matlab软件应用介绍-3-6--系统连接框图的模型PPT学习课件.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,3-,6,系统连接框图的模型表示,一、串联连接结构,u,(,t,),y,(,t,),G,(,s,)=,G,2,(,s,),G,1,(,s,),MATLAB,命令格式:,G,=,G,2,*,G,1,G,1,(,s,),G,2,(,s,),1,二、并联连接结构,u,(,t,),y,(,t,),G,(,s,)=,G,2,(,s,)+,G,1,(,s,),MATLAB,命令格式:,G,=,G,2,+,G,1,G,1,(,s,),G,2,(,s,),2,三、反馈连接结构,u,(,t,),y,(,t,),MATLAB,命令格式,:,G,=,feedback,(,G,1,，,G,2,，,sign,),G,1,(,s,),G,2,(,s,),3,四、更复杂的连接结构,u,(,t,),y,(,t,),MATLAB,命令格式:,G,=,feedback,(,G,1,*,G,2,，,H,),G,1,(,s,),H,(,s,),G,2,(,s,),4,例,6,上图中的三个传递函数为,求闭环系统的传递函数。,5,例,7,求闭环传递函数,8,2 3 4 5 6 7,9,10,6,方法一,按照上述的方法，可以得出系统的闭环传递函数。由图可知，这是一个具有交错反馈的多回路系统，首先将6、7方框间的引出点进行变位变换，后移到方框7后面，则,下面就可以输入,M,命令,7,g1=tf(1,0.01,1);g2=tf(0.17,1,0.085,0);g3=g1;,g4=tf(0.15,1,0.051,0);g5=tf(70,0.0067,1);,g6=tf(0.21,0.15,1);g7=tf(130,1,0);g8=0.212;,g9=tf(0.1,0,130*0.01,1);g10=0.0044*g1;,gg1=feedback(g7*g6,g8);%paths68,gg2=feedback(gg1*g5*g4,g9);%paths49,G=feedback(gg2*g3*g2,g10)*g1;%overall system,zpk(G),8,方法二,在实际应用中，整个系统闭环传递函数的求解并不总是这样简单，有时甚至不适合手工来求解，必须采用计算机辅助的方式进行求解。控制系统工具箱提供了一个,M,函数,connect,(),和一个,M,文件,blkbuild,来求取含有相互连接模块结构的状态方程模型。,9,求取系统数学模型的过程,用户首先需要用,blkbuild,程序建立起原始模型的增广状态方程模型（,a,b,c,d,），,然后输入各个模块的连接关系，即建立,Q,矩阵，最后调用,connect,（）,函数来获得系统总的状态方程模型。,10,基本步骤,1.,方框排号；,2.,用,MATLAB,语句输入每个方框的信息；,3.,输入连接矩阵,Q,、,输入向量,INPUTS,和输出向量,OUTPUTS,；,4.,构造整个系统的模型，整个系统的模型由下面的函数调用，即可得到系统的状态方程。,G,=,connect,(,a,b,c,d,Q,INPUTS,OUTPUTS,),若采用下面的命令，可得到系统的零极点增益模型,A,B,C,D,=,connect,(,a,b,c,d,Q,INPUTS,OUTPUTS,);,zpk,(,ss,(,A,B,C,D,),11,例,7,方法二,1.,方框排号；,2.,用,MATLAB,语句输入每个方框的信息；,nblocks,=10;,n1=1;d1=0.01,1;n2=0.17,1;d2=0.085,0;,n3=1;d3=0.01,1;n4=0.15,1;d4=0.051,0;,n5=70;d5=0.0067,1;n6=0.21;d6=0.15,1;,n7=130;d7=1,0;n8=-0.212;d8=1;,n9=-0.1;d9=0.01,1;n10=-0.0044;d10=0.01,1;,blkbuild,12,3.,输入连接矩阵,Q,、,输入向量,INPUTS,和输出向量,OUTPUTS,；,输入连接矩阵,Q,的规则为：,Q,矩阵应该有,nblocks,行；,Q,矩阵第,1,列应为相应模块的方框编号；,Q,矩阵第,i,行的第,2,列及以后的元素应包含进入第,i,个模块的所有方框信息。,输入向量,INPUTS,由输入信号所进入模块的编号构成；输出向量,OUTPUTS,由输出信号流出的模块编号构成。,13,Q,=1,0,0;,2,1,10;,3,2,0;,4,3,9;,5,4,0;,6,5,8;,7,6,0;,8,7,0;,9,6,0;,10,7,0;,INPUTS,=1;,OUTPUTS,=7;,14,4,构造整个系统的模型，整个系统的模型由 下面的函数调用，即可得到系统的状态方程。,G,=,connect,(,a,b,c,d,Q,INPUTS,OUTPUTS,),若采用下面的命令，可得到系统的零极点增益模型,A,B,C,D,=,connect,(a,b,c,d,Q,INPUTS,OUTPUTS,);,zpk,(,ss,(,A,B,C,D,),15,习题,系统结构图如图所示，用,MATLAB,语句编程求所示系统的闭环传递函数。,16,