05 離散系統(tǒng)Matlab仿真PPT課件.ppt

1、第五章 離散系統(tǒng)Matlab仿真,5.1 離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,5.2 離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析,5.3 離散系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能分析,1,5.1 離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,sys=tf (num, den, Ts)：返回離散系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型，num與den分別為系統(tǒng)的分子與分母多項(xiàng)式系數(shù)向量；Ts為采樣周期，當(dāng)Ts=-1或者Ts= 時(shí)，表示系統(tǒng)的采樣周期未定義。,sys=zpk (z, p, k, Ts)：用來建立離散系統(tǒng)的零極點(diǎn)增益模型，Ts為采樣周期，當(dāng)Ts=-1或者Ts= 時(shí)，表示系統(tǒng)的采樣周期未定義。,一、數(shù)學(xué)模型的建立,2,num=0.01 0.03 -0.07; den=1 -2.7 2.42

2、-0.72; G=tf(num,den,-1),3,sys=filt (num, den)：用來建立采樣時(shí)間未指定的脈沖傳遞函數(shù)； sys=filt (num, den, Ts)：用來建立一個(gè)采樣時(shí)間由Ts指定的脈沖傳遞函數(shù)。num和den分別為系統(tǒng)分子與分母多項(xiàng)式系數(shù)向量。,printsys (num, den, s)：連續(xù)系統(tǒng)傳遞函數(shù)； printsys (num, den, z)：離散系統(tǒng)傳遞函數(shù)。,另外，還可以用printsys ( )函數(shù)來輸出控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。其調(diào)用格式為：,4,num=0.01 0.03 -0.07; den=1 -2.7 2.42 -0.72; G=filt(

3、num,den) printsys (num, den, z),5,二、數(shù)學(xué)模型的相互轉(zhuǎn)換,這兩種數(shù)學(xué)模型之間是可以相互轉(zhuǎn)換的，其調(diào)用格式分別為： tf (sys) 將零極點(diǎn)增益模型轉(zhuǎn)換成傳遞函數(shù)模型； zpk (sys)將傳遞函數(shù)模型轉(zhuǎn)換成零極點(diǎn)增益模型。,z, p, k = tf2zp (num,den)，其中num和den分別為系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分子與分母多項(xiàng)式系數(shù)向量， z, p, k分別為系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的零點(diǎn)向量、極點(diǎn)向量和增益。 num, den = zp2tf (z, p, k)，其中z, p, k分別為系統(tǒng)的零點(diǎn)向量、極點(diǎn)向量和增益。 num和den分別為系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù)模型分子與分母

4、多項(xiàng)式系數(shù)向量。,6,num=0.01 0.03 -0.07; den=1 -2.7 2.42 -0.72; G=tf(num,den,-1); G=zpk(G) z, p, k = tf2zp (num,den),7,三、連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換,sysd=c2d (sysc,Ts, imp)：把連續(xù)定常系統(tǒng)模型sysc轉(zhuǎn)換成離散系統(tǒng)模型sysd，采樣時(shí)間為Ts，imp表示直接脈沖響應(yīng)法。,8,num=1;den=0.1 1 0; sysc=tf(num,den); sysd=c2d(sysc,1, imp),9,sysd=c2d (sysc,Ts, zoh)：把連續(xù)定常系統(tǒng)模型

5、sysc轉(zhuǎn)換成離散系統(tǒng)模型sysd，采樣時(shí)間為Ts，imp表示對(duì)輸入信號(hào)加零階保持器。,10,num=1;den=1 1 0; sysc=tf(num,den); sysd=c2d(sysc,1, zoh),11,四、多模塊數(shù)學(xué)模型的建立,1、兩模塊串聯(lián),12,G1=tf(1,1 1); G1d=c2d(G1,1, imp) G2=tf(1,1 2); G2d=c2d(G2,1, imp) Gd=G1d*G2d,13,G1=tf(1,1 1); G2=tf(1,1 2); G=G1*G2 Gd=c2d(G,1, imp),14,2、閉環(huán)離散系統(tǒng),15,G=tf(1,1 1 0); Gd=c2d

6、(G,1, imp); phid=feedback(Gd,1),16,5.2 離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析,離散系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件：閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的極點(diǎn)全部在z平面的單位圓內(nèi)，或閉環(huán)特征根的模都小于1。,17,sysc=tf(10,1 1 0); sysd=c2d(sysc,1, zoh); closysd=feedback(sysd,1); closysd=zpk(closysd) pzmap(closysd) pole(closysd),18,sysc=tf(1,1 1 0); sysd=c2d(sysc,1, zoh); pole(sysd) rlocus(sysd) k, poles=rlo

7、cfind (sysd),19,5.3 離散系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能分析,dstep (num,den,N )；繪制離散系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線，num、den分別為系統(tǒng)閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)分子和分母多項(xiàng)式系數(shù)向量，N為指定的輸出點(diǎn)個(gè)數(shù)； y= dstep (num,den,N )：不繪制階躍響應(yīng)曲線，返回輸出數(shù)值序列y。,一、離散系統(tǒng)單位階躍響應(yīng),20,sys=tf(1,1 1 0); sysd=c2d(sysc,1, zoh); closysd=feedback(sysd,1); num,den=tfdata(closysd) dstep (num,den,25 ),21,dimpulse (num,de

8、n,N )；繪制離散系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)曲線，num、den分別為系統(tǒng)閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)分子和分母多項(xiàng)式系數(shù)向量，N為指定的輸出點(diǎn)個(gè)數(shù)； y= dimpulse(num,den,N )：不繪制脈沖響應(yīng)曲線，返回輸出數(shù)值序列y。,二、離散系統(tǒng)單位脈沖響應(yīng),22,hold on dimpulse (num,den,25 ) hold off y,x= dimpulse(num,den,25 );,23,dlsim(num,den,U )；繪制離散系統(tǒng)在任意數(shù)值序列U作用下的響應(yīng)曲線，num、den分別為系統(tǒng)閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)分子和分母多項(xiàng)式系數(shù)向量； y=dlsim (num,den,U )：不繪制響應(yīng)

9、曲線，返回輸出數(shù)值序列y。,三、離散系統(tǒng)任意輸入下的時(shí)間響應(yīng),24,sysc=tf(1,1 1 0); sysd=c2d(sysc,1, zoh); closysd=feedback(sysd,1); num,den=tfdata(closysd);,25,Ts=1; dtime=(0:Ts:50) ; R1=dtime; R2=0.5*dtime.*dtime; subplot(2,1,1);dlsim(num,den,R1) subplot(2,1,2); dlsim(num,den,R2),26,sysc=tf(1,1 1 0); sysd=c2d(sysc,1, zoh); closysd=