计控实验二连续系统变换为离散系统实验讲义.docx

实验二连续系统变换为离散系统
一、实验目的
在对连续系统进行实时计算机控制时，往往需要把连续系统转换成离散 系统。
二、实验指导
为了得到连续系统的离散化数学模型，Matlab提供了 c2d()函数。c2d()
函数的调用格式为：方法设计，其系统框图如图 2,得到的传递函数 为
D(s)
10s 1
s 1
试分别采用零阶保持器、 双线性变换法、 零极点匹配法进行控制器离散化， 求系
统的阶跃响应曲线和误差曲线， 并与连续系统的阶跃响应曲线进行比较。 采样周
期为 1 秒。
( 2)选择采样周期T= ， 试采用零极点匹配法进行控制器离散化，求其系统
的阶跃响应曲线和误差曲线，并与连续系统的阶跃响应进行比较。
( 3)若在图2 中的 D( s )后加一数字补偿器(该环节是一相位超前环节)
D(z)1. 50. 8z 1
求系统的阶跃响应曲线和误差曲线，并与连续系统的阶跃响应进行比较。
要求：运用 Matlab 编写命令语句或应用程序，并实现。
(1)
num=[10,1],den=[1 1];
Ds=tf(num,den);
Ts=1;
Dz=c2d(Ds,Ts,'zoh');
num=1,den=[10 1 0],Gs=tf(num,den);
Gz=c2d(Gs,Ts,'zoh');
G=feedback(Dz*Gz,1);
Dz1=c2d(Ds,Ts,'tustin');
G1=feedback(Dz1*Gz,1);
Dz2=c2d(Ds,Ts,'matched');
G2=feedback(Dz2*Gz,1);
G3=feedback(Ds*Gs,1);
subplot(2,2,1);step(G3);
title(' 连续系统单位阶跃响应');grid on;
subplot(2,2,2);step(G);
title(' 离散系统单位阶跃响应(零阶保持器) ');grid on;
subplot(2,2,3);step(G1);
title(' 离散系统单位阶跃响应(双线性变化法) ');grid on;
subplot(2,2,4);step(G2);
title(' 离散系统单位阶跃响应(零极点匹配) ');grid on;
[y,t,x]=step(G3);
连续系统误差曲线 ');grid on;
');grid on;
E3=1-y;subplot(2,2,1);plot(E3);title('
[y,t,x]=step(G);
E=1-y;subplot(2,2,2);plot(E);title('
[y,t,x]=step(G1);
E1=1-y;subplot(2,2,3);plot(E1);title('
[y,t,x]=step(G2);
E2=1-y;subplot(2,2,4);plot(E2);title('
离散系统误差曲线（双线性变化法）'）;grid on;
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(2)
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