(实验7)基于MATLAB的控制系统仿真-刘霞

实验七 基于MATLAB的控制系统仿真

一、实验目的

了解控制系统工具箱中基本的工具函数。

二、实验准备知识

1、控制系统中最常用的线性定常系统模型包括传递函数模型TF，零极点增益模型ZPK，状态空间模型SS和频率响应数据模型FRD。建立模型的函数分别是tf函数、zpk函数、ss函数。格式为sys=tf(num,den)；sys=zpk(z,p,k)；sys=ss(A,B,C,D)。并可以用这些函数进行模型的转换。

2、 控制系统工具箱提供了对连续系统阶跃响应、脉冲响应等的仿真函数step,impluse等，格式雷同于：y=impulse(A,B,C,D,iu,T)；y= impulse(num,den,t)；对任意输入的响应有：y=lism(A,B,C,D,U,T)；y=lism(num,den,U,T)，U为输入系列。

3、 三、实验内容和步骤

1、对传递函数G(s) s 1，用tf函数建立模型，并转换为状态空间s2 2s 7

模型和零—极点模型。

Tf函数：

>> num=[1 -1];

>> den=[1 -2 7];

>> G=tf(num,den)

Transfer function:

s - 1

-------------

s^2 - 2 s + 7

转换为状态空间模型：

>> G3=ss(G)

a =

x1 x2

x1 2 -1.75

x2 4 0

b =

u1

x1 1

x2 0

c =

x1 x2

y1 1 -0.25

d =

u1

y1 0

Continuous-time model.

转换为零—极点模型：

>> G2=zpk(G)

Zero/pole/gain:

(s-1)

---------------

(s^2 - 2s + 7)

2、绘制连续系统

的波形图。

>> a=[1,3,0,4];

>> b=[2];

>> step(b,a)

y'''(t) 3y(t) 4y(t) 2x(t)的冲激响应和单位阶跃响应''

>> impulse(b,a)

如何在同一图上同时绘出冲激响应和单位阶跃响应的波形图？

四、问题和讨论