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第卷第期东林业大学学报..

一.
控制系统计算机辅助分析、
辅助设计软件包
曹军常恕吾梁元涛张质莹
东. 林业大学
【摘要控制东统计算机辅助设计
是七十年代来发展十分迅速的一门新植术, 简称痔技
术本文系统地概述了技术的原理蛄构和模型转换、数据输入的方
法, 井培出了一个应用软件包的程序系统蛄构框图。本软件包对白控系统模
型持换、数据输入方式及过程, 采用屏幕蝙辑和字符串处理相结合的方式.
从而使东统参数的输八工作简便、直观、利于实行。
:::焦剑墨缝;计算机辅助设计墼堡,
中国圈书分类:
连续系统数学模型及其转换
连续系统的教学模型: 微分方程、传递函数、状态方程和系统结构图等, 其表达形
式如下。
. 微分方程
设连续系统的输入量为输出量为则阶系统的微分方程式为:
’一⋯口《。’‘一’“’
Ⅱ“⋯“
一
月一

其中口, 口, ⋯, 。, ,⋯, 为常数。.
. 传递函数
.、多项式形式
: ±一::: 兰
Ⅱ一‘⋯
. . 。
收稿日期: 年片日
本篇责任编辑: 刘旭升。
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第期杨肃等: 控制系统计算机辅助分析、辅助设计软件包
.. 零极点形式
㈥筹蔷
其中, , ⋯为系统零点, , , ⋯口为系统极点。
. 状态方程
“

其中;为× 阶矩阵, ,,为×阶矩阵,府× 阶矩阵, “为标量。
. 系统结构图
系统结构图是将系统的各环节简化成一个典型环节,争;÷ 形式的基本
环节, 因此,任一系统都是由典型环节的组台而成,各环节之间的连接方式可用联接矩
阵表示。这样,根据系统结构图可以方便地写成矩阵形式表达式,进而化成状态方程。
控制系统计算机辅助设计软件,均基于某种表达形式的数学模型。因此, 需对不同
表达形式的数学模型进行相互转换。
由微分方程求一状态方程求一传递函数。
式和式的状态方程与传递函数之间的关系如下:
一—】。
因为逆矩阵可用余因子矩阵和行列式表示为;
一。丽
因此, 给出,, 之后,可求出, 式可采用—算珐计
算‘, 。
由传递函数求状态方程。
式和式的传递函数与状态方程之间的转换:①如果系统完垒能控或完垒
能观可直接写出系统能控或能观标准形;②将式通过击法的
改进型化为式, 假定极点口互异, 刚根据·
一口. , , , ⋯
一
求出, 于是有
南南... 南㈩
由式可将系统化为约当标准型。
由系统结构图求状态方程
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东北林业大学学报第卷
模型数据输入方法
模型数据输入方法本文基于传递函数的书写方法,充分利用计算机的字符串处理功
能和高精度绘图功能以及屏幕编辑功能, 实现了一种实用的数据辕入方法。具体方法如
下。
. 字符串处建
对于式和式给出的教学表达式, 若将等式右边看成是字符串, 即令
一’’
∞“‘口⋯口。““一‘⋯Ⅳ

“。一’⋯/ 口一¨· 口”

利用语言的字符申函敦如: , , , ,
, 函敦等, 对式, 式表示的教学模型进行字符文字分鲁。分子和分
母多项式的识