離散控制系統(tǒng)分析方法

1、實(shí)驗(yàn)二失散控制系統(tǒng)剖析方法一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦肕ATLAB對(duì)各樣失散控制系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)域剖析。二、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)1控制系統(tǒng)的牢固性剖析由前面章節(jié)學(xué)習(xí)的容可知，對(duì)線性系統(tǒng)而言，若是一個(gè)連續(xù)系統(tǒng)的全部極點(diǎn)都位于s平面的左半平面，則該系統(tǒng)是一個(gè)牢固系統(tǒng)。對(duì)失散系統(tǒng)而言，若是一個(gè)系統(tǒng)的全部極點(diǎn)都位于z平面的單位圓部，則該系統(tǒng)是一個(gè)牢固系統(tǒng)。一個(gè)連續(xù)的牢固系統(tǒng)，若是全部的零點(diǎn)都位于平面的左半平面，即全部零點(diǎn)的實(shí)部小于零，則該系統(tǒng)是一個(gè)最小相位系統(tǒng)。一個(gè)失散的牢固系統(tǒng)，若是全部零點(diǎn)都位于z平面的單位圓，則稱該系統(tǒng)是一個(gè)最小相位系統(tǒng)。由于Matlab供應(yīng)了函數(shù)能夠直接求出控制系統(tǒng)的零極點(diǎn)，所以使用Matlab判斷一個(gè)系統(tǒng)

2、可否為最小相位系統(tǒng)的工作就變得十分簡單。2控制系統(tǒng)的時(shí)域剖析時(shí)域剖析是直接在時(shí)間域?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行剖析。它是在必然輸入作用下，求得輸出量的時(shí)域表達(dá)式，進(jìn)而剖析系統(tǒng)的牢固性、動(dòng)向性能和穩(wěn)態(tài)誤差。這是一種既直觀又正確的方法。Matlab供應(yīng)了大量對(duì)控制系統(tǒng)的時(shí)域特點(diǎn)進(jìn)行剖析的函數(shù)，合用于用傳達(dá)函數(shù)表示的模型。其中常用的函數(shù)列入表1，供學(xué)生參照。表1常用時(shí)域剖析函數(shù)函數(shù)說明step連續(xù)系統(tǒng)的階躍響應(yīng)impulse連續(xù)系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)covar連續(xù)系統(tǒng)對(duì)白噪聲的方差響應(yīng)initial連續(xù)系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)lsim連續(xù)系統(tǒng)對(duì)隨意輸入的響應(yīng)dstep失散系統(tǒng)的階躍響應(yīng)dimpulse失散系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)dcovar失

3、散系統(tǒng)對(duì)白噪聲的方差響應(yīng)dinitial失散系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)dlsim失散系統(tǒng)對(duì)隨意輸入的響應(yīng)filter數(shù)字濾波器例1已知閉環(huán)系統(tǒng)的傳達(dá)函數(shù)H(z)1.50.5zz2試?yán)L出其單位階躍響應(yīng)與單位斜波輸入響應(yīng)。解：為求其單位階躍響應(yīng)與單位斜波輸入響應(yīng)，編制程序以下：num=1.5;den=10.50;sysd=tf(num,den,0.1)y,t,x=step(sysd);1/8subplot(1,2,1)plot(t,y);xlabel(Time-Sec);ylabel(y(t);gtext(單位階躍響應(yīng))grid;u=0:0.1:1;subplot(1,2,2)y1,x=dlsim(num,

4、den,u);plot(u,y1)xlabel(Time-Sec);ylabel(y(t);gtext(單位速度響應(yīng))grid二、實(shí)驗(yàn)容1、MATLAB在失散系統(tǒng)的剖析應(yīng)用關(guān)于以以下圖所示的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)造圖1，已知系統(tǒng)采樣周期為T=0.1s，被控對(duì)象的傳達(dá)函數(shù)為G(s)2，數(shù)字控制器D(z)z0.36，試s(0.1s1)(0.05s1)z0.98求該系統(tǒng)的閉環(huán)脈沖傳達(dá)函數(shù)和單位階躍響應(yīng)。圖1計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)造圖實(shí)驗(yàn)步驟：1）.求解開環(huán)脈沖傳達(dá)函數(shù)，運(yùn)用下面的matlab語句實(shí)現(xiàn)：T=0.1;sys=tf(2,0.0050.1510);%將傳函分母張開sys1=c2d(sys,T,zoh);

5、sys2=tf(1-0.36,10.98,0.1);sys3=series(sys2,sys1)履行語句后，屏幕上顯示系統(tǒng)的開環(huán)脈沖傳達(dá)函數(shù)為：sys3=0.03362z3+0.05605z2-0.01699z-0.002717-z4-0.5232z3-0.9201z2+0.4922z-0.048792/8Sampletime:0.1seconds2）.求其閉環(huán)脈沖傳達(dá)函數(shù)，能夠輸入以下matlab語句來實(shí)現(xiàn)：sys4=tf(1);sys5=feedback(sys3,sys4,-1)履行語句后，會(huì)顯示系統(tǒng)的開環(huán)脈沖傳達(dá)函數(shù)為：sys5=0.03362z3+0.05605z2-0.01699z

6、-0.002717-z4-0.4896z3-0.8641z2+0.4752z-0.05151Sampletime:0.1seconds3）.最后可用以下命令繪制該失散系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)，其結(jié)果以以下圖：step(sys5)失散系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線為：4）.還能夠夠繪制該失散系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)，其結(jié)果以以下圖：impulse(sys5)3/8實(shí)驗(yàn)結(jié)果：4/82、SIMULINK在失散系統(tǒng)的剖析應(yīng)用所給的失散系統(tǒng)的Simulink仿真模型如圖2所示，在成立的仿真模型中，設(shè)置數(shù)字控制器和零階保持器的采樣時(shí)間為0.1s。運(yùn)行仿真模型就能夠獲取系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)，該失散系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線，如圖3。圖2系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)Simulink仿真模型5/8圖3失散系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線圖4系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)Simulink仿真模型設(shè)置脈沖輸入?yún)?shù)以下：6/8圖5失散系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)曲線實(shí)驗(yàn)結(jié)果：7/8問題剖析：在實(shí)驗(yàn)的過程中，由于對(duì)matlab軟件熟練度不足和對(duì)軟件某些認(rèn)識(shí)上的不足，使得程序在運(yùn)行過程中出現(xiàn)了很多差錯(cuò)，而對(duì)專