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怎么用matlab把传递函数转成差分方程
已有582次阅读2012-2-1017:33|系统分类:HYPERLINK"http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&do=blog&view=all&catid=1"科研笔记|关键词:方程函数matlab
以下是PID控制的部分代码（matlab的m文件）：ts=0.001;采样时间=0.001ssys=tf(400,[1,50,0]);建立被控对象传递函数dsys=c2d(sys,ts,'z');把传递函数离散化（问题1）[num,den]=tfdata(dsys,'v');离散化后提取分子、分母rin=1.0;输入为阶跃信号u_1=0.0;u_2=0.0;什么东西的初始状态（问题2）y_1=0.0;y_2=0.0;是不是输出的初始状态error_1=0;初始误差x=[000]';PID的3个参数KpKiKd组成的数组p=100;仿真时间100msfork=1:1:pr(k)=rin;u(k)=kpidi(1)*x(1)+kpidi(2)*x(2)+kpidi(3)*x(3)ifu(k)>=10u(k)=10;endifu(k)<=-10u(k)=-10;endyout(k)=-den(2)*y_1-den(3)*y_2+num(2)*u_1+num(3)*u_2;（问题3）error(k)=r(k)-yout(k);%返回pid参数u_2=u_1;u_1=u(k);y_2=y_1;y_1=yout(k);x(1)=error(k);x(2)=(error(k)-error_1)/ts;x(3)=x(3)+error(k)*ts;error_2=error_1;error_1=error(k);end问题1：把传递函数离散化[SYSD,G]=C2D(SYSC,Ts,METHOD)这里面的method有好多种，而且用的method不一样得出的结果也不一样，这些参数究竟有什么区别？
问题2：这些是不是PID控制器输出的初始状态，“rin--①--PID控制器--②--被控对象--③---”是不是就是上面②的地方的信号值？问题3（关键问题）：这个式子是怎么得出来的？从传递函数得出差分方程是个什么步骤，要具体点的或者给本参考书。又如：在《先进PID控制MATLAB仿真（第二版）》P146有被控对象G(s)=133/(s^2+25s)，采样时间为1ms，采用z变换进行离散化，经过z变换后的离散化对象为yout(k)＝-den(2)yout(k-1)—den(3)yout(k-2)十num(2)u(k-1)+num(3)u(k-2)（实在是搞不明白怎么来的）问题4：不是线性的对象可不可以写成差分方程的形式，比如G(s)=20e^(-0.02s)/(1.6s^2+4.4s+1)带了个纯延迟的该怎么弄。或者换成个3阶对象怎么写成差分方程最佳答案
1、c2d：假设在输入端有一个零阶保持器，把连续时间的状态空间模型转到离散时间状态空间模型。[SYSD,G]=C2D(SYSC,Ts,METHOD)里面的method包括：zoh零阶保持，假设控制输入在采样周期内为常值，为默认值。foh一阶保持器，假设控制输入在采样周期内为线性。tustin采用双线性逼近。matched采用SISO系统的零极点匹配法2、只有U_1是2处的初始状态值，而U_2是用来传递U(k)的，所以U_2是U_1在下一个ts时间内的值3、从差分方程获取传递函数：y(k)+a1(k-1)+……+an(k-n)=b0x(k)+b1x(k-1)+……+bmx(k-m)在零初始条件下对，对方程两边进行Z变换，得到该系统的脉冲传递函数G(Z)=Y(Z)/X(X)=[b0z^m+b1z^(m-1)+……+bm]/[z^n+a1z^(n-1)+……an]其中m《n或等效形式G(Z)=Y(Z)/X(X)=[b0+b1z^(-1)+……+bmz^(-m)]/[1+a1z^(-1)+……anz^(-n)]其中m《n从脉冲传递函数到差分方程G(Z)=Y(Z)/X(X)=[b0+b1z^(-1)+……+bmz^(-m)]/[1+a1z^(-1)+……anz^(-n)]其中m《n交叉相乘得Y(Z)[1+a1z^(-1)+……anz^(-n)]=X(X)[b0+b1z^(-1)+……+bmz^(-m)]对X(z)和Y(z)进行z逆变换的到差分方程y(k)+a1y(k-1)+……+any(k-n)=b0x(k)+b1x(k-1)+……+bmx(k-m)HYPERLINK"http://218.6.168.52/wlxt/ncourse/jsjkzjs/web/ppt/ch4.files/frame.htm"ht