机电控制工程基础实验指导书(2)

2018-12-17 16:20

举例: 传递函数: ?12s3?24s2G(s)?20 2s4?4s3?6s2?2s?2输入:

>>num=[12,24,0,20];den=[2 4 6 2 2]; sys=tf(num,den)

显示:

12 s^3 + 24 s^2 + 20

------------------------------- 2 s^4 + 4 s^3 + 6 s^2 + 2 s + 2 2.2模型的连接

2.2.1并联:parallel 格式:

[num,den]=parallel(num1,den1,num2,den2)

? %将并联连接的传递函数进行相加。 举例: 传递函数:

G1(s)?3s?4G2(s)?2s?4s2?2s?3 输入:

>> num1=3; >> den1=[1,4];

>> sys1=tf(num1,den1) >> num2=[2,4]; >> den2=[1,2,3];

>> sys2=tf(num2,den2)

>> sys=parallel(sys1,sys2) num=[5 18 25]; den=[1 6 11 12];

[z,p,k]=tf2zp(num,den) sys=zpk(z,p,k)

显示:

5 s^2 + 18 s + 25 -----------------------

s^3 + 6 s^2 + 11 s + 12

Zero/pole/gain:

4

50 (s+1.4)

------------------------------------------ s (s+3.819) (s+2) (s^2 + 0.1809s + 1.309)

2.2.2串联:series 格式:

[num,den]=series(num1,den1,num2,den2)

? %将串联连接的传递函数进行相乘。 2.2.3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。

2.2.4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。

2.3.传递函数模型——零极点增益模型 零极点增益模型为:

G(s)?K(s?z1)(s?z2)...(s?zm)

(s?p1)(s?p2)...(s?pn)其中:K为零极点增益,zi为零点,pj为极点。 该模型 在MATLAB中,可用[z,p,k]矢量组表示,即 z=[z1,z2,…,zm]; p=[p1,p2,...,pn]; k=[K];

然后在MATLAB中写上零极点增益形式的传递函数模型建立函数:

sys=zpk(z,p,k)。这个零极点增益模型便在MATLAB平台中被建立,并可以在屏幕上显示出来。 举例:已知系统的零极点增益模型:

6(s?3)G(s)?

(s?1)(s?2)(s?5)在MATLAB命令窗口(Command Window)键入以下程序: >> z=[-3];p=[-1,-2,-5];k=6; >> sys=zpk(z,p,k)

5

回车后显示结果: Zero/pole/gain: 6 (s+3)

----------------- (s+1) (s+2) (s+5)

则在MATLAB中建立了这个零极点增益的模型。

传递函数有理式转换成零极点增益模型:[z,p,k]=tf2zp(num,den)

2.4.状态空间模型

状态方程与输出方程的组合称为状态空间表达式,又称为动态方程,如下:

??Ax?Bux

y?Cx?Du

则在MATLAB中建立状态空间模型的程序如下: >> A=[A]; >> B=[B]; >> C=[C]; >> D=[D]; >> sys=ss(A,B,C,D)

2.5、系统复杂连接时等效的整体传递函数的求取

1.用Siumlink软件实现传递函数的求取

Siumlink软件是基于Windows的模型化图形输入的仿真软件,是MATLAB软件的拓展,在Siumlink环境下输入系统的方框图则可以方便的得到其传递函数。

⑴ 系统方框图的输入

① 在MATLAB命令窗口中输入simulink,出现一个称为Simulink Library Browser的

窗口,它提供构造方框图(或其他仿真图形界面)的模块;

② 在MATLAB主窗口对File\\New\\Model操作,打开模型文件窗口,在此窗口上,构造方框图。

6

③ 以下面的系统为例,介绍构造方框图的各模块录入方法和设置方法。

图中,G1?1464s?141 G2? G3? G4? G5? G6?

sss?12s?13s5s?1◇ 录入各传递函数方框

7

在Simulink Library Browser的窗口打开Simulink→Continuous子库,将Transfer Fcn模块复制到(拽到)模型文件窗口,共复制6个方框,分别放到相应位置。传递函数是积分环节的,也可以复制Integrator模块

◇ 录入相加点

在Simulink Library Browser的窗口打开Simulink→Math子库,将Sum模块复制到(拽到)模型文件窗口,共复制复制到(拽到)模型文件窗口,共复制3个相加点,分别放到相应位置。

◇ 录入输入点与输出点标记

打开Simulink→Sources子库,将In1模块(输入点)复制到(拽到)模型文件窗口,放到相应位置。

打开Simulink→Sinks子库,将Out1模块(输出点)复制到(拽到)模型文件窗口,放到相应位置。

◇ 连接各方框(环节)

在模型文件窗口上,按箭头方向从起点到终点按住鼠标左键,连接方框。

传递函数方框有信号的入点和出点标记,画图不方便时,可以修改原来的方向,右键点击方框,在出现的浮动菜单上,作如下选择,即可实现方框旋转。

8


机电控制工程基础实验指导书(2).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:也谈语文课堂无效、低效和有效、高效的表现

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: