《控制系统CAD——基于MATLAB语言 教学课件 ppt 作者 张晋格 第2章 MATLAB的控制系统工具箱函数》由会员分享，可在线阅读，更多相关《控制系统CAD——基于MATLAB语言 教学课件 ppt 作者 张晋格 第2章 MATLAB的控制系统工具箱函数（203页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2.2 MATLAB控制系统工具箱函数,MATLAB的控制系统工具箱，主要处理以传递函数为主要特征的经典控制和以状态空间为主要特征的现代控制中的问题。,该工具箱对控制系统，尤其是线性时不变（LTI）系统的建模、分析和设计提供了一个完整的解决方案。,2.2.1 模型建立函数,2.2.2 模型转换及参数获取函数,2.2.3 模型特性函数,2.2.4 时域响应函数,2.2.5 频域响应函数,2.2.6 根轨迹函数,2.2.7 估计器/调节器设计函数,2.2.1 模型建立函数,模型建立函数表,augstate,append,parallel,series,feedback,cloop,ord2,rmo
2、del,drmode,ssdelete,ssselect,connect,estim,destim,reg,dreg,pade,返回目录,将状态增广到状态空间系统的输出中。,augstat,Ab,Bb,Cb,Db=augstate(A,B,C,D),该函数可将状态加到状态空间系统的输出中。可产生一个新的状态空间系统，其输入和状态与原系统相同，但输出增加了所有的状态。,返回本表,功能,格式,说明,该函数对两个状态空间系统进行组合。,两个系统的组合,append,两个状态空间系统的组合,A,B,C,D= append(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2),功能,格式,说明,A,B,C,
3、D= append(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2) 可得到的系统为,返回本表,该函数可将两个系统按并联方式进行连 接，它既适用于连续时间系统，也适用于离散时间系统。,parallel,系统的并联连接。,A,B,C,D=parallel(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2),A,B,C,D=parallel(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2, inp1,inp2,out1,out2),num,den=parallel(num1,den1,num2,den2),格式,功能,说明,A,B,C,D=parallel(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,
4、D2)可得到两个系统并联连接的状态空间系统，如图所示。得到的系统为：,系统的并联连接,num,den=parallel(num1,den1,num2,den2) 可得到并联连接的传递函数表示的系统。,A,B,C,D=parallel(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2, inp1,inp2,out1,out2),部分并联连接的系统,两个系统按如图所示的方式连接，在inp1和inp2中分别指定两个系统要连接在一起的输入端编号，out1和out2中分别指定要作相加的输出端编号。,返回本表,num,den=series(num1,den1,num2,den2),series,系统的串联连
5、接。,该函数可将两个系统按串联方式进行连接，它既适用于连续时间系统，也适用于离散时间系统。,A,B,C,D=series(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2),A,B,C,D=series(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2, outputs1,inputs2),功能,格式,说明,A,B,C,D=series(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2) 可得到两个系统串联连接的状态空间系统，如图所示。,系统的串联连接,num,den=series(num1,den1,num2,den2) 可得到串联连接的传递函数表示的系统。,A,B,C,D=series(A1,B
6、1,C1,D1,A2,B2,C2,D2,out puts1,inputs2) 两个系统按如图所示的方式连接，在outputs1和inputs2用于指定sys1的部分输出和sys2的部分输入进行连接。,部分串联连接的系统,返回本表,A,B,C,D=feedback(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2) A,B,C,D=feedback(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2,sign) A,B,C,D=feedback(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2, inp1,out1) num,den=feedback(num1,den1,num2,den2) num,d
7、en=feedback(num1,den1,num2,den2,sign),功能,格式,说明,该函数可将两个系统按反馈方式进行连接，它既适用于连续时间系统，也适用于离散时间系统。,两个系统的反馈连接,feedback,两系统的反馈连接,A,B,C,D=feedback(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2,sign) 可将两系统按反馈方式进行连接，系统1的所有输出连接到系统2的输入，系统2的所有输出连接到系统1的输入，sign是用于反馈连接的符号，当sign缺省时，默认为负。 num,den=feedback(num1,den1,num2,den2,sign)用于传递函数模型所表示的
8、系统，sign的含义与前述相同。,A,B,C,D=feedback(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2, inp1,out1) 将系统1的指定输出(out1)连接到系统2的输入，系统2的输出连接到系统1的指定输入(inp1)，以此构成闭环系统，如图所示。,部分反馈连接,A,B,C,D=feedback(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2) num,den=feedback(num1,den1,num2,den2),可将两系统按负反馈方式进行连接,返回本表,A,B,C,D= cloop(A,B,C,D,sign) A,B,C,D=cloop(A,B,C,D,outputs
9、,inputs) num,den= cloop(num,den,sign),功能,格式,说明,cloop,系统的单位反馈连接,该函数可将系统按单位反馈方式进行连接，它既适用于连续时间系统，也适用于离散时间系统。,A,B,C,D= cloop(A,B,C,D,sign) 可将系统按单位反馈方式进行连接，从而产生闭环系统的状态空间模型，sign是用于反馈连接的符号，当sign缺省时，默认为负。,单位反馈连接系统,num,den= cloop(num,den,sign) 用于传递函数模型所表示的系统，sign的含义与前述相同。,单位反馈连接系统,A,B,C,D= cloop(A,B,C,D,outp
10、uts,inputs)将系统指定的输出(outputs)连接到指定的输入(inputs)，构成闭环系统的状态空间模型。一般为正反馈，形成负反馈时应在inputs中采用负值。,部分单位反馈连接系统,返回本表,A,B,C,D=ord2(wn,z) num,den=ord2(wn,z),功能,格式,说明,ord2,产生二阶系统,该函数能产生二阶系统,A,B,C,D= ord2(wn,z) 可得到二阶系统的状态空间的模型。 num,den= ord2(wn,z) 可得到二阶系统的传递函数模型。,返回本表,A,B,C,D=rmodel(n) A,B,C,D=rmodel(n,p,m) num,den=r
11、model(n) num,den=rmodel(n,p) A,B,C,D=drmodel(n) A,B,C,D=drmodel(n,p,m) num,den=drmodel(n) num,den=drmodel(n,p),功能,格式,说明,rmodel drmodel,稳定的随机n阶模型,该函数能产生稳定的随机n阶模型,A,B,C,D=rmodel(n) 可得到随机的n阶稳定状态空间模型，并且为SISO系统。 A,B,C,D=rmodel(n,p,m) 可得到一个m输入p输出的随机的n阶稳定状态空间模型。 num,den=rmodel(n) 可得到随机的n阶稳定传递函数模型， num,den=
12、rmodel(n,p) 可得到一个单输入p输出的随机的n阶稳定传递函数模型。 drmodel 可得到稳定的离散时间随机模型。,返回本表,Ar,Br,Cr,Dr=ssdelete(A,B,C,D,inputs,outputs) Ar,Br,Cr,Dr=ssdelete(A,B,C,D,inputs, outputs,states),功能,格式,说明,ssdelete,从状态空间系统中删除输入、输出或状态,该函数既适用于连续时间系统，也适用于离散时间系统。,Ar,Br,Cr,Dr=ssdelete(A,B,C,D,inputs,outputs) 可从状态空间系统A,B,C,D中删除指定的输入和输出
13、，inputs用于指定要删除的输入编号，outputs用于指定要删除的输出编号。 Ar,Br,Cr,Dr=ssdelete(A,B,C,D,inputs, outputs,states) 可从状态空间系统A,B,C,D中删除指定的输入、输出和状态。,返回本表,Ae,Be,Ce,De=ssselect(A,B,C,D,inputs,outputs) Ae,Be,Ce,De=ssselect(A,B,C,D,inputs, outputs,states),功能,格式,说明,该函数既适用于连续时间系统，也适用于离散时间系统。,从大状态空间系统中选择一个子系统。,ssselect,Ae,Be,Ce,D
14、e=ssselect(A,B,C,D,inputs,outputs) 可利用指定的输入和输出产生一个子系统，inputs用于指定子系统的输入，outputs用于指定子系统的输出。 Ae,Be,Ce,De=ssselect(A,B,C,D,inputs, outputs,states) 可利用指定的输入、输出和状态构造子系统，其输入、输出和状态由inputs、outputs、states指定。,返回本表,Ac,Bc,Cc,Dc=connect(A,B,C,D,q,inputs,outputs),功能,格式,说明,connect,将结构图转换为状态空间模型。,可得到状态空间模型，其中A,B,C,D
15、是给定的无连接对角方块，q用于指定内部连接关系，inputs和outputs用于选择系统Ac,Bc,Cc,Dc的输入和输出。,返回本表,Ae,Be,Ce,De=estim(A,B,C,D,I) Ae,Be,Ce,De=estim(A,B,C,D,l,sensors,known) Ae,Be,Ce,De=destim(A,B,C,D,l) Ae,Be,Ce,De=destim(A,B,C,D,l,sensors,known),功能,说明,格式,estim,destim,生成连续/离散状态估计器或观察器。,该函数可以从状态空间系统和增益矩阵l中生成稳态卡尔曼估计器,Ae,Be,Ce,De=esti
16、m(A,B,C,D, l) 可生成连续系统的状态估计器，并假定系统的所有输出为传感器的输出。 Ae,Be,Ce,De=estim(A,B,C,D,l,sensors,known) 可生成连续系统的状态估计器，其传感器由sensors指定，已知输入由known指定，由known指定的输入自动包括在估计器的输入中。 destim函数适用于离散时间系统。,返回本表,Ac,Bc,Cc,Dc=reg(A,B,C,D,k,l) Ac,Bc,Cc,Dc=reg(A,B,C,D,k,l,sensors, known,controls) Ac,Bc,Cc,Dc=dreg(A,B,C,D,k,l) Ac,Bc,Cc,Dc=dreg(A,B,C,D,k,l,sensors, known,cont
