05 离散系统Matlab仿真PPT课件.ppt

1、第五章 离散系统Matlab仿真,5.1 离散系统的数学模型,5.2 离散系统的稳定性分析,5.3 离散系统的动态性能分析,1,5.1 离散系统的数学模型,sys=tf (num, den, Ts)：返回离散系统的传递函数模型，num与den分别为系统的分子与分母多项式系数向量；Ts为采样周期，当Ts=-1或者Ts= 时，表示系统的采样周期未定义。,sys=zpk (z, p, k, Ts)：用来建立离散系统的零极点增益模型，Ts为采样周期，当Ts=-1或者Ts= 时，表示系统的采样周期未定义。,一、数学模型的建立,2,num=0.01 0.03 -0.07; den=1 -2.7 2.42

2、-0.72; G=tf(num,den,-1),3,sys=filt (num, den)：用来建立采样时间未指定的脉冲传递函数； sys=filt (num, den, Ts)：用来建立一个采样时间由Ts指定的脉冲传递函数。num和den分别为系统分子与分母多项式系数向量。,printsys (num, den, s)：连续系统传递函数； printsys (num, den, z)：离散系统传递函数。,另外，还可以用printsys ( )函数来输出控制系统的传递函数。其调用格式为：,4,num=0.01 0.03 -0.07; den=1 -2.7 2.42 -0.72; G=filt(

3、num,den) printsys (num, den, z),5,二、数学模型的相互转换,这两种数学模型之间是可以相互转换的，其调用格式分别为： tf (sys) 将零极点增益模型转换成传递函数模型； zpk (sys)将传递函数模型转换成零极点增益模型。,z, p, k = tf2zp (num,den)，其中num和den分别为系统传递函数的分子与分母多项式系数向量， z, p, k分别为系统对应的零点向量、极点向量和增益。 num, den = zp2tf (z, p, k)，其中z, p, k分别为系统的零点向量、极点向量和增益。 num和den分别为系统对应的传递函数模型分子与分母

4、多项式系数向量。,6,num=0.01 0.03 -0.07; den=1 -2.7 2.42 -0.72; G=tf(num,den,-1); G=zpk(G) z, p, k = tf2zp (num,den),7,三、连续系统和离散系统数学模型之间的转换,sysd=c2d (sysc,Ts, imp)：把连续定常系统模型sysc转换成离散系统模型sysd，采样时间为Ts，imp表示直接脉冲响应法。,8,num=1;den=0.1 1 0; sysc=tf(num,den); sysd=c2d(sysc,1, imp),9,sysd=c2d (sysc,Ts, zoh)：把连续定常系统模型

5、sysc转换成离散系统模型sysd，采样时间为Ts，imp表示对输入信号加零阶保持器。,10,num=1;den=1 1 0; sysc=tf(num,den); sysd=c2d(sysc,1, zoh),11,四、多模块数学模型的建立,1、两模块串联,12,G1=tf(1,1 1); G1d=c2d(G1,1, imp) G2=tf(1,1 2); G2d=c2d(G2,1, imp) Gd=G1d*G2d,13,G1=tf(1,1 1); G2=tf(1,1 2); G=G1*G2 Gd=c2d(G,1, imp),14,2、闭环离散系统,15,G=tf(1,1 1 0); Gd=c2d

6、(G,1, imp); phid=feedback(Gd,1),16,5.2 离散系统的稳定性分析,离散系统稳定的充要条件：闭环脉冲传递函数的极点全部在z平面的单位圆内，或闭环特征根的模都小于1。,17,sysc=tf(10,1 1 0); sysd=c2d(sysc,1, zoh); closysd=feedback(sysd,1); closysd=zpk(closysd) pzmap(closysd) pole(closysd),18,sysc=tf(1,1 1 0); sysd=c2d(sysc,1, zoh); pole(sysd) rlocus(sysd) k, poles=rlo

7、cfind (sysd),19,5.3 离散系统的动态性能分析,dstep (num,den,N )；绘制离散系统的单位阶跃响应曲线，num、den分别为系统闭环脉冲传递函数分子和分母多项式系数向量，N为指定的输出点个数； y= dstep (num,den,N )：不绘制阶跃响应曲线，返回输出数值序列y。,一、离散系统单位阶跃响应,20,sys=tf(1,1 1 0); sysd=c2d(sysc,1, zoh); closysd=feedback(sysd,1); num,den=tfdata(closysd) dstep (num,den,25 ),21,dimpulse (num,de

8、n,N )；绘制离散系统的单位脉冲响应曲线，num、den分别为系统闭环脉冲传递函数分子和分母多项式系数向量，N为指定的输出点个数； y= dimpulse(num,den,N )：不绘制脉冲响应曲线，返回输出数值序列y。,二、离散系统单位脉冲响应,22,hold on dimpulse (num,den,25 ) hold off y,x= dimpulse(num,den,25 );,23,dlsim(num,den,U )；绘制离散系统在任意数值序列U作用下的响应曲线，num、den分别为系统闭环脉冲传递函数分子和分母多项式系数向量； y=dlsim (num,den,U )：不绘制响应

9、曲线，返回输出数值序列y。,三、离散系统任意输入下的时间响应,24,sysc=tf(1,1 1 0); sysd=c2d(sysc,1, zoh); closysd=feedback(sysd,1); num,den=tfdata(closysd);,25,Ts=1; dtime=(0:Ts:50) ; R1=dtime; R2=0.5*dtime.*dtime; subplot(2,1,1);dlsim(num,den,R1) subplot(2,1,2); dlsim(num,den,R2),26,sysc=tf(1,1 1 0); sysd=c2d(sysc,1, zoh); closysd=