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自动控制系统仿真 The simulation of automatic control system 第五章 控制系统CAD 控制系统稳定性分析 控制系统稳定性分析 控制系统稳定性分析 控制系统稳定性分析 第五章 控制系统CAD 控制系统时域分析 控制系统时域分析 求取系统单位阶跃响应：step( ) 求取系统的冲激响应：impulse( ) 控制系统时域分析 控制系统时域分析 控制系统时域分析 控制系统时域分析 控制系统时域分析 控制系统时域分析 控制系统时域分析 控制系统时域分析 控制系统时域分析 例：绘制下列系统的方波响应，其中方波的周期为4秒，持续时间为10秒，采样周期为0.01秒。 控制系统时域分析 控制系统时域分析 控制系统时域分析 控制系统时域分析 第五章 控制系统CAD 控制系统频域分析 控制系统频域分析 控制系统频域分析 控制系统频域分析 控制系统频域分析 控制系统频域分析 控制系统频域分析 第五章 控制系统CAD 控制系统根轨迹分析 控制系统根轨迹分析 控制系统根轨迹分析 控制系统根轨迹分析 控制系统根轨迹分析 控制系统根轨迹分析 控制系统根轨迹分析 控制系统根轨迹分析 控制系统根轨迹分析 控制系统根轨迹分析 控制系统根轨迹分析 控制系统根轨迹分析 第五章 控制系统CAD 控制系统设计方法 控制系统设计方法 控制系统设计方法 控制系统设计方法 控制系统设计方法 控制系统设计方法 控制系统设计方法 控制系统设计方法 控制系统设计方法 控制系统设计方法 控制系统设计方法 控制系统设计方法 例5-6 控制系统设计方法 例5-7 控制系统设计方法 基于双闭环PID控制的一阶倒立摆控制系统设计 基于双闭环PID控制的一阶倒立摆控制系统设计 基于双闭环PID控制的一阶倒立摆控制系统设计 基于双闭环PID控制的一阶倒立摆控制系统设计 基于双闭环PID控制的一阶倒立摆控制系统设计 基于双闭环PID控制的一阶倒立摆控制系统设计 基于双闭环PID控制的一阶倒立摆控制系统设计 基于双闭环PID控制的一阶倒立摆控制系统设计 基于双闭环PID控制的一阶倒立摆控制系统设计 基于双闭环PID控制的一阶倒立摆控制系统设计 基于双闭环PID控制的一阶倒立摆控制系统设计 基于双闭环PID控制的一阶倒立摆控制系统设计 基于双闭环PID控制的一阶倒立摆控制系统设计 基于双闭环PID控制的一阶倒立摆控制系统设计 基于双闭环PID控制的一阶倒立摆控制系统设计 基于双闭环PID控制的一阶倒立摆控制系统设计 基于双闭环PID控制的一阶倒立摆控制系统设计 基于双闭环PID控制的一阶倒立摆控制系统设计 第五章 控制系统CAD 控制工具箱——模型转换 5.ss2tf：系统状态空间形式变传递函数形式 6.ss2zp:状态空间变零极点增益形式 7.tf2ss:传函形式变状态空间形式 8.tf2zp：传函形式变零极点增益形式 9.zp2ss:零极点增益形式为状态空间形式 10.zp2tf:零极点增益形式变传函形式 控制工具箱——系统特性 1.ctrb,obsv：可控性和可观性矩阵 控制工具箱——模型实现 2.ctrbf,obsvf:可控性和可观性阶梯形式 3.ss2ss：相似变换 控制工具箱——方程求解 1.care:代数Riccati（李卡提）方程求解 2.Lyapunov（李亚普诺夫）方程求解 现代控制理论CAD 现代控制理论CAD 现代控制理论CAD 现代控制理论CAD 现代控制理论CAD 现代控制理论CAD 例2，前一例中，得到K=[199 55 8],求在初始状态下的响应。 现代控制理论CAD 现代控制理论CAD （一）内环控制器的设计 2、系统内环的动态跟随性能指标 (1) 理论分析 (2) 仿真实验 仿真曲线如下图所示,从曲 线中可以很清楚地得知，其 响应时间和超调量与理论分 析值相符合。 3 双闭环PID控制器设计 （二）外环控制器的设计 1、系统外环模型的降阶 (1) 对内环等效闭环传递函数的近似处理 (2) 对象模型 的近似处理 近似条件为 3 双闭环PID控制器设计 （二）外环控制器的设计 2 控制器设计 下图为系统外环前向通道上传递函数的等效过程 ,我们可以将外环系统设计成典型Ⅱ型的结构形式 . 3 双闭环PID控制器设计 （二）外环控制器的设计 2 控制器设计 系统的闭环结构图如下所示,调节器仍选择PD形式,并采用单位反馈来构成外环反馈通道. 3 双闭环PID控制器设计 （二）外环控制器的设计 2 控制器设计 根据典型Ⅱ型系统设