1、实验四 控制系统数学模型转换及MATLAB实现一、实验目的熟悉MATLAB的实验环境。掌握MATLAB建立系统数学模型的方法。二、实验内容（注：实验报告只提交第2题）1、复习相关内容并验证相关示例。（1）系统数学模型的建立包括多项式模型（Transfer Function,TF），零极点增益模型(Zero-Pole Gain,ZPK)，状态空间模型（State-space,SS）；（2）模型间的相互转换系统多项式模型到零极点模型（tf2zp）,零极点增益模型到多项式模型（zp2tf）,状态空间模型与多项式模型和零极点模型之间的转换（tf2ss,ss2tf,zp2ss）；（3）模型的连接模型串联
2、（series）,模型并联（parallel）,反馈连接（feedback）2、用MATLAB做如下练习。（1）用2种方法建立系统的多项式模型。（1） num=1 2; den=1 5 10; G=tf(num ,den) Transfer function: s + 2-s2 + 5 s + 10（2） s=tf(s); G=(s+2)/(s2+5*s+10) Transfer function: s + 2-s2 + 5 s + 10（2）用2种方法建立系统的零极点模型和多项式模型。零极点模型：（1） z1=-1; p1=-1;-5;-10; k=10; G1=zpkEmpty zero-
3、pole-gain model. z1=-1;p1=-1;-5;-10;k=10;G1=zpk(z1,p1,k) Zero/pole/gain: 10 (s+1)-(s+1) (s+5) (s+10)（2） s=zpk(s); G2=10*(s+1)/(s+1)/(s+5)/(s+10) Zero/pole/gain: 10 (s+1)-(s+1) (s+5) (s+10)多项式模型：（1） num=10 10; den=1 16 15 50 ; G=tf(num,den) Transfer function: 10 s + 10-s3 + 16 s2 + 15 s + 50（2） s=tf(
4、s); G=10*(s+1)/(s+1)/(s+5)/(s+10) Transfer function: 10 s + 10-s3 + 16 s2 + 65 s + 50（3） num=conv(10,1,1); den=conv(1 6 5,0 1 10); G=tf(num,den) Transfer function: 10 s + 10-s3 + 16 s2 + 65 s + 50（3）如图，已知G（s）和H（s）两方框对应的微分方程是：且初始条件为零，图中为负反馈调节。试求传递函数E(s)/R(s) 及C(s)/R(s)。其中c(t)和b(t)为系统的输入量，e(t)与c(t)为系统的输出量。最后输入一个单位阶跃信号，用simulink仿真显示该系统的响应。10G（s）H（s）RMEBC根据系统框图有如下关系：M=10R ; E=M-B ;C= G(s) * E ; B= H(s)*C ;Gf=C/M= G(s)/(1+ G(s)* H(s) 三、实验要求1. 验证课内示例，准确理解系统数学模型不同形式的含义及各种函数的使用方法。2. 认真编写2题的程序并做详细注释，并记录实验结果。四、实验思考1、如何灵活选择函数的各种不同调用方法。2、复杂系统如何用MATLAB建立系统模型，如何对结构图进行化简。3、求系统传递函数有哪些方法？各有何特点？适用于什么情况。
