【精品】MATLAB控制系统工具箱函数精品ppt课件.ppt

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1、MATLAB控制系统工具箱函数MATLABMATLAB的控制系统工具箱，主要处理以传递函数的控制系统工具箱，主要处理以传递函数为主要特征的经典控制和以状态空间为主要特征为主要特征的经典控制和以状态空间为主要特征的现代控制中的问题。的现代控制中的问题。该工具箱对控制系统，尤其是线性时不变（该工具箱对控制系统，尤其是线性时不变（LTILTI）系统的建模、分析和设计提供了一个完整的解决系统的建模、分析和设计提供了一个完整的解决方案。方案。2.2.1 模型建立函数模型建立函数2.2.2 模型转换及参数获取函数模型转换及参数获取函数2.2.3 模型特性函数模型特性函数2.2.4 时域响应函数时域响应函数

2、2.2.5 频域响应函数频域响应函数2.2.6 根轨迹函数根轨迹函数2.2.7 估计器估计器/调节器设计函数调节器设计函数 2.2.1 2.2.1 模型建立函数模型建立函数 模型建立函数表模型建立函数表函数名函数名功功 能能将状将状态态增广到状增广到状态态空空间间系系统统的的输输出中出中两个状两个状态态空空间间系系统统的的组组合合系系统统的并的并联连联连接接系系统统的串的串联连联连接接两个系两个系统统的反的反馈连馈连接接系系统统的的单单位反位反馈连馈连接接产产生二生二阶阶系系统统稳稳定的随机定的随机n n阶阶模型模型从状从状态态空空间间系系统统中中删删除除输输入、入、输输出或状出或状态态从大状

3、从大状态态空空间间系系统统中中选择选择一个子系一个子系统统将将结结构构图转换为图转换为状状态态空空间间模型模型生成生成连续连续/离散状离散状态态估估计计器或器或观观察器察器生成控制器生成控制器/估估计计器器延延时时的的padepade近似近似augstateappendparallelseriesfeedbackcloopord2rmodel,drmodessdeletessselectconnectestim,destimreg,dregpade返回目录返回目录A,B,C,D=append(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2)可得到的系统为可得到的系统为返回本表返回本表该函数可将

4、两个系统按并联方式进行连该函数可将两个系统按并联方式进行连 接，它既适用于连续时间系统，也适用接，它既适用于连续时间系统，也适用于离散时间系统。于离散时间系统。parallel系统的并联连接。系统的并联连接。A,B,C,D=parallel(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2)A,B,C,D=parallel(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2,inp1,inp2,out1,out2)num,den=parallel(num1,den1,num2,den2)格式格式功能功能说明说明A,B,C,D=parallel(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2)可得到两

5、个系统并联连接的状态空间系统，如图可得到两个系统并联连接的状态空间系统，如图所示。得到的系统为：所示。得到的系统为：系统的并联连接系统的并联连接num,den=parallel(num1,den1,num2,den2)可得到并联连接的传递函数表示的系统。可得到并联连接的传递函数表示的系统。A,B,C,D=parallel(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2,inp1,inp2,out1,out2)部分并联连接的系统部分并联连接的系统两个系统按如图所示的两个系统按如图所示的方式连接，在方式连接，在inp1inp1和和inp2inp2中分别指定两个系中分别指定两个系统要连接在一起的输入

6、统要连接在一起的输入端编号，端编号，out1out1和和out2out2中中分别指定要作相加的输分别指定要作相加的输出端编号。出端编号。返回本表返回本表num,den=series(num1,den1,num2,den2)series系统的串联连接。系统的串联连接。该函数可将两个系统按串联方式进行连接，它既该函数可将两个系统按串联方式进行连接，它既适用于连续时间系统，也适用于离散时间系统。适用于连续时间系统，也适用于离散时间系统。A,B,C,D=series(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2)A,B,C,D=series(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2,outpu

7、ts1,inputs2)功能功能格式格式说明说明A,B,C,D=series(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2)可得到两个系统串联连接的状态空间系统，可得到两个系统串联连接的状态空间系统，如图所示。如图所示。系统的串联连接系统的串联连接num,den=series(num1,den1,num2,den2)可得到串联连接的传递函数表示的系统。可得到串联连接的传递函数表示的系统。A,B,C,D=series(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2,out puts1,inputs2)两个系统按如图所示的方式连接，在两个系统按如图所示的方式连接，在outputs1outputs

8、1和和inputs2inputs2用于指定用于指定sys1sys1的部分输出和的部分输出和sys2sys2的部分输的部分输入进行连接。入进行连接。部分串联连接的系统部分串联连接的系统返回本表返回本表A,B,C,D=feedback(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2)A,B,C,D=feedback(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2,sign)A,B,C,D=feedback(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2,inp1,out1)num,den=feedback(num1,den1,num2,den2)num,den=feedback(num1,den1

9、,num2,den2,sign)功能功能格式格式说明说明 该函数可将两个系统按反馈方式进行连接，它既该函数可将两个系统按反馈方式进行连接，它既适用于连续时间系统，也适用于离散时间系统。适用于连续时间系统，也适用于离散时间系统。两个系统的反馈连接两个系统的反馈连接feedback两系统的反馈连接两系统的反馈连接 A,B,C,D=feedback(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2,sign)可将两系统按反馈方式进行连接，系统可将两系统按反馈方式进行连接，系统1 1的所有输出连接的所有输出连接到系统到系统2 2的输入，系统的输入，系统2 2的所有输出连接到系统的所有输出连接到系统1 1

10、的输入，的输入，signsign是用于反馈连接的符号，当是用于反馈连接的符号，当signsign缺省时，默认为负。缺省时，默认为负。num,den=feedback(num1,den1,num2,den2,sign)用用于传递函数模型所表示的系统，于传递函数模型所表示的系统，signsign的含义与前述相同。的含义与前述相同。A,B,C,D=feedback(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2,inp1,out1)将系统将系统1 1的指定输出的指定输出(out1)(out1)连接到系统连接到系统2 2的输入，系的输入，系统统2 2的输出连接到系统的输出连接到系统1 1的指定输入的指

11、定输入(inp1)(inp1)，以此构，以此构成闭环系统，如图所示。成闭环系统，如图所示。部分反馈连接部分反馈连接A,B,C,D=feedback(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2)num,den=feedback(num1,den1,num2,den2)可将两系统按负反馈方式进行连接可将两系统按负反馈方式进行连接返回本表返回本表A,B,C,D=cloop(A,B,C,D,sign)A,B,C,D=cloop(A,B,C,D,outputs,inputs)num,den=cloop(num,den,sign)功能功能格式格式说明说明cloop系统的单位反馈连接系统的单位反馈连接该

12、函数可将系统按单位反馈方式进行连接，该函数可将系统按单位反馈方式进行连接，它既适用于连续时间系统，也适用于离散时它既适用于连续时间系统，也适用于离散时间系统。间系统。A,B,C,D=cloop(A,B,C,D,sign)可将系统按单位反馈方式进行连接，从而产生可将系统按单位反馈方式进行连接，从而产生闭环系统的状态空间模型，闭环系统的状态空间模型，signsign是用于反馈连是用于反馈连接的符号，当接的符号，当signsign缺省时，默认为负。缺省时，默认为负。单位反馈连接系统单位反馈连接系统num,den=cloop(num,den,sign)用于传递函数模型所表示的系统，用于传递函数模型所表

13、示的系统，signsign的含义与的含义与前述相同。前述相同。单位反馈连接系统单位反馈连接系统A,B,C,D=cloop(A,B,C,D,outputs,inputs)将系统指定的输出将系统指定的输出(outputs)(outputs)连接到指定的输连接到指定的输入入(inputs)(inputs)，构成闭环系统的状态空间模型。，构成闭环系统的状态空间模型。一般为正反馈，形成负反馈时应在一般为正反馈，形成负反馈时应在inputsinputs中采中采用负值。用负值。部分单位反馈连接系统部分单位反馈连接系统返回本表返回本表A,B,C,D=ord2(wn,z)num,den=ord2(wn,z)功能

14、功能格式格式说明说明ord2产生二阶系统产生二阶系统该函数能产生二阶系统该函数能产生二阶系统A,B,C,D=ord2(wn,z)可得到二阶系统的状态空间的模型。可得到二阶系统的状态空间的模型。num,den=ord2(wn,z)可得到二阶系统的传递函数模型。可得到二阶系统的传递函数模型。返回本表返回本表A,B,C,D=rmodel(n)A,B,C,D=rmodel(n,p,m)num,den=rmodel(n)num,den=rmodel(n,p)A,B,C,D=drmodel(n)A,B,C,D=drmodel(n,p,m)num,den=drmodel(n)num,den=drmodel(

15、n,p)功能功能格式格式说明说明rmodel drmodel稳定的随机稳定的随机n n阶模型阶模型该函数能产生稳定的随机该函数能产生稳定的随机n n阶模型阶模型A,B,C,D=rmodel(n)可得到随机的可得到随机的n n阶稳定状态空间模型，并且为阶稳定状态空间模型，并且为SISOSISO系统。系统。A,B,C,D=rmodel(n,p,m)可得到一个可得到一个m m输入输入p p输出的随机的输出的随机的n n阶稳定状态空间模型。阶稳定状态空间模型。num,den=rmodel(n)可得到随机的可得到随机的n n阶稳定传递函数模型，阶稳定传递函数模型，num,den=rmodel(n,p)可

16、得到一个单输入可得到一个单输入p p输出的随机的输出的随机的n n阶稳定传递函数模型。阶稳定传递函数模型。drmodel 可得到稳定的离散时间随机模型。可得到稳定的离散时间随机模型。返回本表返回本表Ar,Br,Cr,Dr=ssdelete(A,B,C,D,inputs,outputs)Ar,Br,Cr,Dr=ssdelete(A,B,C,D,inputs,outputs,states)功能功能格式格式说明说明ssdelete从状态空间系统中删除输入、输出或状态从状态空间系统中删除输入、输出或状态该函数既适用于连续时间系统，也适用于离该函数既适用于连续时间系统，也适用于离散时间系统。散时间系统。

17、Ar,Br,Cr,Dr=ssdelete(A,B,C,D,inputs,outputs)可从状态空间系统可从状态空间系统A,B,C,DA,B,C,D中删除指定的输入和输中删除指定的输入和输出，出，inputsinputs用于指定要删除的输入编号，用于指定要删除的输入编号，outputsoutputs用用于指定要删除的输出编号。于指定要删除的输出编号。Ar,Br,Cr,Dr=ssdelete(A,B,C,D,inputs,outputs,states)可从状态空间系统可从状态空间系统A,B,C,DA,B,C,D中删除指定的输入、输中删除指定的输入、输出和状态。出和状态。返回本表返回本表Ae,Be

18、,Ce,De=ssselect(A,B,C,D,inputs,outputs)Ae,Be,Ce,De=ssselect(A,B,C,D,inputs,outputs,states)功能功能格式格式说明说明该函数既适用于连续时间系统，也适用于该函数既适用于连续时间系统，也适用于离散时间系统。离散时间系统。从大状态空间系统中选择一个子系统。从大状态空间系统中选择一个子系统。ssselectAe,Be,Ce,De=ssselect(A,B,C,D,inputs,outputs)可利用指定的输入和输出产生一个子系统，可利用指定的输入和输出产生一个子系统，inputsinputs用于指定子系统的输入，用

19、于指定子系统的输入，outputsoutputs用于指定子系统的用于指定子系统的输出。输出。Ae,Be,Ce,De=ssselect(A,B,C,D,inputs,outputs,states)可利用指定的输入、输出和状态构造子系统，其输可利用指定的输入、输出和状态构造子系统，其输入、输出和状态由入、输出和状态由inputsinputs、outputsoutputs、statesstates指定。指定。返回本表返回本表Ac,Bc,Cc,Dc=connect(A,B,C,D,q,inputs,outputs)功能功能格式格式说明说明connect将结构图转换为状态空间模型。将结构图转换为状态空间

20、模型。可得到状态空间模型，其中可得到状态空间模型，其中A,B,C,DA,B,C,D是给定的无连接是给定的无连接对角方块，对角方块，q q用于指定内部连接关系，用于指定内部连接关系，inputsinputs和和outputsoutputs用于选择系统用于选择系统Ac,Bc,Cc,DcAc,Bc,Cc,Dc的输入和输出。的输入和输出。返回本表返回本表Ae,Be,Ce,De=estim(A,B,C,D,I)Ae,Be,Ce,De=estim(A,B,C,D,l,sensors,known)Ae,Be,Ce,De=destim(A,B,C,D,l)Ae,Be,Ce,De=destim(A,B,C,D,

21、l,sensors,known)功能功能说明说明格式格式estim,destim生成连续生成连续/离散状态估计器或观察器。离散状态估计器或观察器。该函数可以从状态空间系统和增益矩阵该函数可以从状态空间系统和增益矩阵l l中中生成稳态卡尔曼估计器生成稳态卡尔曼估计器Ae,Be,Ce,De=estim(A,B,C,D,l)可生成连续系统的状态估计器，并假定系统的所有可生成连续系统的状态估计器，并假定系统的所有输出为传感器的输出。输出为传感器的输出。Ae,Be,Ce,De=estim(A,B,C,D,l,sensors,known)可生成连续系统的状态估计器，其传感器由可生成连续系统的状态估计器，其

22、传感器由sensorssensors指定，已知输入由指定，已知输入由knownknown指定，由指定，由knownknown指定的输入指定的输入自动包括在估计器的输入中。自动包括在估计器的输入中。destim函数适用于离散时间系统。函数适用于离散时间系统。返回本表返回本表Ac,Bc,Cc,Dc=reg(A,B,C,D,k,l)Ac,Bc,Cc,Dc=reg(A,B,C,D,k,l,sensors,known,controls)Ac,Bc,Cc,Dc=dreg(A,B,C,D,k,l)Ac,Bc,Cc,Dc=dreg(A,B,C,D,k,l,sensors,known,controls)功能功能

23、格式格式说明说明reg,dreg生成控制器生成控制器/估计器估计器该函数可以从状态空间系统、反馈增益矩阵该函数可以从状态空间系统、反馈增益矩阵k k及估计器增益矩阵及估计器增益矩阵l l中形成控制器中形成控制器/估计器。估计器。Ac,Bc,Cc,Dc=reg(A,B,C,D,k,l)可生成连续系统的控制器可生成连续系统的控制器/估计器，并假定被控对象估计器，并假定被控对象的所有输入为控制输入，对象的所有输出为传感器的所有输入为控制输入，对象的所有输出为传感器的输出。的输出。Ac,Bc,Cc,Dc=reg(A,B,C,D,k,l,sensors,known,controls)sensorssen

24、sors用于指定传感器输出，用于指定传感器输出，knownknown用于指定已知用于指定已知输入，输入，controlscontrols用于指定控制输入，以此构成控制用于指定控制输入，以此构成控制器器/估计器。估计器。dreg函数适用于离散时间系统。函数适用于离散时间系统。返回本表返回本表A,B,C,D=pade(t,n)num,den=pade(t,n)功能功能格式格式说明说明pade延时的延时的padepade近似近似该函数可产生延时环节的该函数可产生延时环节的n n阶阶LTILTI逼近模型逼近模型A,B,C,D=pade(t,n)可产生最佳逼近延时可产生最佳逼近延时t t秒的秒的n n阶

25、阶SISOSISO的状态空间模型。的状态空间模型。num,den=pade(t,n)可产生最佳逼近延时可产生最佳逼近延时t t秒的秒的n n阶传递函数模型。阶传递函数模型。返回本表返回本表2.2.2 2.2.2 模型转换及参数模型转换及参数 获取函数获取函数 模型转换及参数获取函数表模型转换及参数获取函数表函数名函数名功功 能能c2d，c2dt将将连续时间连续时间系系统转换统转换成离散成离散时间时间系系统统c2dm将将连续时间连续时间系系统转换统转换成离散成离散时间时间系系统统d2c将离散将离散时间时间系系统转换统转换成成连续时间连续时间系系统统d2cm按指定方式将离散按指定方式将离散时间时间

26、系系统转换统转换成成连续时间连续时间系系统统d2d离散离散时间时间系系统统重新采重新采样样ss生成或生成或转换为转换为状状态态空空间间模型模型tf生成或生成或转换为传递转换为传递函数模型函数模型zpk生成或生成或转换为转换为零极点模型零极点模型ss2tf将系将系统统状状态态空空间间模型模型转换为传递转换为传递函数模型函数模型ss2zp将系将系统统状状态态空空间间模型模型转换为转换为零极点模型零极点模型tf2ss将系将系统传递统传递函数模型函数模型转换为转换为状状态态空空间间模型模型函数名函数名功能功能tf2zp将系将系统传递统传递函数模型函数模型转换为转换为零极点模型零极点模型zp2ss将系将

27、系统统零极点模型零极点模型转换为转换为状状态态空空间间模型模型zp2tf将系将系统统零极点模型零极点模型转换为传递转换为传递函数模型函数模型ss2ss状状态态空空间间模型的相似模型的相似变换变换tfdata得到得到传递传递函数模型参数函数模型参数ssdata,dssdata得到状得到状态态空空间间模型参数模型参数zpkdata得到零极点模型参数得到零极点模型参数续上表续上表返回目录返回目录Ad,Bd=c2d(A,B,Ts)Ad,Bd,Cd,Dd=c2dt(A,B,C,D,Ts,lambda)功能功能格式格式说明说明c2d，c2dt将连续时间系统转换为离散时间系统将连续时间系统转换为离散时间系统

28、该函数可以将状态空间模型从连续时间变该函数可以将状态空间模型从连续时间变换到离散时间，且假定系统输入采用零阶换到离散时间，且假定系统输入采用零阶保持器保持器Ad,Bd=c2d(A,B,Ts)变换成离散系统，变换成离散系统，上述变换是在假设对输入有零阶保持器、采样时上述变换是在假设对输入有零阶保持器、采样时间为间为TsTs的条件下，采样时间的条件下，采样时间TsTs可以设定。可以设定。将连续时间系统将连续时间系统作用作用Ad,Bd,Cd,Dd=c2dt(A,B,C,D,Ts,lambda)转换为离散时间系统转换为离散时间系统其中其中TsTs为采样时间，为采样时间，为输入延时。为输入延时。将具有纯

29、延时的连续时间状态空间系统将具有纯延时的连续时间状态空间系统作用作用返回本表返回本表Ad,Bd,Cd,Dd=c2dm(A,B,C,D,Ts,method)numd,dend=c2dm(num,den,Ts,method)功能功能格式格式说明说明c2dm将连续时间系统转换为离散时间系统模型将连续时间系统转换为离散时间系统模型该函数可实现从连续时间域转换到离散时该函数可实现从连续时间域转换到离散时间域，其中间域，其中TsTs为采样时间，为采样时间，methodmethod为选项，为选项，具体用法为：具体用法为：zoh zoh 假设对输入信号加一个零阶保持器。假设对输入信号加一个零阶保持器。foh

30、foh 假设对输入信号加一个一阶保持器。假设对输入信号加一个一阶保持器。tustin tustin 表示采用双线性变换方法表示采用双线性变换方法 （TustinTustin方法）。方法）。prewarp prewarp 表示采用改进的表示采用改进的TustinTustin变换方法。变换方法。matched matched 利用零极点匹配法将利用零极点匹配法将SISOSISO系统系统 变换成离散时间系统。变换成离散时间系统。如果缺省如果缺省methodmethod，则默认为，则默认为zohzoh。c2dm(A,B,C,D,Ts,method)c2dm(num,den,Ts,method)可以在屏

31、幕上绘出对比的奇异值或伯德增益图。可以在屏幕上绘出对比的奇异值或伯德增益图。连续系统用实线表示，离散系统用虚线表示。连续系统用实线表示，离散系统用虚线表示。d2cm(,tustin)将离散系统的将离散系统的z z域转换到域转换到域域c2dm将将域转换到域转换到z z域。域。返回本表返回本表Ac,Bc=d2c(A,B,Ts)功能功能格式格式说明说明d2c将离散时间系统转换为连续时间系统将离散时间系统转换为连续时间系统该函数可将状态空间模型从离散时间转换该函数可将状态空间模型从离散时间转换到连续时间，并假设对输入有零阶保持器、到连续时间，并假设对输入有零阶保持器、采样时间为采样时间为TsTs返回本

32、表返回本表Ac,Bc,Cc,Dc=d2cm(A,B,C,D,Ts,method)numc,denc=d2cm(num,den,Ts,method)功能功能格式格式说明说明d2cm该函数可采用指定的方法完成从离散时间到连该函数可采用指定的方法完成从离散时间到连续时间系统的转换，转换方法由续时间系统的转换，转换方法由methodmethod指定，指定，可可zohzoh，tustintustin，prewarpprewarp，matchedmatched，详细说明可参见，详细说明可参见c2dmc2dm函数。函数。按指定方式将离散时间系统转换成连续时间系统按指定方式将离散时间系统转换成连续时间系统返回

33、本表返回本表sysc=d2d(sys,Ts)sysc=d2d(sys,Nd)功能功能格式格式说明说明d2d该函数采用指定的参数进行重新采样或则加入该函数采用指定的参数进行重新采样或则加入输入延迟输入延迟将线性定常离散时间系统模型重新采样或将线性定常离散时间系统模型重新采样或者加入输入延迟者加入输入延迟sysc=d2d(sys,Ts)将离散时间系统模型将离散时间系统模型syssys按照新的采样周期按照新的采样周期TsTs重新采样，得到离散时间系统模型重新采样，得到离散时间系统模型syscsysc。sysc=d2d(sys,Nd)将离散时间系统模型将离散时间系统模型syssys加入输入延迟。输入延

34、加入输入延迟。输入延迟必须是采样周期的整倍。如果迟必须是采样周期的整倍。如果NdNd为标量，则为标量，则各输入通道具有同样的输入延迟，如果各输入通道具有同样的输入延迟，如果NdNd为向为向量，则分别定义输入通道的输入延迟。量，则分别定义输入通道的输入延迟。返回本表返回本表sys=ss(A,B,C,D)sys=ss(A,B,C,D,Ts)sysc=ss(sys)功能功能格式格式说明说明该函数将系统建立状态空间模型，它既适用该函数将系统建立状态空间模型，它既适用于连续时间系统，也适用于离散时间系统于连续时间系统，也适用于离散时间系统ss生成或转换为状态空间模型生成或转换为状态空间模型sys=ss(

35、A,B,C,D)可生成连续系统的态空间模型，返回结果在变可生成连续系统的态空间模型，返回结果在变量量syssys中。中。sysc=ss(sys)将系统将系统syssys的任意模型转换成状态空间模型。的任意模型转换成状态空间模型。sys=ss(A,B,C,D,Ts)可生成离散时间系统的状态空间模型，返回结可生成离散时间系统的状态空间模型，返回结果在变量果在变量syssys中，中，TsTs为采样周期。为采样周期。返回本表返回本表sys=tf(num,den)sys=tf(num,den,Ts)sys=tf(M)sysc=tf(sys)功能功能格式格式说明说明tf生成或转换为传递函数模型生成或转换为

36、传递函数模型该函数将系统建立传递函数模型，它既适用该函数将系统建立传递函数模型，它既适用于连续时间系统，也适用于离散时间系统于连续时间系统，也适用于离散时间系统sys=tf(num,den)可生成连续系统的传递函数模型，返回结果在可生成连续系统的传递函数模型，返回结果在变量变量syssys中中。sys=tf(num,den,Ts)可生成离散时间系统的传递函数模型，返回结果可生成离散时间系统的传递函数模型，返回结果在变量在变量syssys中，中，TsTs为采样周期。为采样周期。sys=tf(M)定义一个增益为定义一个增益为M M的静态系统。的静态系统。sysc=tf(sys)将系统将系统syss

37、ys的任意模型转换成传递函数模型。的任意模型转换成传递函数模型。返回本表返回本表sys=zpk(z,p,k)sys=zpk(z,p,k,Ts)sys=zpk(M)sysc=zpk(sys)功能功能格式格式说明说明该函数将系统建立零极点模型，它既适用该函数将系统建立零极点模型，它既适用于连续时间系统，也适用于离散时间系统于连续时间系统，也适用于离散时间系统zpk生成或转换为零极点模型生成或转换为零极点模型sys=zpk(z,p,k)可生成连续系统的零极点模型，返回结果在变可生成连续系统的零极点模型，返回结果在变量量syssys中。中。sys=zpk(z,p,k,Ts)可生成离散时间系统的零极点模

38、型，返回结果可生成离散时间系统的零极点模型，返回结果在变量在变量syssys中，中，TsTs为采样周期。为采样周期。sys=zpk(M)定义一个增益为定义一个增益为M M的静态系统。的静态系统。sysc=zpk(sys)将系统将系统syssys的任意模型转换成零极点模型。的任意模型转换成零极点模型。返回本表返回本表num,den=ss2tf(A,B,C,D,iu)功能功能格式格式说明说明ss2tf将系统状态空间模型转换为传递函数模型将系统状态空间模型转换为传递函数模型A,B,C,DA,B,C,D为系统矩阵，为系统矩阵，iuiu用于指定变换所使用用于指定变换所使用的输入量，返回结果的输入量，返回

39、结果denden为传递函数的分母多为传递函数的分母多项式的系数，按项式的系数，按s s的降幂排列，相应的传递函的降幂排列，相应的传递函数分子系数则包含在矩阵数分子系数则包含在矩阵numnum中中返回本表返回本表z,p,k=ss2tf(A,B,C,D,iu)功能功能格式格式说明说明A,B,C,DA,B,C,D为系统矩阵，为系统矩阵，iuiu用于指定变换所使用的输用于指定变换所使用的输入量，向量入量，向量p p为传递函数的极点，向量为传递函数的极点，向量z z为传递函数为传递函数的零点，对应的增益则在向量的零点，对应的增益则在向量k k中中将系统状态空间模型转换为零极点模型将系统状态空间模型转换为

40、零极点模型ss2zp返回本表返回本表A,B,C,D=tf2ss(num,den)功能功能格式格式说明说明对应于一个单输入的状态空间模型。向量对应于一个单输入的状态空间模型。向量denden为为传递函数的分母多项式的系数，按传递函数的分母多项式的系数，按s s的降幂排列，的降幂排列，numnum对应为一个矩阵，每行对一个输出的分子系对应为一个矩阵，每行对一个输出的分子系数，其行数等于输出的个数。数，其行数等于输出的个数。tf2ss将系统传递函数模型转换为状态空间模型将系统传递函数模型转换为状态空间模型返回本表返回本表z,p,k=tf2zp(num,den)功能功能格式格式说明说明该函数可找出多项

41、式传递函数模型的系统的零该函数可找出多项式传递函数模型的系统的零点、极点和增益点、极点和增益tf2zp将系统传递函数模型转换为零极点模型将系统传递函数模型转换为零极点模型返回本表返回本表A,B,C,D=zp2ss(z,p,k)功能功能格式格式说明说明该函数可将系统的零极点模型转换成状态空间模型该函数可将系统的零极点模型转换成状态空间模型zp2ss将系统零极点模型转换为状态空间模型将系统零极点模型转换为状态空间模型返回本表返回本表num,den=zp2tf(z,p,k)功能功能格式格式说明说明该函数可将系统的零极点模型转换成传递函数模型该函数可将系统的零极点模型转换成传递函数模型将系统零极点模型

42、转换为传递函数模型将系统零极点模型转换为传递函数模型zp2tf返回本表返回本表sysT=ss2ss(sys,T)功能功能格式格式说明说明ss2ss相似变换相似变换该函数完成系统的相似变换。该函数完成系统的相似变换。进行进行 变换，变换后的系统为变换，变换后的系统为相似变换即对于如下系统：相似变换即对于如下系统：其中，其中，T T为变换矩阵。为变换矩阵。返回本表返回本表num,den=tfdata(sys)num,den=tfdata(sys,v)num,den,Ts=tfdata(sys)功能功能格式格式说明说明该函数仅用来生成传递函数模型参数，该函数仅用来生成传递函数模型参数，返回值形式为单

43、元阵列返回值形式为单元阵列tfdata得到传递函数模型参数得到传递函数模型参数num,den=tfdata(sys)得到系统得到系统syssys的传递函数分子分母多项式的系数。的传递函数分子分母多项式的系数。其中其中numnum和和denden为单元阵列。为单元阵列。num(i,j)num(i,j)和和den(i,j)den(i,j)定定义了从第义了从第j j个输入到第个输入到第i i个输出的传递函数分子分母个输出的传递函数分子分母多项式的系数向量。多项式的系数向量。num,den,Ts=tfdata(sys)同时返回系统的采样周期同时返回系统的采样周期TsTs num,den=tfdata(

44、sys,v)仅仅用于仅仅用于SISOSISO系统，其返回值不再是单元阵列，系统，其返回值不再是单元阵列，而是以行向量返回。而是以行向量返回。返回本表返回本表A,B,C,D=ssdata(sys)A,B,C,D,Ts,Td=ssdata(sys)A,B,C,D,e=dssdata(sys)A,B,C,D,Ts,Td=dssdata(sys)功能功能格式格式说明说明ssdata，dssdata得到状态空间模型参数得到状态空间模型参数该函数仅用来生成状态空间模型参数，返回值形式该函数仅用来生成状态空间模型参数，返回值形式为单元阵列为单元阵列A,B,C,D=ssdata(sys)得到系统得到系统sys

45、sys的系数矩阵。的系数矩阵。A,B,C,D,Ts,Td=ssdata(sys)同时返回系统的采样周期同时返回系统的采样周期TsTs和输入延迟和输入延迟TdTd。对于。对于连续时间系统，连续时间系统，TdTd为与所有输入通道一一对应的为与所有输入通道一一对应的延时向量；对于离散时间系统，延时向量；对于离散时间系统，TdTd为空。为空。A,B,C,D,e=dssdata(sys)得到系统得到系统syssys的系数矩阵；对于一个标准的状态的系数矩阵；对于一个标准的状态空间模型，其返回值空间模型，其返回值e=Ie=I，其中，其中I I为单位矩阵。为单位矩阵。A,B,C,D,Ts,Td=dssdata

46、(sys)同时返回系统的采样周期同时返回系统的采样周期TsTs和输入延迟和输入延迟TdTd。对于连。对于连续时间系统，续时间系统，TdTd为与所有输入通道一一对应的延时为与所有输入通道一一对应的延时向量；对于离散时间系统，向量；对于离散时间系统，TdTd为空。为空。返回本表返回本表z,p,k=zpkdata(sys)z,p,k=zpkdata(sys,v)z,p,k,Ts,Td=zpkdata(sys)功能功能格式格式说明说明该函数仅用来生成传递函数模型参数，返回该函数仅用来生成传递函数模型参数，返回值形式为单元阵列值形式为单元阵列zpkdata得到零极点模型参数得到零极点模型参数z,p,k=

47、zpkdata(sys)得到系统得到系统syssys的零点的零点z z、极点、极点p p和增益和增益k k。其中。其中z z和和p p为为单元阵列，单元阵列，k k为矩阵。为矩阵。z(i,j)z(i,j)、p(i,j)p(i,j)和和k(i,j)k(i,j)定义定义了从第了从第j j个输入到第个输入到第i i个输出的零点、极点和增益。个输出的零点、极点和增益。z,p,k,Ts,Td=zpkdata(sys)同时返回系统的采样周期同时返回系统的采样周期TsTs和输入延迟和输入延迟TdTd。对于连。对于连续时间系统，续时间系统，TdTd为与所有输入通道一一对应的延时为与所有输入通道一一对应的延时向

48、量；对于离散时间系统，向量；对于离散时间系统，TdTd为空。为空。z,p,k=zpkdata(sys,v)仅仅用于单输入单输出系统，其零点和极点返回值仅仅用于单输入单输出系统，其零点和极点返回值不再是单元阵列，而是以行向量返回，不再是单元阵列，而是以行向量返回，k k为一标量。为一标量。返回本表返回本表2.2.3 2.2.3 模型模型特性函数特性函数 模型特性函数表模型特性函数表函数名函数名功功 能能ctrb,obsv可控性和可可控性和可观观性矩性矩阵阵gram,dgram求可控性和可求可控性和可观观性性gramgram矩矩阵阵dcgain,ddcgain计计算系算系统统的的稳态稳态(DC)(

49、DC)增益增益damp,ddamp求衰减因子和自然求衰减因子和自然频频率率covar,dcovar白噪声的白噪声的协协方差矩方差矩阵阵esort,dsort特征特征值值排序排序tzero传输传输零点零点printsys显显示或打印示或打印线线性系性系统统返回目录返回目录co=ctrb(A,B)ob=obsv(A,C)功能功能格式格式说明说明该函数可求出状态空间系统的可控性和可观该函数可求出状态空间系统的可控性和可观性矩阵性矩阵ctrb,obsv可控性和可观性矩阵可控性和可观性矩阵返回本表返回本表gc=gram(A,B)go=gram(A,C)gc=dgram(A,B)go=dgram(A,C)

50、功能功能格式格式说明说明 该函数计算系统的可控性和可观性该函数计算系统的可控性和可观性gramgram矩阵。矩阵。gramgram矩阵可用于研究系统的可控性和可观性。矩阵可用于研究系统的可控性和可观性。它们较它们较ctrbctrb和和obsvobsv函数有更好的特性。函数有更好的特性。gram,dgram求可控性和可观性求可控性和可观性gramgram矩阵矩阵gc=gram(A,B)可得到可控可得到可控gramgram阵阵go=gram(A,C)可得到可观可得到可观gramgram阵阵dgram函数适用于离散时间系统函数适用于离散时间系统。返回本表返回本表k=dcgain(A,B,C,D)k=