控制系统CAD课程形考作业二参考答案复习课程

1、控制系统CAD作业、填空题1.在MATLAB的命令窗口中键入simulink设计环境。2.引出信号支线的方法是按住鼠标在按下姓名：学号：得分：教师签名：命令可打开Simulink图形化右键，在需要增加分支的地方拉出引线；也可Ctrl键的同时，在分支点按住鼠标左键拉出引线。3.已知系统传递函数的增益为4.5，零点为-2±j，极点为0、-3和-1 ±j，则零极点模型；“Poles” 框应填入0 -3 -1-j模块的参数设置对话框内 “Zeros”框应填入 -2+j -2-j-1+j；“Gain ”框应填入4.54.用零极点模型表示系统结构时若没有零点只有极点，需要在零极点模型模

2、块的参数设置对话框将“ Zero向量设为_5. 已知单位负反馈系统的开环传递函数为:G（s）芥抚，若要完成以下的系统仿真分析：（1）利用Simulink求系统的单位阶跃响应；（2）用示波器显示仿真结果；（3）将结模块、果输出到MATLAB 的工作空间，则需要用到的模块有Sources库的_Step_Continuous 库的 Transfer Fen模块、 Math Operations 库的Sum模块、Sinks库的To Workspace模块和Scope模块。256. 利用Continuous库的Transfer Fcn模块表示传递函数 G（S） 时，其参数设置s 2s对话框中 “ Num

3、ertor coefficie nt （分子多项式）"框应填入25，“ De no mi nator coefficie nt（分母多项式）”框应填入1 2 0。7. 利用已存在系统模型的部分结构建立子系统，则Simulink会自动添加 输入模块和输出模块来表示子系统的输入端口和输出端口。8. 创建子系统、封装子系统、编辑已封装的子系统所用的菜单命令分别为CreateSubsystem、Mask Subsystem、Edit Mask。9. 在仿真参数设置对话框中可选择求解器（ Solver）类型，可供选择的类型有可变步长模式禾廿固定步长模式。10. 选择可变步长模式时仿真步长随模型

4、的动态特性变化，提供误差控制和过零检测两种功能，而固定步长模式则不提供。二、选择题11. 已知单位负反馈系统的开环传递函数为：G（s）ss 1），利用Simulink求系统的单位阶跃响应时，不需要下列模块中的哪一种？（D）A.别贰B. J> Transter FcnC.2. 能将Simulink中的结果数据导出到MATLAB工作空间的模块是：（C）Integrator三、判断题1. Simulink将建模时所需的功能模块按其功能划分到不同的模块库中，因此任一模块都 有唯一对应的模块库。（错）2. Simulink对子系统的封装功能不仅增强了模型的可读性，还大大简化了子系统的参数设置，在仿

5、真前只需打开子系统编辑窗口，对其中的每个模块分别进行参数设置就可以了。（错）3. 利用Simulink进行系统建模和仿真的一般步骤是调用各模块库中的模块建立仿真模型，设置各模块参数及全局仿真参数后运行仿真，并根据系统性能要求调整参数，输出结果。（对）一、填空题1.在线性定常系统中，常用的数学模型有：微分方程及传递函数的多项式模传递函数的零极点增益模型 状态空间模型、频率响应数据模型和TF、ZPK、SS、FRD 等。2.说明以下函数的功能:(1) tf2zp() : 传递函数多项式模型转换为零极点模型 (2) zp2tf() : 零极点模型转换为传递函数多项式模型 (3) tf2ss()： _传

6、递函数多项式模型转换为状态空间模型 (4) ss2tf(): 状态空间模型转换为传递函数多项式模型 (5) zp2ss()： _零极点模型转换为状态空间模型 (6) ss2zp()： 状态空间模型转换为零极点模型 、编程题1.已知系统的传递函数为：27s 4s 1G(s) 6421 ，在MATLAB中用两种方法建立系s 5s 3s 8统的传递函数多项式模型。解：方法一clear%分子多项式系数向量%分母多项式系数向量%将变量s定义为传递函数模型num=7 4 1;den=1 0 5 0 3 0 8;G=tf(num,den)方法二clears=tf('s');G1=(7*sA2

7、 + 4*s + 1)/(sA6+5*sA4 +3*sA2 + 8)2.已知系统的传递函数为:G(s)(3s 2)(s 3)(2s2 4s 1)2342(s 3)(s 1) (2s 3s 5s 1)在MATLAB中建立系统的传递函数多项式模型。解: clearnum=conv(conv(3 2,1 3),2 4 1);den=conv(conv(conv(1 0 3,2 0 3 5 1),conv(1 1,1 1),1 1);G2=tf(num,den)2(s 1)3. 已知系统的传递函数为：G(s)2，在MATLAB中用两种方法建立系(s 2)(s 2s 3)统的零极点增益模型。解：方法一c

8、learz=1;p=-2,3,-1;k=2;G3=zpk(z,p,k)方法二clears = zpk('s');%输入系统的零级、极点和增益%将变量s定义为零级点增益模型G4=2*(s-1)/(s+2)*(sA2-2*s-3)4.已知系统的传递函数为:模型转换为ZPK模型。解：方法一clearnum=2 1 3;den=1 2 4 3 1;G=tf(num,den);G5=zpk(G)方法二clearnum=2 1 3;den=1 2 4 3 1;z,p,k=tf2zp(num,den)G(s)2s2 s 3s4 2s3 4 s2 3s 1%分子多项式系数向量%分母多项式系数向

9、量%创建传递函数模型%分子多项式系数向量%分母多项式系数向量在MATLAB中用两种方法将TF%输入系统的零点、极点和增益%生成ZPK模型%输入系统的零点、极点和增益G6=zpk( z, p,k)5.已知系统的传递函数为：2G(s) (s2 6()(s為)6s 5)，在MATLAB中用两种万法将ZPK模型转换为TF模型。解：方法一clearz=-2,-2,+2;p=1,1,-1,-5,-6A0.5,6A0.5;k=1;G=zpk(z,p,k);G仁 tf(G)方法二clearz=-2,-2,+2'p=1,1,-1,-5,-6A0.5,6A0.5;k=1;num,den=zp2tf(z,p

10、,k)G=tf(num,den)%模型转换，获得系统TF模型的分子分母系数%根据所求的参数生成TF模型6.已知两个子系统的传递函数分别为:G(s)2(s 2)22 2(s 4)(s 2) (s 2s 3)G2(s)42s 2s 3s 1s55s43s2s 4s_1在 MATLAB中用将两个子系统串联连接生成新系统。解: clearz=2;p=-2i,2i,-2,-2,-1,3;k=2;G仁 zpk(z,p,k);num=1 0 2 3 1;den=1 5 3 2 4 1;G2=tf(num,den);G=series(G1,G2)%清除工作空间中变量%输入子系统的零点、极点和增益%生成第一个子

11、系统的ZPK模型%子系统的分子多项式系数向量%子系统分母多项式系数向量%生成第二个子系统的TF模型7.已知两个子系统的传递函数分别为:G(s)3(s !)G2(s)(s 1)3(s24)，2®5s2 4s 242s 4s 2s 1解: clearz=1;p=-1,-1,-1,2i,- 2i;k=3;G仁 zpk(z,p,k);num=5 4 2;den=1 0 4 2 1;G2=tf(num,den);G=parallel(G1,G2)8.已知两个子系统的传递函数分别为%清除工作空间中变量%输入子系统的零点、极点和增益%生成第一个子系统的ZPK模型%子系统的分子多项式系数向量%子系统分母多项式系数向量%生成第二个子系统的TF模型在MATLAB中用将两个子系统并联连接生成新系统。%清除工作空间中变量%输入子系统的零点、极点和增益%生成第一个子系统的ZPK模型%子系统的分子多项式系数向量%子系统分母多项式系数向量%生成第二个子系统的TF模型小(s 2)(s1)s 1: