控制系统仿真实验指导书

控制系统仿真实验指导书 【实验目的】 1、掌握数字仿真基本原理 2、控制系统的数学模型建立 3、掌握控制系统分析 【 实验原理】 一、控制系统的数学模型 sys=tf(num,den) %多项式模型，num 为分子多项式的系数向量，den 为分母多项式的系数向量，函数 tf（）创建一个 TF（传递函数）模型对象。 sys=zpk(z,p,k) %z 为系统的零点向量，p 为系统的极点向量，k 为增益值，函数 zpk（）创建一个 ZPK（零极点）模型对象。 （一）控制系统的参数模型 1、 TF 模型 传递函数mnasasasabsbsbsbsGnnnnmmmm,)(01110111 num=[bm bm-1 bm-2…b1 b0] den=[am am-1 am-2…a1 a0] sys=tf(num,den) 例 1 ：系统的传递函数为1 0 51 7 68 61 64 84 41 2)(23423ssssssssG。 num=[1 12 44 48]; %分子多项式 den=[1 16 86 176 105]; %分母多项式 sys=tf(num,den) %调用tf 函数建立其传递函数数学模型 Transfer function: s^3 + 12 s^2 + 44 s + 48 ----------------------------------- s^4 + 16 s^3 + 86 s^2 + 176 s + 105 2、 ZPK 模型 )())(()())(()(2121nmpspspszszszsksG z=[z1 z2… zm-1 zm]; p=[p1 p2… pn-1 pn]; k=k0 sys=zpk(z,p,k) 例 2 ：系统的传递函数为)3)(2)(1()4(5)(sssssG,写出其ZPK 模型。 z=[-4]; %系统零点 p=[-1 -2 -3]; %系统极点 k=5; %系统增益 sys=zpk(z,p,k) %调用tf 函数建立其零极点数学模型 Zero/pole/gain: 5 (s+4) ----------------- (s+1) (s+2) (s+3) 3、 TF 模型与ZPK 模型之间的转换 格式： [z,p,k]=tf2zp(num,den) %TF 模型→ZPK 模型 [num,den]=zp2tf(z,p,k) %ZPK 模型→TF 模型 （二）系统模型的连接 1、输出反馈 格式： [numc,denc]=cloop(num,den,sign) %输入开环系统的多项式模型参数向量num,den 与馈极性sign，返回闭环系统多项式模型参数向量numc,denc。 2、反馈连接 格式： sys=feedback(sys1,sys2,sign) 3、串联连接 格式： sys=series(sys1,sys2) sys=sys1*sys2 4、并联连接 格式： sys=parallel(sys1,sys2) sys=sys1+sys2 5. 复杂的结构框图 求取复杂结构框图的数学模型的步骤： (1) 将各模块的通路排序编号； (2) 建立无连接的数学模型：使用append 命令实现各模块未连...