第6章 线性控制体系分析与设计.pptxVIP

第6章 线性控制系统分析与设计;6.1 线性系统的描述 6.2 线性系统模型之间的转换 6.3 结构框图的模型表示 6.4 线性系统的时域分析 6.5 线性系统的频域分析 6.6 线性系统的根轨迹分析 6.7 线性系统的状态空间设计;6.1 线性系统的描述; 即使用状态方程模型来描述控制系统，状态方程为一阶微分方程：;例如，二阶系统;语法： G=ss(a,b,c,d) %由a、b、c、d参数获得状态方程模型 G=dss(a,b,c,d,e) %由a、b、c、d、e参数获得状态方程模型; zeta=0.707;wn=1; A=[0 1;-wn^2 -2*zeta*wn]; B=[0;wn^2]; C=[1 0]; D=0; G=ss(A,B,C,D) %建立状态方程模型;控制系统由微分方程描述，经Laplace变换得; num=1; den=[1 1.414 1]; G=tf(num,den) %得出传递函数 Transfer function: 1 ----------------- s^2 + 1.414 s + 1;6.1.3 零极点描述法; num=1; den=[1 1.414 1]; z=roots(num) z = Empty matrix: 0-by-1 p=roots(den) p = -0.7070 + 0.7072i -0.7070 - 0.7072i zpk(z,p,1) Zero/pole/gain: 1 ------------------- (s^2 + 1.414s + 1); 控制系统的系统函数也可用部分分式法表示;6.1.4 离散系统的数学描述; 将离散系统的状态方程描述变换为脉冲传递函数，脉冲传递函数即对差分方程做ZT所得，表达式为：;语法： G=filt(num,den,Ts) %由分子分母得出脉冲传递函数 说明：Ts为采样周期，当采样周期未指明Ts可以省略，也可 以用-1表示，自变量用z-1表示。; a=[-1.5 -0.5;1 0]; b=[1;0]; c=[0 0.5]; d=0; G=ss(a,b,c,d,0.1) %采样周期为0.1s ;【例6.2】创建离散系统脉冲传递函数; 离散系统的零极点增益用zpk命令实现。 语法： G=zpk(z,p,k,Ts) %由零极点得出脉冲传递函数; G3=zpk([0],[0.5 1],0.5,-1) Zero/pole/gain: 0.5 z ------------- (z-0.5) (z-1) Sampling time: unspecified ;6.2 线性系统模型之间的转换;表6.1 线性系统模型转换函数表;(1) 状态空间模型的获得 由命令ss和dss实现将传递函数和零极点增益转换为状态空间模型。 语法：G=ss(传递函数) %由传递函数转换获得 G=ss(零极点模型) %由零极点模型转换获得;(3) 零极点模型的获得 由zpk命令实现将状态空间法、传递函数转换为零极点模型。 语法： G=zpk(状态方程模型) %由状态方程模型转换 G=zpk(传递函数) %由传递函数转换;【例6.3】将单输入双输出的系统传递函数; G1=tf(G) Transfer function from input to output... s + 0.6667 #1: ----------------------------------- s^3 + 1.667 s^2 + 0.6667 s + 0.3333 0.3333 s^2 + 0.6667 s + 1 #2: ----------------------------------- s^3 + 1.667 s^2 + 0.6667 s + 0.3333;语法： [a,b,c,d]=ssdata(G) %获取状态空间参数 [a,b,c,d,e]=dssdata(G) %获取状态空间参数 [num,den]=tfdata(G) %获取传递函数参数 [z,p,k]=zpkdata(G) %获取零极点参数;3.模型类型的检验;6.2.2