MATLAB中被控对象模型建立的几种方法 |
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MATLAB中被控对象模型建立的几种方法
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1、 传递函数模型
首先将分子分母多项式用向量表示，然后利用MATLAB的控制系统工具箱中的tf函数建立传递函数模型，具体如下： 结果： G = 2 s + 1 --------------------- s^3 + 2 s^2 + 4 s + 1Continuous-time transfer function. 方法（2） 代码： s=tf('s'); %先定义Laplace算子 G=(2*s+1)/(s^3+2*s^2+4*s+1)结果： G = 2 s + 1 --------------------- s^3 + 2 s^2 + 4 s + 1 Continuous-time transfer function. 2、 零极点模型调用zpk(z,p,K)函数完成零极点函数模型的创建。 调用zpk(z,p,K)函数完成零极点函数模型的创建。 表1.3 zpk函数用法 结果： G1 = 4 (s+5)^2 -------------------------- (s+1) (s+2) (s^2 + 4s + 8) Continuous-time zero/pole/gain model.方法（2） 代码： s=zpk('s'); %定义算子 G2=4*(s+5)^2/(s+1)/(s+2)/(s^2+4*s+8)结果： G2 = 4 (s+5)^2 -------------------------- (s+1) (s+2) (s^2 + 4s + 8) Continuous-time zero/pole/gain model.方法2需要注意的是，对于共轭复数表示的零极点，需要展开成二阶多项式的形式。 3、 状态空间模型（1）由A,B,C,D矩阵直接创建状态控制模型 sys=ss(A,B,C,D)（2）对于离散的状态空间模型，需要设置采样时间Ts sys=ss(A,B,C,D,Ts)同样,也可以通过ssdata()函数来获得状态方程对象参数 [A,B,C,D]=ssdata(sys) 获得连续系统参数 [A,B,C,D,Ts]=ssdata(sys) 获得离散系统参数例1-3 利用ss命令创建以下状态空间模型 代码： A=[6 5 4;1 0 0;0 1 0]; %给状态矩阵A赋值 B=[1 0 0]; %给输入矩阵B赋值 C=[0 6 7]; %给输出矩阵C赋值 D=[0]; %给前馈矩阵D赋值 G=ss(A,B,C,D) %输入并显示系统状态空间模型结果： G = A = x1 x2 x3 x1 6 5 4 x2 1 0 0 x3 0 1 0 B = u1 x1 1 x2 0 x3 0 C = x1 x2 x3 y1 0 6 7 D = u1 y1 0 Continuous-time state-space model. 4、 模型之间的转化在实际的控制系统设计中，给出的模型跟我们需要的模型可能不是一种描述方式，所以MATLAB为我们提供了不同模型之间转换的函数。主要分为两大类，一类是将其他类型的模型转化成所需模型；另一种是将已有的模型转化成其他形式的模型。 表 1.5 将其他类型的模型转化成所需模型 |
tf函数常用用法见下表： 表1.1 tf函数用法 
还有一些其他的相关函数如下： 表 1.2 MATLAB中构建传递函数相关函数 
接下来举几个例子： 例1-1 利用MATLAB建立如下传递函数模型 
1）方法1 代码：
表1.4其他相关函数 
注意：当pamap函数有返回值时不在绘制零极点分布图 例1-2 试用MATLAB建立以下传递函数。 
方法（1） 代码：
表1.6 将现有模型转化成其他类型的模型 
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