第8章在自动控制中的应用
第8章 在自动控制中的应用
8.1控制工具箱中的LT对象 ·由6.4节可以看到，一个线性系统可以采取四种不 同的方法进行描述，每种方法又需要几个参数矩 阵，因此对系统进行调用和计算都很不方便。根 据软件工程中面向对象的思想，MATLAB通过建 立专用的数据结构类型，把线性时不变系统的各 种模型封装成为统一的LTl(Linear Time Invariant)对象，它在一个名称之下包含了该系 统的全部属性，大大方便了系统的描述和运算。 ·这一节是本章的基础，即使会用原有控制工具箱 的读者，也必须阅读这一节，才能掌握本章
8.1 控制工具箱中的LTI对象 • 由6.4节可以看到，一个线性系统可以采取四种不 同的方法进行描述，每种方法又需要几个参数矩 阵，因此对系统进行调用和计算都很不方便。根 据软件工程中面向对象的思想，MATLAB通过建 立专用的数据结构类型，把线性时不变系统的各 种模型封装成为统一的LTI（Linear Time Invariant）对象，它在一个名称之下包含了该系 统的全部属性，大大方便了系统的描述和运算。 • 这一节是本章的基础，即使会用原有控制工具箱 的读者，也必须阅读这一节，才能掌握本章
8.1.1LT对象的类型和属性 。I MATLAB控制系统工具箱中规定的LTI对象， 包含了以下三种子对象：S$对象、f对象和 zpk对象，他们分别与状态空间模型、传递 函数模型和零极增益模型相对应。每个对 象都具有其属性和方法，通过对象方法可 以存取或者设置对象的属性值。 这三种对象的共同属性见表8.1。除了具有 LT的共同的属性（即子对象可以继承父对 象的属性)外，还具有一些各自特有的属 性
8.1.1 LTI对象的类型和属性 • MATLAB控制系统工具箱中规定的LTI对象， 包含了以下三种子对象：ss对象、tf对象和 zpk对象，他们分别与状态空间模型、传递 函数模型和零极增益模型相对应。每个对 象都具有其属性和方法，通过对象方法可 以存取或者设置对象的属性值。 • 这三种对象的共同属性见表8.1。除了具有 LTI的共同的属性（即子对象可以继承父对 象的属性）外，还具有一些各自特有的属 性
LT对象的共同属性 。采样周期T$:当系统为离散系统时，它给出了系 统的采样周期，Ts=0或默认时表示系统为连续 时间系统，T$=-1表示系统是离散系统，但它的 采样周期未定。 ● 输入时延Td:仅对连续时间系统有效，其值为由 每个输入通道的输入时延组成的时延数组，默认 表示无输入时延。 ● 输入变量名InputName和输出变量名OutputName 允许用户定义系统输入输出的名称，可默认。 ●说明Notes和用户数据Userdata用以存储模型的 其他信息，常用于给出描述模型的文本信息，也 可以包含用户需要的任意其他数据，可默认
LTI对象的共同属性 ⚫采样周期Ts：当系统为离散系统时，它给出了系 统的采样周期，Ts = 0或默认时表示系统为连续 时间系统，Ts = -1表示系统是离散系统，但它的 采样周期未定。 ⚫ 输入时延Td：仅对连续时间系统有效，其值为由 每个输入通道的输入时延组成的时延数组，默认 表示无输入时延。 ⚫ 输入变量名InputName和输出变量名OutputName 允许用户定义系统输入输出的名称，可默认。 ⚫ 说明Notes和用户数据Userdata用以存储模型的 其他信息，常用于给出描述模型的文本信息，也 可以包含用户需要的任意其他数据，可默认
各LT对象的特有属性 ·三种对象的特有属性见表8.2。 每一类对象只含有自己的属性，这些属性中绝大部 分前面己叙述过。num是6.4节中的f,den是6.4节 中的g,只有Variable同属于前两类对象，它是用来 显示系统函数中频率变量的。默认时连续系统为$， 离散系统为z,对DSP(数字信号处理)式传递函 数为z-1,p和q留给用户自行规定。 ·ss对象的属性用于“描述状态空间模型”中左端 (导数端)的系数。在标准状态空间模型中，它是 单位矩阵eye(n)。ss对象的属性StateName用于定 义状态空间模型中每个状态的名称
各LTI对象的特有属性 • 三种对象的特有属性见表8.2。 • 每一类对象只含有自己的属性，这些属性中绝大部 分前面已叙述过。num是6.4节中的f，den是6.4节 中的g，只有Variable同属于前两类对象，它是用来 显示系统函数中频率变量的。默认时连续系统为s， 离散系统为z，对DSP（数字信号处理）式传递函 数为z^−1，p和q留给用户自行规定。 • ss对象的属性e用于“描述状态空间模型”中左端 （导数端）的系数。在标准状态空间模型中，它是 单位矩阵eye(n)。ss对象的属性StateName用于定 义状态空间模型中每个状态的名称