离散控制系统分析方法

1、实验二失散控制系统剖析方法一、实验目的利用MATLAB对各样失散控制系统进行时域剖析。二、实验指导1控制系统的牢固性剖析由前面章节学习的容可知，对线性系统而言，若是一个连续系统的全部极点都位于s平面的左半平面，则该系统是一个牢固系统。对失散系统而言，若是一个系统的全部极点都位于z平面的单位圆部，则该系统是一个牢固系统。一个连续的牢固系统，若是全部的零点都位于平面的左半平面，即全部零点的实部小于零，则该系统是一个最小相位系统。一个失散的牢固系统，若是全部零点都位于z平面的单位圆，则称该系统是一个最小相位系统。由于Matlab供应了函数能够直接求出控制系统的零极点，所以使用Matlab判断一个系统

2、可否为最小相位系统的工作就变得十分简单。2控制系统的时域剖析时域剖析是直接在时间域对系统进行剖析。它是在必然输入作用下，求得输出量的时域表达式，进而剖析系统的牢固性、动向性能和稳态误差。这是一种既直观又正确的方法。Matlab供应了大量对控制系统的时域特点进行剖析的函数，合用于用传达函数表示的模型。其中常用的函数列入表1，供学生参照。表1常用时域剖析函数函数说明step连续系统的阶跃响应impulse连续系统的脉冲响应covar连续系统对白噪声的方差响应initial连续系统的零输入响应lsim连续系统对随意输入的响应dstep失散系统的阶跃响应dimpulse失散系统的脉冲响应dcovar失

3、散系统对白噪声的方差响应dinitial失散系统的零输入响应dlsim失散系统对随意输入的响应filter数字滤波器例1已知闭环系统的传达函数H(z)1.50.5zz2试绘出其单位阶跃响应与单位斜波输入响应。解：为求其单位阶跃响应与单位斜波输入响应，编制程序以下：num=1.5;den=10.50;sysd=tf(num,den,0.1)y,t,x=step(sysd);1/8subplot(1,2,1)plot(t,y);xlabel(Time-Sec);ylabel(y(t);gtext(单位阶跃响应)grid;u=0:0.1:1;subplot(1,2,2)y1,x=dlsim(num,

4、den,u);plot(u,y1)xlabel(Time-Sec);ylabel(y(t);gtext(单位速度响应)grid二、实验容1、MATLAB在失散系统的剖析应用关于以以下图所示的计算机控制系统构造图1，已知系统采样周期为T=0.1s，被控对象的传达函数为G(s)2，数字控制器D(z)z0.36，试s(0.1s1)(0.05s1)z0.98求该系统的闭环脉冲传达函数和单位阶跃响应。图1计算机控制系统构造图实验步骤：1）.求解开环脉冲传达函数，运用下面的matlab语句实现：T=0.1;sys=tf(2,0.0050.1510);%将传函分母张开sys1=c2d(sys,T,zoh);

5、sys2=tf(1-0.36,10.98,0.1);sys3=series(sys2,sys1)履行语句后，屏幕上显示系统的开环脉冲传达函数为：sys3=0.03362z3+0.05605z2-0.01699z-0.002717-z4-0.5232z3-0.9201z2+0.4922z-0.048792/8Sampletime:0.1seconds2）.求其闭环脉冲传达函数，能够输入以下matlab语句来实现：sys4=tf(1);sys5=feedback(sys3,sys4,-1)履行语句后，会显示系统的开环脉冲传达函数为：sys5=0.03362z3+0.05605z2-0.01699z

6、-0.002717-z4-0.4896z3-0.8641z2+0.4752z-0.05151Sampletime:0.1seconds3）.最后可用以下命令绘制该失散系统的单位阶跃响应，其结果以以下图：step(sys5)失散系统的单位阶跃响应曲线为：4）.还能够够绘制该失散系统的单位脉冲响应，其结果以以下图：impulse(sys5)3/8实验结果：4/82、SIMULINK在失散系统的剖析应用所给的失散系统的Simulink仿真模型如图2所示，在成立的仿真模型中，设置数字控制器和零阶保持器的采样时间为0.1s。运行仿真模型就能够获取系统的单位阶跃响应，该失散系统的单位阶跃响应曲线，如图3。图2系统的单位阶跃响应Simulink仿真模型5/8图3失散系统的单位阶跃响应曲线图4系统的单位脉冲响应Simulink仿真模型设置脉冲输入参数以下：6/8图5失散系统的单位脉冲响应曲线实验结果：7/8问题剖析：在实验的过程中，由于对matlab软件熟练度不足和对软件某些认识上的不足，使得程序在运行过程中出现了很多差错，而对专