显示链路G和链路H的传递函数。闭环极点-显示闭环极点列表。设计历史-显示设计过程的历史。补偿器菜单，编辑-设计链接c和链接f或编辑现有设计(添加和删除极点和零点)。存储/检索-存储或使用所设计的一对链路C和F，主要用于各种设计方案的比较。清除-将链路C和链路F的传递函数设置为1。20，分析菜单，【响应步进命令】-在弹出的图形窗口中显示系统步进响应曲线。抑制阶跃干扰-系统对阶跃干扰的抑制曲线显示在弹出的图形窗口中。闭环博德】-在弹出的图形窗口中显示闭环系统的博德图。补偿器伯德-链接C的伯德图显示在弹出的图形窗口中。开环奈奎斯特-开环奈奎斯特图表显示在弹出的图形窗口中。其他响应-选择所需的显示曲线。工具菜单、连续/离散转换-设计线性离散控制系统，主要设置离散控制系统的采样时间、连续信号的离散化方法等。绘制仿真图构建系统的仿真结构图。21，1。在MATLAB命令窗口中输入SYS=TF (60，30)，1，9，17，10)，点击文件导入导入数