MATLAB在自动控制原理的应用
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( s z1 )(s z2 )...(s zm ) G( s) K ( s p1 )(s p2 )...(s pn )
传函不同形式模型之间的转换
1. 一般式转换为零极点式
G=tf(num,den) ; G=zpk(G) 或格式为：[z,p,k]=tf2zp(num,den)
SIMULINK建立系统模型
SIMULINK的启动 1. 在MATLAB命令窗口的工具栏中单击按钮。
2. 在命令提示符“>>”下键入simulink命令， 并回车。
Simulink工具按钮
工具栏 模块说明
Simulink模型库
选择所需要的元素，用鼠标左键点中后拖到 模型编辑窗口的合适位置。
2. 零极点式转换为一般式
G=zpk(z,p,k) ; G=tf(G) 或格式为：[num,den]=zp2tf(z,p,k)
反馈系统的传递函数
feedback（G,H,sign）
G:表示前向通道传函G(s) H:表示反馈通道传函H(s) Sign:表示反馈极性
正反馈：1 负反馈：-1或省略不写
wenku.baidu.com
图形处理
Matlab界面介绍
菜单栏
工具栏
窗口分离键
工作变量区
功能：显示当前所使用的变量 技巧：可用指令“clear”清除所有 当前使用变量
命令运行窗口区
功能：实时显示指令运行情况。 技巧： 1.可用指令“clc”清除命令区窗口的内 容 2.可用“help+空格+指令”查询关于 指令参数的说明 功能：显示已经运行的指令。 技巧：可对其中某条指令双击完成 相同指令的输入
和Mathematica、Maple并称为三大数学软件， 在数学类科技应用软件中，在数值计算方面首屈一 指。
功能：矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创 建用户界面、连接其他编程语言的程序等。 应用范围：工程计算、控制设计、信号处理与通讯、 图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
历史指令区
当前路径的文件目录
快捷启动按钮
指令中存在未定义的函数或变量
编译并提示错误
指令后加英文字符“ ; ”可阻止显 示计算的结果，注意区别中英文字 符
指令中存在不可识别的函数或变量
指令提示符
被控对象模型的建立
1. 传递函数模型——有理多项式分式表达式
C (s) bm s m bm1s m1 ... b1s b0 G( s ) R(s) an s n an1s n1 ... a1s a0
2. 传递函数模型——零极点增益表达式
( s z1 )(s z2 )...(s zm ) G( s) K ( s p1 )(s p2 )...(s pn )
1.
一般式（有理多项式分式表达式） num=[bm,bm-1,…,b1,b0]; den=[an,an-1,…,a1,a0]; G=tf(num,den) ;
MATLAB在自动控制原理的应用
MATLAB的简介
矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称 美国MathWorks公司出品的商业数学软件 用于算法开发、数据可视化、数据分析以及 数值计算的高级技术计算语言和交互式环境， 主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
20世纪70年代，美国新墨西哥大学计算机科学系主任Cleve Moler为了减轻学生编程的负担，用FORTRAN编写了最早的 MATLAB。 1984年由Little、Moler、Steve Bangert合作成立了的 MathWorks公司正式把MATLAB推向市场。到20世纪90年 代，MATLAB已成为国际控制界的标准计算软件。
要修改模块的参数，可以用鼠标双击该模块 图标，则会出现一个相应对话框，提示用户 修改模块参数。
[例5-29] 试绘制开环系统H(s)的Nyquist曲线，判断闭环系统的稳定性，并求出闭 50 环系统的单位冲激响应。其中 H ( s) (s 5)(s 2) MATLAB程序为： k=50;z=[];p=[-5,2]; sys=zpk(z,p,k); figure(1);nyquist(sys);title('Nyquist曲线图'); figure(2);sb=feedback(sys,1); impulse(sb);title('单位冲激响应');
[例] 计算图示的系统的传递函数。MATLAB源程序为：
s1=tf([2,5,1],[1,2,3]) s2=zpk(-2,-10,5) sys=feedback(s1,s2) %系统s1的传递函数模型 %系统s2的零极点增益模型 % s1环节前向，s2环节反馈5(s+2)/(s+10)
程序运行结果为： Transfer function: ←系统s1的传递函数模型 2 s^2 + 5 s + 1 -----------------s^2 + 2 s + 3 Zero/pole/gain: ←系统s2的零极点增益模型 5 (s+2) ----------(s+10) Zero/pole/gain: ←系统s1、s2的反馈零极点增益模型 0.18182 (s+10) (s+2.281) (s+0.2192) ----------------------------------------(s+3.419) (s^2 + 1.763s + 1.064)
C (s) bm s m bm1s m1 ... b1s b0 G( s ) R(s) an s n an1s n1 ... a1s a0
2.
传递函数模型——零极点增益表达式 z=[z1,z2,…,zm]; p=[p1,p2,...,pn]; k=[K]; G=zpk(z,p,k)
图5.18 开环系统的Nyquist曲线图及冲激响应
传函不同形式模型之间的转换
1. 一般式转换为零极点式
G=tf(num,den) ; G=zpk(G) 或格式为：[z,p,k]=tf2zp(num,den)
SIMULINK建立系统模型
SIMULINK的启动 1. 在MATLAB命令窗口的工具栏中单击按钮。
2. 在命令提示符“>>”下键入simulink命令， 并回车。
Simulink工具按钮
工具栏 模块说明
Simulink模型库
选择所需要的元素，用鼠标左键点中后拖到 模型编辑窗口的合适位置。
2. 零极点式转换为一般式
G=zpk(z,p,k) ; G=tf(G) 或格式为：[num,den]=zp2tf(z,p,k)
反馈系统的传递函数
feedback（G,H,sign）
G:表示前向通道传函G(s) H:表示反馈通道传函H(s) Sign:表示反馈极性
正反馈：1 负反馈：-1或省略不写
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图形处理
Matlab界面介绍
菜单栏
工具栏
窗口分离键
工作变量区
功能：显示当前所使用的变量 技巧：可用指令“clear”清除所有 当前使用变量
命令运行窗口区
功能：实时显示指令运行情况。 技巧： 1.可用指令“clc”清除命令区窗口的内 容 2.可用“help+空格+指令”查询关于 指令参数的说明 功能：显示已经运行的指令。 技巧：可对其中某条指令双击完成 相同指令的输入
和Mathematica、Maple并称为三大数学软件， 在数学类科技应用软件中，在数值计算方面首屈一 指。
功能：矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创 建用户界面、连接其他编程语言的程序等。 应用范围：工程计算、控制设计、信号处理与通讯、 图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
历史指令区
当前路径的文件目录
快捷启动按钮
指令中存在未定义的函数或变量
编译并提示错误
指令后加英文字符“ ; ”可阻止显 示计算的结果，注意区别中英文字 符
指令中存在不可识别的函数或变量
指令提示符
被控对象模型的建立
1. 传递函数模型——有理多项式分式表达式
C (s) bm s m bm1s m1 ... b1s b0 G( s ) R(s) an s n an1s n1 ... a1s a0
2. 传递函数模型——零极点增益表达式
( s z1 )(s z2 )...(s zm ) G( s) K ( s p1 )(s p2 )...(s pn )
1.
一般式（有理多项式分式表达式） num=[bm,bm-1,…,b1,b0]; den=[an,an-1,…,a1,a0]; G=tf(num,den) ;
MATLAB在自动控制原理的应用
MATLAB的简介
矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称 美国MathWorks公司出品的商业数学软件 用于算法开发、数据可视化、数据分析以及 数值计算的高级技术计算语言和交互式环境， 主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
20世纪70年代，美国新墨西哥大学计算机科学系主任Cleve Moler为了减轻学生编程的负担，用FORTRAN编写了最早的 MATLAB。 1984年由Little、Moler、Steve Bangert合作成立了的 MathWorks公司正式把MATLAB推向市场。到20世纪90年 代，MATLAB已成为国际控制界的标准计算软件。
要修改模块的参数，可以用鼠标双击该模块 图标，则会出现一个相应对话框，提示用户 修改模块参数。
[例5-29] 试绘制开环系统H(s)的Nyquist曲线，判断闭环系统的稳定性，并求出闭 50 环系统的单位冲激响应。其中 H ( s) (s 5)(s 2) MATLAB程序为： k=50;z=[];p=[-5,2]; sys=zpk(z,p,k); figure(1);nyquist(sys);title('Nyquist曲线图'); figure(2);sb=feedback(sys,1); impulse(sb);title('单位冲激响应');
[例] 计算图示的系统的传递函数。MATLAB源程序为：
s1=tf([2,5,1],[1,2,3]) s2=zpk(-2,-10,5) sys=feedback(s1,s2) %系统s1的传递函数模型 %系统s2的零极点增益模型 % s1环节前向，s2环节反馈5(s+2)/(s+10)
程序运行结果为： Transfer function: ←系统s1的传递函数模型 2 s^2 + 5 s + 1 -----------------s^2 + 2 s + 3 Zero/pole/gain: ←系统s2的零极点增益模型 5 (s+2) ----------(s+10) Zero/pole/gain: ←系统s1、s2的反馈零极点增益模型 0.18182 (s+10) (s+2.281) (s+0.2192) ----------------------------------------(s+3.419) (s^2 + 1.763s + 1.064)
C (s) bm s m bm1s m1 ... b1s b0 G( s ) R(s) an s n an1s n1 ... a1s a0
2.
传递函数模型——零极点增益表达式 z=[z1,z2,…,zm]; p=[p1,p2,...,pn]; k=[K]; G=zpk(z,p,k)
图5.18 开环系统的Nyquist曲线图及冲激响应