用matlab开环增益,自控原理实验仿真部份

实验三控制系统的数学模型

一、实验目的

1、熟悉MATLAB基本操作以及常用指令

2、熟悉MATLAB环境中建立系统模型的相关指令

3、掌握常用系统传递函数的建立函数及系统建立方法

4、在simulink环境中建立系统模型并获取传递函数的方法

二、实验设备

计算机一台，并装有MATLAB6.5版以上软件一套

三、实验原理

MATLAB函数在MATLAB5.0及其以上的版本中,LTI系统的两类模型(传递函数的有理分式模型和零极点模型以及状态空间模型)都可用MATLAB函数基于”面向对象”的概念来建立.这就是说,在MATLAB中建立起来的每个模型都是一个对象,它可以完整地反映该模型的信息。通过LTI对象,每种系统模型的生成和模型间的转换均可通过一个函数来实现。这些函数通常既适用于线性连续系统，也适用于线性离散系统。对于线性定常连续系统的输入输出模型，MATLAB常用的函数如下

1．tf函数

其功能是：生成传递函数的有理分式模型，或者将系统的传递函数零极点模型或状态空间模型转换为传递函数的有理分式模型。这时函数调用的基本格式为

G=tf(num,den)

其中：num和den分别为传递函数的分子和分母多项式的系数(行)向量.按s的降幂排列；返回的变量G为一个传递函数有理分式模型(简称tf模型)

2、zpk函数

其功能是：生成传递函数的零极点模型，或者将系统的状态空间模型或传递函数的有理分式模型转换为传递函数的零极点模型。下面介绍其模型生成功能。这时函数调用的基本格式为

G=zpk(z,p,kg)

其中z,p和kg分别为传递函数的零点极点和根轨迹增益。

3、应用MATLAB求反馈控制系统的传递函数

一般来说:应用分析法或实验法易于建立简单系统或环节的数学模型,而自动控制系统可视为由若干环节(或子系统),按照一定方式联接起来的组合系统。联接的基本方式有：串联、并联和反馈联接。在MATLAB的控制系统工具箱中提供了一组函数，使我们可以方便地根据子系统(或环节)的传递函数和各子系统之间的联接方式，求得控制系统的传递函数。

(1).串联联接

sys=sys2*sys1

(2).并联联接

sys=sys2+sys1

或sys=parallel(sys1,sys2)

(3).反馈联接

sys=feedback(sys1,sys2,sign)

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