自动控制2用MATLAB分析线性系统(一).doc

黄淮学院电子科学与工程系 自动控制原理课程验证性实验报告 实验名称 用MATLAB分析线性系统（一） 实验时间 2012年 10月25日 学生姓名 实验地点 同组人员 专业班级 实验目的 1）熟悉MATLAB实验环境，掌握MATLAB命令窗口的基本操作。 2）掌握MATLAB建立控制系统数学模型的命令及模型相互转换的方法。 3）掌握使用MATLAB命令化简模型基本连接的方法。 4）学会使用Simulink模型结构图化简复杂控制系统模型的方法。 实验主要仪器设备和材料： MATLAB软件 实验内容和原理： 1) 控制系统模型间的相互转换 [num,den]=zp2tf(z,p,k) [z,p,k]=tf2zp(num,den) [r,p,k]=residue(num,den) [num,den]=residue(r,p,k) 部分分式展开式模型为 ， 其中 是部分分式展开式的分子常数向量；是部分分式展开式的分母极点向量；是部分分式展开式的余数向量。若是系统有个相同极点（重根）时 （）， 则展开式模型应为。 2）控制系统模型连接之后的等效传递函数 (1）串联连接。串联等效的传递函数为各个中间串联环节的传递函数的乘积，当n个模型sys1,sys2,…,sysn串联连接时，其等效的传递函数模型为： 或者使用函数series( )函数，其调用格式为：[num,den]=series(num1,den1,num2,den2)或sys=series(sys1,sys2), Tips：series( )函数只能实现两个模型的串联，如果串联模型多于两个，则必须多次使用。 (2）并联连接。并联等效模型为多个环节输出的代数和（有加有减）。当n个模型sys1,sys2,…,sysn并联连接时，其等效的模型为：。也可以使用parallel( )函数，其调用格式为： [num,den]=parallel(num1,den1,num2,den2),Tips：parallel( )函数只能实现两个模型的串联，如果并联模型多于两个，则必须多次使用。 4、实验方法、步骤： 1）、已知系统传递函数 打开MATLAB软件，并在其输入： num=[1 0 0 0];den=[1 3];[r,p,k]=residue(num,den) 2）、已知系统传递函数 打开MATLAB软件，并在其输入： num=[8 16 16];den=[1 5 1 5 0 0];[r,p,k]=residue(num,den) 实验现象、实验数据记录： 1）、Transfer function: num=[1 0 0 0];den=[1 3];[r,p,k]=residue(num,den) r = -27 p = -3 k = 1 -3 9 2）、Transfer function: num=[8 16 16];den=[1 5 1 5 0 0];[r,p,k]=residue(num,den) r = 0.2092 -1.3846 + 1.0769i -1.3846 - 1.0769i 2.5600 3.2000 p = -5.0000 0.0000 + 1.0000i 0.0000 - 1.0000i 0 0 k = [] 6、实验现象、实验数据的分析： M=series(M1，M2)函数运算效果M1*M2如下图 +------+ v2 ---| | +------+ | M2 |----- y2 | |-------| | u1 -----| |y1 u2 +------+ | M1 | | |--- z1 +------+ M=parallel(M1,M2)函数运算效果M1//M2效果如下 +------+ v1 ----------| |---------- z1