文档介绍：第8章线性控制系统的分析
控制系统的数学模型
时域分析的MATLAB实现
频域分析的MATLAB实现
根轨迹分析的MATLAB实现
稳定性分析的MATLAB实现
稳态误差分析的MATLAB实现
线性定常系统分析与设计的图形工具
综合实例介绍
控制系统的数学模型创建系统的模型并相互转换
1. 传递函数模型
sys=tf(num,den,Ts) %由分子分母得出传递函数
sys=tf(num,den,Ts,‘Property1’,v1,‘Porperty2’,v2,…) %创建传递函数并设置属性
2. 零极点增益模型
G=zpk(z,p,k,Ts) %由零点、极点和增益创建模型
G=zpk(z,p,k,'Property1',v1,'Porperty2',v2,…) %创建模型并设置属性
3. 状态方程模型
G=ss(a,b,c,d,Ts) %由a、b、c、d参数创建模型
G=ss(a,b,c,d,Ts,'Property1',v1,'Porperty2',v2,…) %创建模型并设置属性
4. 模型的转换
5. 连续系统与离散系统模型的转换
MATLAB控制工具箱提供了c2d、d2c和d2d函数实现连续系统和离散系统的相互转换。

2. 获取模型的参数
(1)获取模型参数的函数
tfdata、zpkdata和ssdata、dssdata函数分别用来获取传递函数模型、零极点增益模型和状态方程模型的参数,这些函数名都是在创建模型的函数名后面加“data”。
(2)获取模型尺寸的函数
n=ndims(sys) %获取模型的维数
d=size(sys,n) %获取模型的参数
d=size(sys,'order') %获取模型的阶数
3. 使用get和set函数
(1)set函数
set(sys,'property1',value1,'property2',value2,…) %设置系统属性
(2)get函数
value=get(sys,'property') %获取当前系统的属性

1. 串联环节
G=series(G1,G2,outputs1,inputs1) %计算串联模型
2. 并联环节
G=parallel(G1,G2,in1,in2,out1,out2) %计算并联模型
u(t)
G1(s)
G2(s)
y(t)
y(t)
u(t)
G1(s)
G2(s)
3. 反馈环节
G=feedback(G1,G2,feedin,feedout,sign) %计算反馈模型
说明:G1和G2模型必须都是连续系统或采样周期相同的离散系统;sign表示反馈符号,当sign省略或=-1时为负反馈;feedin和feedout分别是G2的输入端口和G1的输出端口,可省略,当省略时G1与G2端口正好对应连接。
±
y(t)
u(t)
G1(s)
G2(s)
4. 复杂模型的连接
(1)对框图中的每个环节进行编号并建立它们的对象模型,环节是指一条单独的通路;
(2)建立无连接的状态空间模型,使用append函数实现,append的命令格式如下:
G=append(G1,G2,G3,…)
(3)写出系统的联接矩阵Q
Q是联接矩阵,第一列是各环节的编号,其后各列是与该环节连接的输入通路编号,如果是负连接则加负号;
(4)列出系统总的输入和输出端的编号,使用inputs列出输入端编号,outputs列出输出端的编号;
(5)使用connect函数生成组合后系统的状态空间模型,connect函数的命令格式为:
Sys=connect(G,Q,inputs,outputs)
例8-7 根据图8-6所示的模型结构框图计算模型的总传递函数,其中R1=1,R2=2,C1=3,C2=4。
练习