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《計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)及CAD基于MATLAB工具箱的控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì).ppt》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在PPT專區(qū)-天天文庫。
1、本章內(nèi)容(1)??LTI對象的三種表示方法及其相互轉(zhuǎn)換；(2)?采用多個(gè)分離變量進(jìn)行描述的系統(tǒng)模型與LTI對象模型之間的相互轉(zhuǎn)換；(3)?線性時(shí)不變系統(tǒng)觀測器(LTIViewer)的使用方法及其在線性和非線性系統(tǒng)分析中的應(yīng)用；(4)?單變量線性系統(tǒng)設(shè)計(jì)器（SISODesignTool）的使用方法及其在線性系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)中的應(yīng)用；(5)利用Simulink的SignalConstraint模塊（或NCDOutport模塊）對系統(tǒng)輸出信號具有約束的作用，實(shí)現(xiàn)對具有不確定參數(shù)的非線性系統(tǒng)進(jìn)行控制器的優(yōu)化設(shè)計(jì)。第9章基于MATLAB工具
2、箱的控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)19.1控制系統(tǒng)工具箱的簡介系統(tǒng)建模系統(tǒng)分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)21系統(tǒng)建模能夠建立系統(tǒng)的狀態(tài)空間、傳遞函數(shù)、零極點(diǎn)增益模型，并可實(shí)現(xiàn)任意兩者之間的轉(zhuǎn)換：可通過串聯(lián)、并聯(lián)、反饋連接及更一般的框圖建模來建立系統(tǒng)的模型：可通過多種方式實(shí)現(xiàn)連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的離散化，離散時(shí)間系統(tǒng)的連續(xù)化及重采樣。32系統(tǒng)分析控制系統(tǒng)工具箱不僅支持對SISO系統(tǒng)的分析，也可對MIMO系統(tǒng)進(jìn)行分析。對系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)，可支持系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)、單位脈沖響應(yīng)、零輸入響應(yīng)以及更廣泛的對任意信號進(jìn)行仿真；對系統(tǒng)的頻率響應(yīng)，可支持系統(tǒng)的Bode圖、Nichol
3、s圖和Nyquist圖進(jìn)行計(jì)算和繪制。另外，在控制系統(tǒng)工具箱中，提供一個(gè)可視化的LTI觀測器（LTIViewer），它大大方便了用戶對系統(tǒng)的各種繪制和分析。43系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)工具箱可以進(jìn)行各種系統(tǒng)的補(bǔ)償設(shè)計(jì)，如LQG線性二次型設(shè)計(jì)、線性系統(tǒng)的根軌跡設(shè)計(jì)和頻率法設(shè)計(jì)、線性系統(tǒng)的極點(diǎn)配置，以及線性系統(tǒng)觀測器設(shè)計(jì)等。在控制系統(tǒng)工具箱中，也提供了一個(gè)功能非常強(qiáng)大的單輸入單輸出線性系統(tǒng)設(shè)計(jì)器（SISODesignTool），它為用戶設(shè)計(jì)單輸入單輸出線性控制系統(tǒng)提供了非常友好的圖形界面。59.2線性時(shí)不變系統(tǒng)的對象模型為了避免對一個(gè)系統(tǒng)采
4、用多個(gè)分離變量進(jìn)行描述，在新版本的控制系統(tǒng)工具箱中，將線性時(shí)不變系統(tǒng)的各種描述，都封裝成了一個(gè)模型，這里稱為LTI對象。6LTI對象有如下的三種方式：tf對象：封裝了由傳遞函數(shù)模型描述的線性時(shí)不變系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)。zpk對象：封裝了由零極點(diǎn)模型描述的線性時(shí)不變系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)。ss對象：封裝了由狀態(tài)空間模型描述的線性時(shí)不變系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)。71.LTI系統(tǒng)tf對象的建立sys=tf(num,den)生成連續(xù)系統(tǒng)的LTI傳遞函數(shù)模型sys=tf(num,den,TS)生成離散系統(tǒng)的LTI傳遞函數(shù)模型82.LTI系統(tǒng)zpk對象的建立sys
5、=zpk(z,p,k)生成連續(xù)系統(tǒng)的LTI零極點(diǎn)模型sys=zpk(z,p,k,TS)生成離散系統(tǒng)的LTI零極點(diǎn)模型9sys=ss(A,B,C,D)生成連續(xù)系統(tǒng)的LTI傳遞函數(shù)模型sys=ss(A,B,C,D,Ts)生成離散系統(tǒng)的LTI傳遞函數(shù)模型3.LTI系統(tǒng)ss對象的建立104.獲取傳遞函數(shù)模型數(shù)據(jù)MATLAB函數(shù)tfdata()的調(diào)用格式為[num,den]=tfdata(sys)[num,den]=tfdata(sys,’v’)[num,den,Ts,Td]=tfdata(sys)115.獲取零極點(diǎn)模型數(shù)據(jù)MATLAB函
6、數(shù)zpkdata()的調(diào)用格式為[z,p,k]=zpkdata(sys)[z,p,k]=zpkdata(sys,’v’)[z,p,k,Ts,Td]=zpkdata(sys)12MATLAB函數(shù)ssdata()的調(diào)用格式為[A,B,C,D]=ssdata(sys）[A,B,C,D,Ts,Td]=ssdata(sys）6.獲取標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)空間模型數(shù)據(jù)139.3線性時(shí)不變系統(tǒng)瀏覽器 LTIViewer在使用線性時(shí)不變系統(tǒng)瀏覽器 LTIViewer對系統(tǒng)進(jìn)行分析時(shí)首先要把系統(tǒng)模型轉(zhuǎn)換成LTI對象（線性時(shí)不變系統(tǒng)對象）的三種形式(ss對象、t
7、f對象和zpk對象)之一，因LTI對象是控制系統(tǒng)工具箱中最為基本的數(shù)據(jù)類型。141.啟動LTI瀏覽器在MATLAB命令窗口中，可以用以下兩種方法啟動LTIViewer：(1)在MATLAB的命令窗口中直接鍵入ltiview命令；(2)在MATLAB窗口的左下角“Start”菜單中，單擊“Toolboxs?Controlsystem”命令子菜單中的“LTIViewer”選項(xiàng)。在第一種方式啟動下，系統(tǒng)給出了單位階躍響應(yīng)曲線的顯示窗口，此時(shí)由于尚未輸入系統(tǒng)模型，故無響應(yīng)曲線顯示，如圖9-1(a)所示。在第二種方式啟動下，它采用了默認(rèn)系
8、統(tǒng)模型，且同時(shí)顯示系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線（Step）和單位脈沖響應(yīng)（Impulse）曲線，如圖9-1(b)所示。15圖9-1162.輸入系統(tǒng)模型在啟動LTIViewer之后，需要利用LTIViewer窗口中File菜單下的Import命令，輸入用戶所要進(jìn)行分析的
