系统数学模型和方程运算课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《系统数学模型和方程运算课件.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 系统 数学模型 方程 运算 课件
- 资源描述:
-
1、系统的外部描述 传递函数 系统的内部描述 状态空间表达式输出方程状态方程线性系统的微分方程模型传递函数模型MATLAB输入语句传递函数输入举例例 输入传递函数模型MATLAB输入语句 在MATLAB环境中建立一个变量 G另外一种传递函数输入方法例 如何处理如下的传递函数?定义算子 ,再输入传递函数应该根据给出传递函数形式选择输入方法例 输入混合运算的传递函数模型 显然用第一种方法麻烦,所以系统传递函数模型1 连续系统格式:sys=tf(num,den)2 离散系统格式:sys=tf(num,den,Ts)num为Z传递函数分子系数向量,den为Z传递函数分母系数向量,Ts为采样周期。调用方式与
2、连续系统相同,只是需预先给Ts赋值。系统零极点增益模型1 连续系统格式:sys=zpk(z,p,k)z、p、k分别为系统的零点向量、极点向量和增益。2 离散系统格式:sys=zpk(z,p,k,Ts)z、p、k分别为系统的零点向量、极点向量和增益,Ts为采样周期。状态空间模型1 连续系统格式:sys=ss(A,B,C,D)A、B、C、D分别为系统矩阵、输入矩阵、输出矩阵和直接传递矩阵。2 离散系统格式:sys=ss(A,B,C,D,Ts)A、B、C、D分别为系统矩阵、输入矩阵、输出矩阵和直接传递矩阵。 Ts为采样周期。系统模型的转换1.将非传递函数形式的系统模型sys转化成传递函数模型news
3、ys:newsys=tf(sys)2.将状态空间方程转化为传递函数形式:num,den=ss2tf(A,B,C,D,iu) 其中,iu表示第iu 个输入。3.将非零极点增益形式的系统模型sys转化成零极点增益模型newsys。newsys=zpk(sys)4.将状态空间方程转化为零极点形式:z,p,k=ss2zp(A,B,C,D,iu)5.将传递函数转化为零极点形式:z,p,k=tf2zp(num,den)6.将非状态空间形式的系统模型sys转化成状态空间模型newsys:newsys=ss(sys)7.将传递函数或零极点形式转化为状态空间形式: A,B,C,D=tf2ss(num,den)
4、A,B,C,D=zp2ss(z,p,k)例:num=1,3,1;den=1 2 5 10;sys=tf(num,den);nsys=zpk(sys)结果为:Zero/pole/gain:(s+2.618) (s+0.382)- (s+2) (s2 + 5) 系统模型参数的获取num,den=tfdata(sys,v)求模型sys的分子系数向量和分母系数向量, v为返回的数据向量。z,p,k=zpkdata(sys,v)求模型sys的零点向量、极点向量和增益, v为返回的数据向量。例:num=5,3;den=1,6,11,6;sys=tf(num,den)z,p,k=zpkdata(sys,v)
5、结果为:Transfer function: 5 s + 3-s3 + 6 s2 + 11 s + 6 z = -0.6000p = -3.0000 -2.0000 -1.0000k = 5说明:在第四行指令中,若省略v,则结果为,Transfer function: 5 s + 3-s3 + 6 s2 + 11 s + 6 z = -0.6000p = 3x1 doublek = 5MATLAB还提供了绘制系统传递函数零极点分布图的指令:pzmap(sys)说明:sys为已输入到MATLAB中的系统模型; 该指令将在s平面上用符号表示零点,符号表示极点。例:num=5 3;den=1 6 1
6、1 6;sys=tf(num,den);z,p,k=zpkdata(sys,v)pzmap(sys)结果为:z = -0.6000p = -3.0000 -2.0000 -1.0000k = 5时间延迟系统建模时间延迟环节的系统传函为:sys=tf(num,den,inputdelay,tao)sys=zpk(z,p,k,inputdelay,tao)说明:inputdelay为关键词,也可写成outputdelay,对于SISO系统,二者是等价的。 tao为系统的延迟时间的数值。sesGsG)()(1例:系统模型为num=5 3;den=1 6 11 6;sys=tf(num,den,inp
7、utdelay,0.5) 结果为:Transfer function: 5 s + 3exp(-0.5*s) * - s3 + 6 s2 + 11 s + 6611635)(235 . 0ssssesGs系统模型的连接1 模型串联 sys=series(sys1,sys2)上式可等价写成:sys=sys1*sys2。2 模型并联 sys=parallel(sys1,sys2)上式可等价写成:sys=sys1+sys2。 3 反馈连接 sys=feedback(sys1,sys2,sign)sign表示反馈连接符号。例:sys1=tf(1 2,1 1 10);sys2=tf(2,1 3);sys
8、=series(sys1,sys2)结果为:Transfer function: 2 s + 4-s3 + 4 s2 + 13 s + 30例:sys1=tf(1 2,1 1 10);sys2=tf(2,1 3);sys=parallel(sys1,sys2)结果为:Transfer function: 3 s2 + 7 s + 26-s3 + 4 s2 + 13 s + 30例:sys1=tf(1 2,1 1 10);sys2=zpk(,-3,2);sys=feedback(sys1,sys2,-1)结果为:Zero/pole/gain: (s+3) (s+2)-(s+2.885) (s2
9、+ 1.115s + 11.78)二 系统模型的响应曲线(一) 阶跃响应仿真函数基本格式: step(sys) step(sys,Tfinal) step(sys,T)说明:step(sys)用于绘制LTI系统的单位阶跃响应曲线,可用于连续和离散系统,也可用于SISO和MIMO系统。 sys为系统模型,Tfinal为仿真终止时间,T为用户指定的仿真时间向量。 多系统阶跃响应调用格式: step(sys1,sys2,) step(sys1,r,sys2,y,sys3,gx)说明:该指令用于在同一幅图中绘制多个系统的单位阶跃响应曲线。还可以定义每个系统响应曲线的颜色、线型和标志。 返回仿真输出的调
10、用格式: Y,T=step(sys) 说明:Y为输出响应,T为仿真时间向量。这种调用格式不能绘制仿真曲线。(二) 脉冲响应仿真函数格式:impulse(sys) impulse(sys,Tfinal) impulse(sys,T) impulse(sys1,sys2,T) Y,T=impulse(sys)说明:impulse指令用来计算LTI系统的单位脉冲响应,调用格式与step()函数完全相同。(三) 初始状态响应仿真函数基本格式: initial(sys,X0)限制仿真时间终值格式:initial(sys,X0,Tfinal)指定仿真时间向量格式:initial(sys,X0,T)多系统仿
展开阅读全文