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1、第九讲Matlab控制系统辅助设计摘要2021/8/5Matlab语言及其应用2控制系统的基本理论控制系统工具箱函数控制系统分析与设计2021/8/53控制系统模型传递函数模型零极点增益模型状态空间模型Matlab语言及其应用2021/8/54模型的转换1[num,den]=ss2tf(a,b,c,d)[a,b,c,d]=tf2ss(num,den)[z,p,k]=tf2zp(num,den)[num,den]=zp2tf(z,p,k)[a,b,c,d]=zp2ss(z,p,k)[z,p,k]=ss2zp(a,b,c,d)Matl
2、ab语言及其应用2021/8/55例：求传函和状态空间模型k=6;z=[-3];p=[-1,-2,-5];pzmap(p,z)[num,den]=zp2tf(z,p,k)tf(num,den)[A,B,C,D]=zp2ss(z,p,k)[zz,pp,kk]=ss2zp(A,B,C,D)Matlab语言及其应用2021/8/56s1=tf([345],[13579],'InputName','U','OutputName','Y')s2=tf([345],[13579],0.1,'InputName','U','OutputName
3、','Y')Transferfunctionfrominput"U"tooutput"Y":3s^2+4s+5-----------------------------s^4+3s^3+5s^2+7s+9Transferfunctionfrominput"U"tooutput"Y":3z^2+4z+5-----------------------------z^4+3z^3+5z^2+7z+9Samplingtime:0.1Matlab语言及其应用2021/8/57模型的转换2连续时间系统===离散时间系统连续到离散[ad,b
4、d]=c2d(a,b,Ts)[ad,bd,cd,dd]=c2dt(a,b,c,d,Ts,lambda)带输入延时[ad,bd,cd,dd]=c2dm(a,b,c,d,Ts,’method’)[num,den]=c2dm(num,den,Ts,’method’)方法：‘zoh’默认零阶保持器‘foh’默认一阶保持器(无逆变)‘tustin’利用双线性逼近导数‘prewrap’利用频率预变的双线性来逼近‘matched’利用匹配零-极点方法将SISO系统变换Matlab语言及其应用2021/8/58模型的转换3连续时间系统===离
5、散时间系统离散到连续[ac,bc]=d2c(ad,bd,Ts)[ac,bc,cc,dc]=d2c(ad,bd,cd,dd,Ts)[ac,bc,cc,dc]=d2cm(ad,bd,cd,dd,Ts,’method’)[num,den]=d2cm(num,den,Ts,’method’)Matlab语言及其应用2021/8/59[a,b,c,d]=ord2(1,0.2)%生成两阶系统step(a,b,c,d);holdon[aa,bb,cc,dd]=c2dm(a,b,c,d,0.5,'tustin')dstep(aa,bb,cc,dd
6、)c2dm(a,b,c,d,0.5,'tustin')Matlab语言及其应用2021/8/510用零阶保持器和双线性 变换求离散传递函数formatcompactf=[-41];g=[1210];ts=0.2sc=tf(f,g)disp('零阶保持器')sd1=c2d(sc,ts)disp('双线性变换')sd2=c2d(sc,ts,'t')零阶保持器Transferfunction:-0.5994z+0.6313----------------------z^2-1.351z+0.6703Samplingtime:0.2双线性
7、变换Transferfunction:-0.3z^2+0.01538z+0.3154-----------------------------z^2-1.385z+0.6923Samplingtime:0.2Matlab语言及其应用%连续和离散系统的多种输出响应曲线clear,clf[a,b,c,d]=rmodel(4);s1=ss(a,b,c,d);Ts=0.2;sd1=c2d(s1,Ts,'t')t=0:Ts:25;u=sin(0.5*t);fori=1:2ifi==1s=s1;elses=sd1;endfigure(i)su
8、bplot(2,2,1)impulse(s,5);gridsubplot(2,2,2)lsim(s,u,t);%动态系统对任意输入的模拟时间响应subplot(2,2,3)x0=[1,-1,0,2];initial(s,x0,5),grid%状态空
