MATLAB控制系统仿真.ppt

MATLAB控制系统仿真 MATLAB是一款高性能的数值计算和可视化软件，它集成了数值分析、矩阵运算和图形显示于一体，构成了一个方便的界面友好的用户环境。控制系统的分析与设计方法都是以数学模型为基础进行的。MATLAB可以用于以传递函数形式描述的控制系统。 一、弹簧-重物-阻尼器系统 弹簧—重物—阻尼器动力学系统可以用微分方程描述，该系统的瞬态响应可以分为三种情况：欠阻尼、过阻尼和临界阻尼。MATLAB可以用于分析这种系统的自由运动曲线。例如，使用MATLAB程序unforced.m，可以显示初始位移为y(0)的物体自由运动曲线。 在unforced.m程序中，变量y(0)，wn，t，z1和z2的值由指令直接输入工作区，然后运行unforced.m程序就可以产生响应曲线。该程序可以计算系统在给定初始条件下的自由运动，并画出运动曲线的包络线。 二、传递函数 MATLAB可以分析以传递函数形式描述的系统。传递函数是控制系统的数学模型，可以用多项式来表示。MATLAB可以用于计算多项式的值和根。例如，多项式p(s)=1s3+3s2+0s1+4s0，可以用行向量p=[1 3 0 4]在MATLAB中表示。然后，可以使用roots()函数计算多项式的根。 矩阵乘法可以由MATLAB的conv()函数完成。例如，把两个多项式相乘合并成一个多项式n(s)，可以使用conv()函数。函数polyval()用来计算多项式的值。例如，多项式n(s)在s = -5处值为n(-5) = -66。 三、结构图模型 MATLAB可以用于设计和分析控制系统的结构图模型。结构图模型是一种图形表示方法，可以用来描述控制系统的动力学行为。MATLAB提供了多种工具来设计和分析结构图模型，如Simulink等。 MATLAB是一款功能强大且灵活的工具，可以用于控制系统的分析、设计和仿真。它提供了多种功能和工具，可以满足不同用户的需求。