多分支判断语句switch-case.ppt

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1、n n 多多分支判断分支判断语语句句switch-caseswitch-case 作用作用：多：多分支判断分支判断选选择择。 一一般表达形般表达形式式： switchswitch选择选择 判断量判断量 case case 选择选择 判断判断值值1 1 选选择择判断判断语语句句1 1 case case 选择选择 判断判断值值2 2 选选择择判断判断语语句句2 2 otherwiseotherwise 判判断断执执行行语语句句 endend 注意：当其中一个注意：当其中一个casecase语语句后的条件句后的条件为为真真时时，switch-switch- casecase语语句不句不对对其后的其

2、后的casecase语语句句进进行判断。行判断。 1 例如：利用例如：利用switch_caseswitch_case语语句句编编写判写判断季断季节节的函数文件的函数文件 。 function demo_switch_case(month)function demo_switch_case(month) switch month switch month case 3,4,5 case 3,4,5 season season=spring=spring case 6,7,8 case 6,7,8 season season=summer=summer case 9,10,11 case 9,1

3、0,11 season season=autumn=autumn otherwise otherwise season season=winter=winter end end 将将该该函数文件以函数文件以demo_switch_case.mdemo_switch_case.m为为文件名保存后，在命令文件名保存后，在命令 窗口窗口输输入入“ “demo_switch_case(1)”demo_switch_case(1)”，可，可调调用用该该函数文件，返回函数文件，返回 结结果果为为：season = winterseason = winter。 2 n n 人人机交互命机交互命令令 作用作用

4、：在：在执执行行 MATLAB MATLAB 主程序文主程序文件件时时，在，在适当的地适当的地 方方对对程序的运行程序的运行进进行行观观察或干察或干预预。 重要性重要性：在：在调试调试 程序的程序的时时候，人机交互命令更是不候，人机交互命令更是不 可缺少可缺少。 MATLAB MATLAB 语语言提供的言提供的基本人机交互命令基本人机交互命令有有 ：echoecho、 inputinput、pause pause 和和 keyboard keyboard 四种。四种。 3 echo echo 命令命令 作用作用：使：使MM文件文件的命令在的命令在执执行行时时可可见见，有利于程，有利于程序的序的

5、调调 试试和演和演示。示。 4 echo fileecho file% % 文件在文件在执执行中的回行中的回应显应显 示开关。示开关。 echo file onecho file on% % 使指定的使指定的 filefile文件的命令在文件的命令在执执行中被行中被显显示出来。示出来。 echo file offecho file off% % 关关闭闭指定文件的命令在指定文件的命令在执执行中的回行中的回应应。 对对于函数文件，于函数文件，echo echo 命令一般只用于其命令一般只用于其调试阶调试阶 段。段。 函数文件函数文件 echo onecho on% % 打开文本文件的回打开文本文

6、件的回应应命令。命令。 echo offecho off% % 关关闭闭回回应应命令。命令。 echo on allecho on all% % 显显示其后所有示其后所有执执行文件的行文件的执执行行过过程。程。 echo off allecho off all% % 关关闭闭其后所有其后所有执执行文件的行文件的显显示。示。 文本文件文本文件 input input命令命令 input input 命令用来提示用命令用来提示用户户从从键盘输键盘输 入数据、字符串或表达式，入数据、字符串或表达式， 并接收并接收输输入入值值。 5 例：例：R = input(How many apples)R =

7、input(How many apples) pause pause 命令命令 作用：使程序作用：使程序暂时终暂时终 止止执执行，等待用行，等待用户户按任意按任意键键后后继续执继续执 行基本行基本调调用格式：用格式： pause % pause %暂暂停程序等待回停程序等待回应应。 pause (n) pause (n) %在程序运行中等待在程序运行中等待 n n秒后秒后继续继续 运行。运行。 pause on pause on%显显示其后的示其后的 pause pause 命令，并且命令，并且执执行行 pause pause 命令。命令。 pause off pause off%显显示其后的

8、示其后的 pause pause 命令，但不命令，但不执执行行该该命令。命令。 keyboard keyboard命令命令 keyboardkeyboard命令与命令与inputinput命令的作用相似。当程序遇到此命令命令的作用相似。当程序遇到此命令 时时，MATLABMATLAB就将就将暂时暂时 停止运行程序，停止运行程序，处处于等待于等待键盘输键盘输 入状入状态态且在屏幕上且在屏幕上显显示字符示字符 K K。键盘处键盘处 理完理完毕毕后，后，输输入入 字符串字符串returnreturn，程序将，程序将继续执继续执 行。在行。在MM文件中使用文件中使用该该命令命令 ，对对于程序的于程序的

9、调试调试 和在程序运行中修改和在程序运行中修改变变量都很方便。量都很方便。 6 例如：例如： disp( please input a month: ) disp( please input a month: ) % % 显显示提示信息示提示信息 keyboardkeyboard% % 控制控制权权交交给键盘给键盘 demo_switch_case (ans)demo_switch_case (ans) 输输入数字（例如入数字（例如3 3）回）回车车，继续继续 在命令行在命令行输输入入“ “return”return”，控，控 制制权权返回返回给给MATLABMATLAB，即可，即可显显示示3

10、 3月是春天。月是春天。 n n 程程序序调试调试 与与诊诊断断 MATLAB MATLAB程序出程序出错时错时 的基本的基本处处理方法理方法 语语法格法格式式错错误误 如缺如缺“ “（” ”或或“ “）” ”等，在运行等，在运行时时可可检测检测 出大多数出大多数该该 类错误类错误 ，并指出，并指出错错在哪一行。在哪一行。 算法算法逻辑错误逻辑错误 这这样样的的错误错误 非常非常隐隐蔽，往往是蔽，往往是对对算法考算法考虑虑不周全不周全 ，程序可以，程序可以顺顺利通利通过过，显显示的示的结结果也是正常的数果也是正常的数 值值，但是与先，但是与先验验的的预预期不符合。期不符合。 7 注意：在注意：

11、在包含函数调用的包含函数调用的 MATLAB MATLAB 程序运行时，当发生运行程序运行时，当发生运行 错误时，错误时，不会显示出错信息不会显示出错信息，又，又无无法检测各个局部变量法检测各个局部变量。应。应 采用调试技术来查找问题采用调试技术来查找问题。 8 （1 1）在可能）在可能发发生生错误错误 的的 M M 文件中，文件中，删删去某些去某些语语句行末的句行末的分号分号， 使使显显示其运行中示其运行中间结间结 果，从中可果，从中可发现发现 一些一些问题问题 ； （2 2）在）在 M M 文件的适当位置上加上文件的适当位置上加上keyboardkeyboard命令，使在命令，使在执执行行

12、时时在此在此 暂暂停，从而停，从而检查检查 局部工作空局部工作空间间中中变变量的内容，从中找到出量的内容，从中找到出错错的的 线线索，利用索，利用 return return 命令可恢复程序的命令可恢复程序的执执行；行； （3 3）注注释释掉掉 M M 函数文件的函数文件的函数定函数定义义行行，使函数文件，使函数文件转变转变 成脚本成脚本 文件；文件； （4 4）使用）使用MATLABMATLAB调试调试 器，器，设设置断点置断点，或，或单单步步执执行。行。 MATLAB MATLAB的代的代码编辑调试码编辑调试 器器 MATLABMATLAB的代的代码编辑调试码编辑调试 器是一个器是一个综综

13、合了代合了代码编码编 写与写与调试调试 的的 集成开集成开发环发环 境。境。MATLABMATLAB代代码调试过码调试过 程主要是通程主要是通过调试过调试 器菜器菜 单单DebugDebug下的各子下的各子项进项进 行的行的。调调试选项试选项 及其功能及其功能见见表表1-31-3。 9 M M文件调试器文件调试器DebugDebug菜单菜单 表表1-3 1-3 调试选项及其功能调试选项及其功能 选 项图 标功 能快捷键 Open M-files when Debbuging 选择该选项则 在调试打开 M 文件 无 Step下一步F10 Step In进入被调用函数内部F11 Step Out跳

14、出当前函数Shift+F11 Continue执行，直至下一断点F5 Go until Cursor执行至当前光标处无 Set/Clear Breakpoint设置或删除断点F12 Set/Modify Conditional Breakpoint 设置或修改条件断点无 Enable/Disable Breakpoint开启或关闭光标行的断点无 Clear Breakpoints in All Files 删除所有文件中的断点无 Stop if Errors/Warings遇到错误或者警告时停止无 10 Set/Clear BreakpointSet/Clear Breakpoint: : 设

15、设置或清除断点置或清除断点。 1 1、可、可以以选择该选项对选择该选项对 当前行当前行进进行操行操作；作； 2 2、通、通过过快捷快捷键键F12F12； 3 3、直、直接点接点击该击该 行左行左侧侧的的“ “-”-”。 注：注：设设置断点置断点时该处显时该处显 示示为红为红 点。再次点。再次进进行相同行相同 的操作的操作则删则删 除除该该断点断点。 例子：例子：tiyidianbatiyidianba 11 Set/Modify Set/Modify Conditional BreakpointConditional Breakpoint：该该选项选项 用于用于设设 置或修改条件断点置或修改条

16、件断点。 条条件断点件断点为为一种特殊的断点，当一种特殊的断点，当满满足指定的条件足指定的条件时时则则程序程序 执执行至此行至此时时停止停止，否，否则则程程序序继续进继续进 行。其行。其设设置界面如置界面如图图1 1 -12-12所示，在所示，在输输入框中入框中输输入断点条件入断点条件则则将当前行将当前行设设置置为为条条 件断点。此件断点。此时设时设 置的断点置的断点处显处显 示示为为黄色黄色。例子：。例子： tiyidianbatiyidianba 12 Enable/Disable BreakpointEnable/Disable Breakpoint：开开启或关启或关闭闭当前行的断点，当

17、前行的断点， 如果当前行不存在断点，如果当前行不存在断点，则设则设 置当前行置当前行为为断点；如果当前断点；如果当前 行是断点，行是断点，则则改改变该变该 断点的状断点的状态态。在。在调试时调试时 ，被关，被关闭闭的的 断点将会被忽略断点将会被忽略。例子：。例子：tiyidianbatiyidianba 13 在程序在程序调试调试 中，中，变变量的量的值值是是查查找找错误错误 的重要的重要线线索索 ，在，在MATLABMATLAB中中查查看看变变量的量的值值可以有三种方法：可以有三种方法： （1 1）在）在编辑编辑 器中将鼠器中将鼠标标放置在待放置在待查查看的看的变变量量处处，停留，停留 ，则

18、则在此在此处显处显 示示该变该变 量的量的值值； （2 2）在工作空）在工作空间间中中查查看看该变该变 量的量的值值； （3 3）在命令窗口中）在命令窗口中输输入入变变量名，量名，则显则显 示示该变该变 量的量的值值。 以上介以上介绍绍了程序了程序调试调试 的方法和工具，在真正的方法和工具，在真正编编写程序写程序时时， 需要根据不同的情况灵活需要根据不同的情况灵活应应用用这这些功能，达到最高的些功能，达到最高的调试调试 效率。效率。 l l 本章小本章小结结 n n 简简要介要介绍绍了控制系了控制系统统仿真的基本概念及仿真工具仿真的基本概念及仿真工具 MATLABMATLAB的的语语言特言特点

19、；点；(1.1)(1.1) n n 详详细讲细讲 述了在系述了在系统统仿真仿真过过程中可能用到的程中可能用到的 MATLABMATLAB基本功能，从基本功能，从数数值计值计 算功能算功能入手，介入手，介绍绍 了了MATLABMATLAB中的数中的数组组、矩、矩阵阵、绘图绘图 、函数、函数、MM文文 件及件及编编程控制程控制等基等基础础知知识识。 n n 希希望通望通过过本章的学本章的学习习能能够够掌握掌握MATLABMATLAB的基本用的基本用 法，法，为为后后续续利用利用MATLABMATLAB进进行仿真打下基行仿真打下基础础。 14 n n 习习题题： 1 1. . 查查看看MATLABM

20、ATLAB的目的目录结录结 构，并构，并检查计检查计 算机中安装算机中安装 了了 哪哪些些MATLABMATLAB工具箱。工具箱。 2 2. . 使使用用helphelp命令命令查查找函数找函数plotplot和和plot3plot3的帮助信息。的帮助信息。 3 3. . 已已知矩知矩阵阵A A为为四四阶阶魔方矩魔方矩阵阵，矩，矩阵阵B B =1 2 3 4;3 4 5 =1 2 3 4;3 4 5 6;5 6;5 6 7 8;7 8 9 06 7 8;7 8 9 0，求矩，求矩阵阵A A和矩和矩阵阵B B的矩的矩阵阵乘乘积积和和 数数 组组乘乘积积。 %magic(4) %magic(4)

21、4 4. . 用用符号符号计计算算验证验证 三角等式。三角等式。 % expand()% expand() 15 syms x y;expand(sin(x-y)syms x y;expand(sin(x-y) 5 5. . 求求f = sin(x)2f = sin(x)2的的导导数数，求，求 f = sin(x)2 + cos(y)2 f = sin(x)2 + cos(y)2对对y y 的的导导数。数。 % diff()% diff() 6. 6. 求求积积分分 。%int(f,t,a,b)%int(f,t,a,b) 7 7. . 解解方程方程xx3-63-6*x*x2+112+11* *

22、x-5=1 x-5=1 。%solve()%solve() 8 8. . 绘绘图图：f = (x2 + y2)4 - (x2 - y2)2f = (x2 + y2)4 - (x2 - y2)2， 其其中中1 10000 element=a(i) order=i break end end 控制系控制系统统仿真与仿真与CADCAD 第第2 2章章 控制系控制系统统的数学描述的数学描述 河南工河南工业业大学大学 电电气工程学院气工程学院 闫闫晶晶晶晶 系统的数学模型系统的数学模型 l l 系统数学模型的重要性系统数学模型的重要性 n n 系统仿真分析必须已知数学模型系统仿真分析必须已知数学模型 n

23、 n 系统设计必须已知数学模型系统设计必须已知数学模型 n n 数学模型是本课程的基础数学模型是本课程的基础 l l 系统数学模型的获取系统数学模型的获取 n n 建模方法：从已知的物理规律出发，用数学建模方法：从已知的物理规律出发，用数学 推导的方法建立起系统的数学模型推导的方法建立起系统的数学模型 n n 辨识方法：由实验数据拟合系统的数学模型辨识方法：由实验数据拟合系统的数学模型 19 第第2 2章章 控制系控制系统统的数学描述的数学描述 2.1 2.1 控制系控制系统统数学模型与控制工具箱函数数学模型与控制工具箱函数 2.1.1 2.1.1 传递传递 函数模型函数模型 2.1.2 2.

24、1.2 状状态态空空间间模型模型 2.2 2.2 控制系控制系统统模型的模型的转换转换 及及连连接接 2.2.1 2.2.1 模型模型转换转换 函数函数 2.2.2 2.2.2 模型模型连连接与化接与化简简 2.3 2.3 控制系控制系统统建模工程建模工程实实例例 20 2.1.1 2.1.1 传递传递 函数模函数模 型型 主要内容主要内容：介介绍绍一下如何把一下如何把经经典控制里最常用的典控制里最常用的传传 递递函数模型函数模型输输入入给计给计 算机算机。 线线性系性系统统通常是以通常是以线线性常微分方程来描述性常微分方程来描述: : 2.1 2.1 控制系控制系统统数学模型与控制工具箱函数

25、数学模型与控制工具箱函数 21 22 传递函数的理论基础 Laplace变换 Pierre-Simon Laplace (1749-1827)，法国数学家 Laplace变换 ，t域s域 定义： Laplace变换的一条重要性质： 若 l l 传递传递 函数模型函数模型 n n 传递传递 函数即放大倍数函数即放大倍数G(s)=Y(s)/U(s)G(s)=Y(s)/U(s) n n 在零初始条件下，在零初始条件下，线线性常微分方程性常微分方程经经LaplaceLaplace变变 换换后，即后，即为线为线 性系性系统统的的传递传递 函数模型：函数模型： n n 对线对线 性定常系性定常系统统，式中

26、，式中s s的系数均的系数均为为常数，且不常数，且不 等于零，等于零，这时这时 系系统统在在MATLABMATLAB中可以方便地由中可以方便地由 分子分子(numerator)(numerator)和分母和分母(denominator)(denominator)系数构成的向系数构成的向 量量组组唯一地确定出来。唯一地确定出来。 23 n n 在在MATLABMATLAB中，中，传递传递 函数的分子、分母分函数的分子、分母分别别用用numnum 和和denden表示，表达方式表示，表达方式为为： num=b0,b1,b(m-1),bmnum=b0,b1,b(m-1),bm den=a0,a1,a

27、(n-1),anden=a0,a1,a(n-1),an 其中：它其中：它们们都是按都是按s s的降的降幂进幂进 行排列的，缺行排列的，缺项补项补 零零 。如果。如果ai ai，bibi都都为为常数，常数，这样这样 的系的系统统又称又称为线为线 性性时时 不不变变系系统统（Linear Time-invariant systems Linear Time-invariant systems ，简简称称LTILTI ）；系）；系统统的分母多的分母多项项式称式称为为系系统统的特征多的特征多项项式。式。对对 物理可物理可实现实现 系系统统来来说说，一定要，一定要满满足足mnmn。 n n 对对于离散于

28、离散时间时间 系系统统，其，其单输单输 入入单输单输 出系出系统统的的LTILTI系系 统统差分方程差分方程为为： 24 n n 对应对应 的脉冲的脉冲传递传递 函数函数为为： n n 用不同向量分用不同向量分别别表示分子和分母多表示分子和分母多项项式，就可以利式，就可以利 用控制系用控制系统统工具箱的函数表示工具箱的函数表示传递传递 函数函数变变量量G G： num=b0,b1,b(m-1),bmnum=b0,b1,b(m-1),bm den=a0,a1,a(n-1),anden=a0,a1,a(n-1),an n n 在在MATLABMATLAB中，不中，不论论是是连续还连续还 是离散是离

29、散时间时间 系系统统， 都用函数命令都用函数命令tf( )tf( )来建立控制系来建立控制系统统的的传递传递 函数模型函数模型 ，还还可以将零极点模型或者状可以将零极点模型或者状态态空空间间模型模型转换为转换为 传递传递 函数模型。函数模型。 25 表表2-1 tf( )2-1 tf( )函数的具体用法函数的具体用法见见见见下表下表 函数用法函数功能说明 sys = tf(num,den) 返回变量sys为连续系统传递函数模型 sys = tf(num,den,ts) 返回变量sys为离散系统传递函数模型。ts为采样周期 ，当ts-1或者ts 时，表示系统采样周期未定义 s = tf(s) 定

30、义Laplace变换算子 (Laplace variable)，以原形式输 入传递函数 z =tf(z,ts) 定义z变换算子及采样时间ts，以原形式输入传递函数 get(sys) 可获得传递函数模型对象sys的所有信息 set(sys,Property,Value,. ) 为系统不同属性设定值 num,den=tfdata (sys,v) 以行向量的形式返回传递函数分子分母多项式 c = conv(a, b) 多项式a,b以系数行向量表示，进行相乘。结果c仍以系 数行向量表示 26 例例2-1 2-1 将已知系将已知系统统的的传递传递 函数模型函数模型 输输入到入到MATLABMATLAB工

31、作空工作空间间中。中。 解：方法一：在解：方法一：在MATLABMATLAB命令窗口中命令窗口中输输入：入： num=1 1; %num=1 1; %分子多分子多项项式向量式向量 den=1 3 2 0; %den=1 3 2 0; %分母多分母多项项式向量式向量 G=tf(num,den) %G=tf(num,den) %系系统传递统传递 函数模型函数模型 执执行后行后结结果如下：果如下： Transfer function:Transfer function: s + 1 s + 1 - s3 + 3 s2 + 2 ss3 + 3 s2 + 2 s 27 方法二：在方法二：在MATLABM

32、ATLAB命令窗口中命令窗口中输输入：入： s=tf( s ) %s=tf( s ) %定定义义LaplaceLaplace算子符号算子符号变变 量量 G=(s+1)/( s3 + 3 *s2 + 2*s) G=(s+1)/( s3 + 3 *s2 + 2*s) % %直接直接给给出系出系统传递统传递 函数表达函数表达 式式 执执行后行后结结果如下：果如下： Transfer function:Transfer function: s + 1 s + 1 - s3 + 3 s2 + 2 ss3 + 3 s2 + 2 s 28 例例2-2 2-2 已知已知传递传递 函数模型函数模型 ，将其，将其

33、 输输入到入到MATLABMATLAB工作空工作空间间中。中。 解：方法一：在解：方法一：在MATLABMATLAB命令窗口中命令窗口中输输入：入： num=conv(10,2 1); %num=conv(10,2 1); %分子向量多分子向量多项项式式 den=conv(1 0 0,1 7 13); den=conv(1 0 0,1 7 13); %分母向量多分母向量多项项式式 G=tf(num,den) G=tf(num,den) %系系统传递统传递 函数模型函数模型 执执行后行后结结果如下：果如下： Transfer function:Transfer function: 20 s +

34、10 20 s + 10 - s4 + 7 s3 + 13 s2s4 + 7 s3 + 13 s2 29 方法二：在方法二：在MATLABMATLAB命令窗口中命令窗口中输输入：入： s=tf(s); %s=tf(s); %定定义义LaplaceLaplace算子符号算子符号变变量量 G=10*(2*s+1)/(s2* (s2+7*s+13) G=10*(2*s+1)/(s2* (s2+7*s+13) % %直接直接给给出系出系统传递统传递 函数表达函数表达 式式 执执行后行后结结果如下：果如下： Transfer function:Transfer function: 20 s + 10 2

35、0 s + 10 - s4 + 7 s3 + 13 s2s4 + 7 s3 + 13 s2 30 例例2-3 RLC2-3 RLC电电路如路如图图2-12-1所示，所示，试试建立以建立以电电容上容上电压电压 Uc(t)Uc(t)为输为输 出出变变量，量，输输入入电压电压 Ur(t)Ur(t)为输为输 入入变变量的运量的运动动方程；如果方程；如果R=1.6R=1.6 ，L=1.0HL=1.0H，C=0.40FC=0.40F时时，建立其，建立其传递传递 函数模型。函数模型。 解：解： 第一步：建立系第一步：建立系统统的微分方程。的微分方程。 设设回路回路电电流流为为i(t)i(t)，根据基，根据基

36、尔尔霍夫霍夫电压电压 定律、定律、电电流定律得到系流定律得到系 统统的回路方程的回路方程为为： （2-62-6） （2-72-7） 将（将（2-72-7）代入（）代入（2-62-6），消去中），消去中间变间变 量量i(t)i(t)，得到描述，得到描述RLCRLC网网络络 输输入入输输出关系的微分方程出关系的微分方程为为： （2-82-8） 31 第二步：根据微分方程写出第二步：根据微分方程写出传递传递 函数。函数。 在零初始条件下，在零初始条件下，对对上述方程中各上述方程中各项项求拉氏求拉氏变换变换 ，并，并 令令 ， , ,可得可得s s的代数方程的代数方程为为： 由由传递传递 函数定函数定

37、义义，得系，得系统传递统传递 函数函数为为： 将将R=1.6R=1.6，L=1.0HL=1.0H，C=0.40FC=0.40F代入（代入（2-102-10）得：）得： （2-92-9） （2-102-10） （2-112-11） 32 33 第三步：将系第三步：将系统统模型模型输输入到入到MATLABMATLAB工作空工作空间间中中 。 程序如下：程序如下： clearclear clcclc s=tf(s) ; %s=tf(s) ; %定定义义LaplaceLaplace算子符号算子符号变变 量量 G=25/(10* s2 + 16 *s + 25) G=25/(10* s2 + 16 *s

38、 + 25) % %直接直接给给出系出系统传递统传递 函数表达函数表达 式式 程序运行程序运行结结果果为为： Transfer function:Transfer function: 25 25 - 10 s2 + 16 s + 2510 s2 + 16 s + 25 例例2-4 2-4 某一以微分方程描述系某一以微分方程描述系统统的的传递传递 函数，其微分方程描函数，其微分方程描 述如下：述如下： 试试使用使用MATLABMATLAB建立其模型。建立其模型。 解：首先求取系解：首先求取系统传递统传递 函数。在零初始条件下，函数。在零初始条件下，对对微分方程微分方程 两两边边取取Laplace

39、Laplace变换变换 ，可得系，可得系统传递统传递 函数：函数： 然后建立系然后建立系统统模型，模型，MATLABMATLAB程序如下：程序如下： num=1 0 6; %num=1 0 6; %分子多分子多项项式系数行向量式系数行向量 den=1 6 11 6; %den=1 6 11 6; %分母多分母多项项式系数行向量式系数行向量 G=tf(num,den) %G=tf(num,den) %建立建立传递传递 函数模型函数模型 程序运行程序运行结结果如下：果如下： Transfer function:Transfer function: s2 + 6 s2 + 6 - s3 + 6 s2

40、 + 11 s + 6s3 + 6 s2 + 11 s + 6 34 例例2-5 2-5 已知已知传递传递 函数的分子函数的分子为为(s+1)(s+1)，分母，分母项为项为 (s3+4s2 +2s+6)(s3+4s2 +2s+6)，时时滞是滞是2 2，试试建立系建立系统统的的传递传递 函数函数 模型。模型。 解：方法一，由于系解：方法一，由于系统统有有时时滞滞项项，除了，除了设设置分子置分子项项 numnum和分母和分母项项denden外，外，还还要在要在tf( )tf( )函数中函数中设设置置输输入入传传 输输延延时时 iodelayiodelay的属性，其的属性，其值赋给变值赋给变 量量d

41、tdt，程序如下，程序如下 ： num=1 1;num=1 1; den=1 4 2 6; den=1 4 2 6; dt=2; dt=2; G=tf(num,den,iodelay,dt) G=tf(num,den,iodelay,dt) 程序运行程序运行结结果果为为： Transfer function:Transfer function: s + 1 s + 1 exp(-2*s) * - exp(-2*s) * - s3 + 4 s2 + 2 s + 6 s3 + 4 s2 + 2 s + 6 35 方法二，也可以采用方法二，也可以采用LaplaceLaplace算子的符号算子的符号变

42、变量直接量直接 建立建立传递传递 函数模型，程序函数模型，程序为为： s=tf(s);s=tf(s); G=(s+1)/(s3+4*s2+2*s+6);G=(s+1)/(s3+4*s2+2*s+6); set(G,iodelay,2);Gset(G,iodelay,2);G 程序运行后程序运行后结结果与方法一相同。果与方法一相同。 36 l l 零极点增益模型零极点增益模型 实质实质 ：零极点增益模型：零极点增益模型实际实际 上是上是传递传递 函数模型的另函数模型的另 一种表一种表现现形式。形式。 原理原理：分：分别对别对 原系原系统传递统传递 函数的分子、分母函数的分子、分母进进行因行因 式

43、分解式分解处处理，理，获获得系得系统统的零点和极点的表示形式。的零点和极点的表示形式。 其中：其中：K K为为系系统统增益，增益，zi zi（i=1,2i=1,2，mm）为为零点，零点， pjpj（j=1,2j=1,2，n n）为为极点。极点。 注：注：对对系数系数为实为实 数的数的传递传递 函数模型来函数模型来说说，系，系统统的的 零极点或者零极点或者为实为实 数，或者以共数，或者以共轭轭复数的形式出复数的形式出现现。 37 （2-122-12） 离散系离散系统统的的传递传递 函数也可表示函数也可表示为为零极点增益模式：零极点增益模式： 在在MATLABMATLAB中零极点增益模型用中零极点

44、增益模型用 z z, ,p p, ,k k 矢量矢量组组表示。表示。 即：即： z=z1,z2,zmz=z1,z2,zm p=p1,p2,.,pnp=p1,p2,.,pn k=Kk=K 调调用用zpk( )zpk( )函数函数就可以就可以输输入入这这个零极点增益模型，个零极点增益模型， 还还可以将可以将传递传递 函数模型或者状函数模型或者状态态空空间间模型模型转换为转换为 零极点增益模型，具体用法如表零极点增益模型，具体用法如表2-22-2所示。所示。 38 （2-132-13） 表表2-2 zpk2-2 zpk函数的具体用法函数的具体用法 函数用法函数用法函数功能说明函数功能说明 sys =

45、 zpk(z,p,k) sys = zpk(z,p,k) 得到连续系统的零极点增益模型得到连续系统的零极点增益模型 sys = sys = zpk(z,p,k,Ts) zpk(z,p,k,Ts) 得到连续系统的零极点增益模型，采得到连续系统的零极点增益模型，采 样时间为样时间为Ts Ts s = zpk(s) s = zpk(s) 得到得到LaplaceLaplace算子，按原格式输入系统，算子，按原格式输入系统， 得到系统得到系统zpkzpk模型模型 z = zpk(z,Ts) z = zpk(z,Ts) 得到得到Z Z变换算子和采样时间变换算子和采样时间TsTs，按原格，按原格 式输入系统，得到系统式输入系统，得到系统zpkzpk模型模型 z,p,k=zpkdata(sz,p,k=zpkdata(s ys,v) ys,v) 得到系统的零极点和增益，参数得到系统的零极点和增益，参数vv表示表示 以向量形式表示以向量形式表示 p,z = p,z = pzmap(sys) pzmap(sys) 返回系统零极点返回系统零极点 pzmap(sys) pzmap(sys) 得到系统零极点分布图得到系统零极点分布图 39 例例2-6 2-6 双双T T网网络络如如图图2-22-2所示，所示，试试求以求以UcUc为输为输 出，出，UrU