MATLAB在自动控制原理中的应用.ppt

第5章MATLAB在自动控制原理的应用5.1控制系统模型5.1.2控制系统模型的建立及转换函数[例]生成系统的零极点模型。
MATLAB源程序为：
z=[-2];
p=[-10];
k=[5];
s1=zpk(z,p,k)%连续系统s1的零极点增益模型
s2=zpk(z,p,k,-1)%离散系统s2的零极点增益模型
运行结果为：5.1.3LTI模型的简单组合[例]计算如图所示的系统的传递函数。MATLAB源程序为：
s1=tf([2,5,1],[1,2,3])%系统s1的传递函数模型
s2=zpk(-2,-10,5)%系统s2的零极点增益模型
sys=feedback(s1,s2)%s1环节前向，s2环节反馈5(s+2)/(s+10)
程序运行结果为：
Transferfunction:←系统s1的传递函数模型
2s^2+5s+1
------------------
s^2+2s+3
Zero/pole/gain:←系统s2的零极点增益模型
5(s+2)
-----------
(s+10)
Zero/pole/gain:←系统s1、s2的反馈零极点增益模型
0.18182(s+10)(s+2.281)(s+0.2192)
-----------------------------------------
(s+3.419)(s^2+1.763s+1.064)
5.2控制系统的时域分析2．LTI模型的单位冲激响应函数impulse()
格式：impulse(sys)
功能：绘制系统sys（sys由函数tf、zpk或ss产生）的单位冲激响应，结果不返回数据，
只返回图形。3.状态空间模型系统的零输入响应函数initial()
格式：initial(sys,x0)
功能：绘制状态空间模型sys在初始条件x0下的零输入响应，不返回数据，只绘出
响应曲线。该响应由如下方程表征：[例]求系统：

的方波响应，其中方波周期为6秒，持续时间12秒，采样周期为0.1秒。
MATLAB程序为：
[u,t]=gensig('square',6,12,0.1);%生成方波信号
plot(t,u,'--');holdon;%绘制激励信号
sys=tf([1,1],[1,2,5]);%生成传递函数模型
lsim(sys,u,t);%系统对方波激励信号的响应
holdon
y2=step([1,1],[1,2,5],t);%系统的阶跃响应
plot(t,y2,'r');
该程序运行所得结果如图所示。5.3控制系统的根轨迹函数名[例]由连续系统：

试绘制其零极点图和根轨迹图。MATLAB程序为：
num=[2,5,1];den=[1,2,3];sys=tf(num,den);%生成传递函数模型
figure(1);pzmap(sys);title(‘零极点图’);%绘制零极点图
figure(2);rlocus(sys);sgrid;title(‘根轨迹’);%绘制根轨迹图5.4控制系统的频域分析函数名[例]试绘制开环系统H(s)的Nyquist曲线，判断闭环系统的稳定性，并求出闭环系统的单位冲激响应。其中
MATLAB程序为：
k=50;z=[];p=[-5,2];
sys=zpk(z,p,k);
figure(1);nyquist(sys);title('Nyquist曲线图');
figure(2);sb=feedback(sys,1);
impulse(sb);title('单位冲激响应');
w=logspace(-2,2);
figure(3);bode(sys,w);title('bode曲线图');
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