传递函数,Z变换与差分方程之间的转化

您所在的位置:网站首页 matlab z 变换 命令 传递函数,Z变换与差分方程之间的转化

传递函数,Z变换与差分方程之间的转化

2024-06-30 18:17:18| 来源: 网络整理| 查看: 265

 

目录

传递函数的形式

Z函数

差分方程形式

在我们进行PID控制器或现代控制理论设计时,经常遇到三者之间的转换,下面将阐述一下如何在MATLAB上操作。 注意!下面所有的“*”即半角单引号,都被替换成了星号*,所以务必注意!!  

传递函数的形式

假设传递函数为:

G(s)=e^{-0.004s}\frac{400}{s^{2}+50s} 在matlab里面建立这个传递函数的命令就是:

sys=tf(400,[1,50,0],*inputdelay*,0.004);%inputdelay两边的*号改成半角单引号!! Z函数

把传递函数离散化就得到Z函数,在matlab里面离散化命令是: 

dsys=c2d(sys,0.001,*z*);//z两边的*号改成半角单引号!!

 其中T=0.001s为采样时间。

G(z)=\frac{z^{-4}*(0.0001967z+0.0001935)}{z^2-1.951z+0.9512}\\ =\frac{z^{-4}*(0.0001967z^{-1}+0.0001935z^{-2})}{1-1.951z^{-1}+0.9512z^{-2}}\\ =\frac{Y(z)}{U(z)}                                                                         (2) (2)式可写成:

z^{-4}*(0.0001967z^{-1}+0.0001935z^{-2})U(z)=(1-1.951z^{-1}+0.9512z^{-2})Y(z)                     (3)

当然离散化的方法有很多,比如双线性变换(也叫Tustin变换),变换子为:

s\Rightarrow \frac{2}{T}\frac{1-z^{-1}}{1+z^{-1}}

相应的代码为

dsys=c2d(sys,0.001,'tustin');

其他还有改进双线性变换的离散化方法。

差分方程形式

由(3)式可得

(0.0001967z^{-5}+0.0001935z^{-6})U(z)=(1-1.951z^{-1}+0.9512z^{-2})Y(z)                        (4)

利用Z变换的滞后性质:

Z[y(kT-nT)]=z^{-n}Y(z)

对前式进行变换(注意与Z的反变换不同),如左边的z^{-5}U(z)可写成u(k-5),右边的z^{-1}Y(z)可写成y(k-1), 可得:

0.0001967u(k-5)+0.0001935u(k-6) \\=y(k)-1.951y(k-1)+0.9512y(k-2)                                                 (5) 由(5)式得

y(k)\\ =-1.951y(k-1)+0.9512y(k-2)-0.0001967u(k-5)-0.0001935u(k-6) 即差分方程形式,下面就可以编程进行数值计算了。



【本文地址】

公司简介

联系我们

今日新闻


点击排行

实验室常用的仪器、试剂和
说到实验室常用到的东西,主要就分为仪器、试剂和耗
不用再找了,全球10大实验
01、赛默飞世尔科技(热电)Thermo Fisher Scientif
三代水柜的量产巅峰T-72坦
作者:寞寒最近,西边闹腾挺大,本来小寞以为忙完这
通风柜跟实验室通风系统有
说到通风柜跟实验室通风,不少人都纠结二者到底是不
集消毒杀菌、烘干收纳为一
厨房是家里细菌较多的地方,潮湿的环境、没有完全密
实验室设备之全钢实验台如
全钢实验台是实验室家具中较为重要的家具之一,很多

推荐新闻


图片新闻

实验室药品柜的特性有哪些
实验室药品柜是实验室家具的重要组成部分之一,主要
小学科学实验中有哪些教学
计算机 计算器 一般 打孔器 打气筒 仪器车 显微镜
实验室各种仪器原理动图讲
1.紫外分光光谱UV分析原理:吸收紫外光能量,引起分
高中化学常见仪器及实验装
1、可加热仪器:2、计量仪器:(1)仪器A的名称:量
微生物操作主要设备和器具
今天盘点一下微生物操作主要设备和器具,别嫌我啰嗦
浅谈通风柜使用基本常识
 众所周知,通风柜功能中最主要的就是排气功能。在

专题文章

    CopyRight 2018-2019 实验室设备网 版权所有 win10的实时保护怎么永久关闭