自动控制原理实验指导书 实验二用MATLAB建立传递函数模型 一、实验目的 (1)熟悉MATLAB实验环境，掌握MATLAB命令窗口的基本操作： (2)掌握MATLAB建立控制系统数学模型的命令及模型相互转换的方法： (3)掌握使用MATLAB命令化简模型基本连接的方法： (4)学会使用Simulink模型结构图化简复杂控制系统模型的方法。 二、实验原理及内容 控制系统常用的数学模型有四种：传递函数模型(tf对象)、零极点增益模型(zpk 对象)、结构框图模型和状态空间模型($s对象)。经典控制理论中数学模型一般使用 前三种模型，状态空间模型属于现代控制理论范畴。 1、有理函数棋型 线性连续系统的传递函数模型可一般地表示为： G(s)=bis"tbbs+bm n2m (10) s”+asm-+…+an-1S+an 将系统的分子和分母多项式的系数按降幂的方式以向量的形式输入给两个变量 mm和den,就可以轻易地将传递函数模型输入到MATLAB环境中。命令格式为： num=[b,62;,bm,bm]; (2) den=[1aaz,aa]. (3) 用函数廿()来建立控制系统的传递函数模型，该函数的调用格式为： G=tf(num,den); (4) 例1一个简单的传递函数模型： 5+5 Gs)=g÷+252+3s2+4s+5 可以由下面的命令输入到MATLAB工作空间中去。 >num=[1,2] den=[1,2,3,4,5]; G=tf(num,den) 运行结果： Transfer function: S+2 s4+2s^3+3s^2+4s+5 6自动控制原理实验指导书 6 实验二 用 MATLAB 建立传递函数模型 一、实验目的 （1）熟悉 MATLAB 实验环境，掌握 MATLAB 命令窗口的基本操作； （2）掌握 MATLAB 建立控制系统数学模型的命令及模型相互转换的方法； （3）掌握使用 MATLAB 命令化简模型基本连接的方法； （4）学会使用 Simulink 模型结构图化简复杂控制系统模型的方法。 二、实验原理及内容 控制系统常用的数学模型有四种：传递函数模型（tf 对象）、零极点增益模型（zpk 对象）、结构框图模型和状态空间模型（ss 对象）。经典控制理论中数学模型一般使用 前三种模型，状态空间模型属于现代控制理论范畴。 1、有理函数模型 线性连续系统的传递函数模型可一般地表示为： n m s a s a s a b s b s b s b G s n n n n m m m m  + +  + + + +  + + = − − + − ( ) 1 1 1 1 1 1 2 (1) 将系统的分子和分母多项式的系数按降幂的方式以向量的形式输入给两个变量 num 和 den ，就可以轻易地将传递函数模型输入到 MATLAB 环境中。命令格式为： [ , , , , ] 1 2 +1 =  num b b bm bm ; （2） [1, , , , , ] den a1 a2 an−1 an =  ; （3） 用函数 tf ( ) 来建立控制系统的传递函数模型，该函数的调用格式为： G＝tf(num，den); （4） 例 1 一个简单的传递函数模型: 2 3 4 5 5 ( ) 4 3 2 + + + + + = s s s s s G s 可以由下面的命令输入到 MATLAB 工作空间中去。 >> num=[1，2]; den=[1，2，3，4，5]; G=tf(num，den) 运行结果： Transfer function: s + 2 ----------------------------- s^4 + 2 s^3 + 3 s^2 + 4 s + 5