Matlab:傳遞函式(含遲延環節)/狀態空間方程/z傳遞函式的構造/運算/轉化
阿新 • • 發佈:2019-02-03
1、傳遞函式
1.1 構造傳遞函式
(1)
Matlab可以這樣構造上式
num=[10 30 20];
den=[1 12 47 60];
sysc=tf(num,den)
執行結果(2)
根據零極點構造表示式:
z=[-1 -2];
p=[-3 -4 -5];
k=10;
sysc=zpk(z,p,k)
執行結果:(3)多項式表示式和零極點表示式之間的轉化
已有
num=[10 30 20];den=[1 12 47 60];sysc_tf=tf(num,den);
z=[-1;-2];p=[-3;-4;-5];k=10;sysc_zpk=zpk(z,p,k);
i 多項式轉化為零極點形式:
sysc_tf1=tf(sysc_zpk)
或者
[z1,p1,k1]=tf2zp(num,den);
sysc_zpk=zpk(z1,p1,k1)
結果都是
ii零極點轉化為多項式形式:
sysc_tf=tf(sysc_zpk)
或者
[num1,den1]=zp2tf(z,p,k);
sysc_tf=tf(num1,den1)
結果都是
(4)
構造下式所示的傳遞函式
可以:
num=[5];
den=[1 10 0];
g=tf(num,den,'ioDelay',3)
也可以
z=[];
p=[0 -10];
k=1;
g2=zpk(z,p,k,'ioDelay',3)
1.2 傳遞函式串聯、並聯、反饋
num1=[1 2];den1=[3 4];G1=tf(num1,den1);
num2=[1 2];den2=[3 4];G2=tf(num2,den2);
1.2.1串聯
G3=series(G1,G2)
或者
[num3,den3]=series(num1,den1,num2,den2);
G3=tf(num3,den3)
1.2.2並聯
G3=parallel(G1,G2)
或者
[num3,den3]=parallel(num1,den1,num2,den2);
G3=tf(num3,den3)
1.2.3(負)反饋G3=feedback(G1,G2)
或者
[num3,den3]=feedback(num1,den1,num2,den2); G3=tf(num3,den3)
feedback(G,H)。其中G是傳遞函式,H為反饋函式,表示一個控制系統G,對其進行負反饋H(要求正反饋用-H)。
2、z傳遞函式
2.1 z傳遞函式的構造
num=[1 2];
den=[1 2 3];
G=tf(num,den,1)%取樣時間為1s
結果:
或者可以這樣
z=tf('z',1);
G=(z+2)/(z^2+2*z+3)
結果也是
2.2 z傳遞函式和傳遞函式的轉化
z函式轉化為s函式
num=[1 2];den=[1 2 3];G=tf(num,den,1);%取樣時間為1s
csysc=d2c(G)
[num, den] = tfdata( csys, 'v' )%獲取s函式分子、分母
結果
s函式轉化為z函式
緊接上式
Hd=c2d(csysc,1,'zoh')
得到結果
3、狀態空間函式
3.1構造狀態空間函式
A=[0 1 -2;3 4 0; 5 0 0];
B=[0;1;0];
C=[0 0 1];
D=0;
sys=ss(A,B,C,D,1)
3.2建構函式和傳遞函式的轉化
A=[0 1 -2;3 4 0; 5 0 0];B=[0;1;0];C=[0 0 1];D=0;
%狀態空間到傳遞函式
[num,den]=ss2tf(A,B,C,D)
%傳遞函式到狀態空間
[A,B,C,D]=tf2ss(num,den)
需要注意的是狀態空間方程不唯一,傳遞函式唯一