离散系统模型的生成与转换

广西大学实验报告纸序号学号姓名实验台号实验报告分数1(组长)：L162(组员)：3(组员)：没有不写没有不写实验项目离散系统模型的生成与转换【实验时间】2015年5月3日【实验地点】课外【实验目的】1、学会利用MATLAB实现离散系统传递函数模型的生成2、学会利用MATLAB将连续系统离散化【实验设备与软件】1、MATLAB/Simulink软件2、计算机一台【实验原理】1、离散系统模型的生成及转化离散系统传递函数模型的生成：命令格式sys=tf（num，den，Ts）离散系统zpk传递函数模型的生成：命令格式sys=zpk（z，p，k，Ts）2、线性系统连续→离散和离散→连续的转化3、基于Simulink模型的离散化⑴在MATLAB中定义离散系统模型⑵已知一线性连续系统传递函数和采样周期，试采用零阶保持器先将其离散化后连续化，并编程实现连续状态空间模型与离散状态空间模型的相互转换⑶已知混合系统模型，试在Simulink中建立模型并通过编程得到其离散传递函数模型广西大学实验报告纸2、实验方法根据实验内容要求，用MATLAB数值分析软件计算出来,并作比较。用到公式如下：[G1,H1]=c2d(A,B,T)---将连续状态方程转换成离散的状态方程[A2,B2,C2,D2]=d2cm(G2,H2,C2,D2,T,'ZOH')---将离散状态方程转换成一种连续的状态方程[G2,H2,C2,D2]=c2dm(A,B,C,D,T,'ZOH')---将连续状态方程转换成离散的状态方程[A,B,C,D]=zp2ss(z,p,k)---将离散状态方程转换成连续的状态方程sys=zpk(z,p,k,Ts)sys=tf(num,den,Ts)基于simulink模型的离散化在simulink环境下建立相应的连续模型，通过下面的函数将连续模型离散化：[G,H,Cd,Dd]=dilinmod(‘.mdl’,Ts)---采用默认的工作点，对混杂系统进行线性化并得到离散系统模型[G,H,Cd,Dd]=dilinmod(‘.mdl’,Ts，x,u)---采用指定的工作点，对混杂系统进行线性化并得到离散模型所谓混合系统模型系指系统模型中既有连续环节也有离散环节的较复杂系统。实验内容：1、在MATLAB中定义离散系统模型（1）已知离散系统传递函数为G(s)=采样周期为0.1s，试在MATLAB中定义该模型。在命令窗口中输入代码，的结果如下：广西大学实验报告纸（2）已知离散系统传递函数的零点为：-1，-2，极点为-3，-4，-5，比例增益为2，采样周期为0.1s，试在MATLAB中定义该模型。2、已知一线性连续系统传递函数为G(s)=。取采样周期为，(1)试采用零阶保持器先将其离散化，然后将其连续化，并手算验证结果。离散化：由公式x(k+1)=(G-Hc)x(k)+Hr(k)算出广西大学实验报告纸(2)试先将连续系统转换为状态空间形式，然后编程将实现连续状态空间模型与离散状态空间模型之间的相互转换广西大学实验报告纸广西大学实验报告纸广西大学实验报告纸广西大学实验报告纸⑶已知混合系统模型如下，试在Simulink中建立模型并通过编程得到其离散传递函数模型。在Simulink中建立模型通过编程得到其离散传递函数模型在命令窗口中输入命令[G,H,Cd,Dd]=dlinmod('shiyan4_3',0.1)警告:Usingadefaultvalueof0.2formaximumstepsize.Thesimulationstepsizewillbeequaltoorlessthanthisvalue.Youcandisablethisdiagnosticbysetting'Automaticsolverparameterselection'diagnosticto'none'intheDiagnosticspageoftheconfigurationparametersdialogIndlinmodat195G=0.5320-0.372900.14920.07460.979400.00820-0.31670.049800-0.02280.03171.0000广西大学实验报告纸H=000.03170.0023【实验结论与总结】本实验的重点和难点主要是利用离散系统传递函数模型sys=zpk(z,p,k,Ts)，实现传递函数模型与zpk传递函数模型之间的相互转换，也就是要知道如何使连续状态与离散状态之间的转换。由实验结果可知，在matlab数值分析软件中应用公式得出的结果与手算的离散化结果相同。通过这个实验我们了解到了一些函数在MATLAB中的应用，知道如何调用在simulink中建立的模型，让我们更深的了解了MATLAB。