一、 实验目的
学习用MATLAB创建控制系统模型。
二、 实验原理
1、系统的传递函数模型
系统的传递函数为:
对线性定常系统,式中s的系数均为常数,且a1不等于零,这时系统在MATLAB中可以方便地由分子和分母系数构成的两个向量唯一地确定出来,这两个向量可分别用变量名num和den表示。
num=[b1,b2,…,bm,bm+1]
den=[a1,a2,…,an,an+1]
注意:它们都是按s的降幂进行排列的。
举例:
传递函数:
输入:
>>num=[12,24,0,20],den=[2 4 6 2 2]
显示:
num = 12 24 0 20
den = 2 4 6 2 2
2、模型的连接
1)并联:parallel
格式:
[num,den]=parallel(num1,den1,num2,den2)%将并联连接的传递函数相加。
举例:
传递函数:
输入:
>>num1=3;den1=[1,4];num2=[2,4];den2=[1,2,3];[num,den]=parallel(num1,den1,num2,den2)
显示:
num = 0 5 18 25
den = 1 6 11 12
2) 串联:series
格式:
[num,den]=series(num1,den1,num2,den2)%将串联连接的传递函数相乘。
3) 反馈:feedback
格式:
[num,den]=feedback(num1,den1,num2,den2,sign)
%将两个系统按反馈方式连接,系统1为对象,系统2为反馈控制器,系统和闭环系统均以传递函数的形式表示。sign用来指示系统2输出到系统1输入的连接符号,sign缺省时,默认为负,即sign= -1。总系统的输入/输出数等同于系统1。
4) 闭环:cloop(单位反馈)
格式:
[numc,denc]=cloop(num,den,sign)
%表示由传递函数表示的开环系统构成闭环系统,sign意义与上述相同。
三、 实验设备
1、装有windows系统的PC机
2、MATLAB2013a软件
四、 实验内容与步骤
1、掌握MATLAB软件使用的基本方法;
2、用MATLAB创建如下系统的传递函数模型:
3、系统结构图如下所示,求其传递函数模型
4、系统结构图如下所示,传递函数模型
5、系统结构图如下所示,求其多项式传递函数模型
五、 实验分析及结论
1、记录程序
2、记录与显示给定系统数学模型
3、完成上述各题
六、 注意事项
掌握MATLAB软件使用的基本方法;用MATLAB创建控制系统的传递函数模型。
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