lovebus_vn
New Member
Download miễn phí Ebook Các lệnh Matlab trong điều khiển tự động
X. TẬP LỆNH ĐỒ HỌA
1. Lệnh AXES
a) Công dụng:
Đặt các trục tọa độ tại vị trí định trước.
b) Cú pháp:
axes(‘propertyname’, propertyvalue )
c) Giải thích:
Tương ứng với một propertyname đi kèm với 1 propertyvalue.
1. ‘position’,[left, bottom, width, height]: định vị trí và kích thước của trục.
left: khoảng cách từ mép trái cửa sổ đến trục đứng.
bottom: khoảng cách từ mép dưới cửa sổ đến trục ngang.
width: chiều dài của trục ngang.
height: chiều cao trục đứng.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
hình sau vớiG0(s)=1;G1(s)=1/(s+1);G2(s)=1/(s+2);G3(s)=1/(s+3);
H1(s)=4;H2(s)=8;H3(s)=12.
Y(s)
R(s) +
G0(s) + G1(s) G2(s) + G3(s)
1 2 3 4
H2(s) H3(s)
6 7
H1(s)
5
n1=1; d1=1;
n2=1; d2=[1 1];
n3=1; d3=[1 2];
n4=1; d4=[1 3];
n5=4; d5=1;
n6=8; d6=1;
n7=12; d7=1;
nblocks=7;
blkbuild
q=[1 0 0 0 0
Khảo sát ứng dụng MATLAB trong điều khiển tự động
Thực hiện: PHẠM QUỐC TRƯỜNG - 32 - GVHD: PHẠM QUANG HUY
2 1 -5 0 0
3 2 -6 0 0
4 2 -6 3 -7
5 3 0 0 0
6 3 0 0 0
7 4 0 0 0];
input=1;
output=4;
[aa,bb,cc,dd]=connect(a,b,c,d,q,input,output);
[num,den]=ss2tf(aa,bb,cc,dd);
printsys(num,den,'s')
Giải thích:
Ta phải đánh số trong mỗi hệ thống phụ như hình trên. Bảy câu lệnh đầu tiên biểu diển hàm
truyền của bảy khối, qui định tên tương ứng với tử và mẫu là n1,d1,n2,d2,...trong trường hợp nếu
cho dạng là kiểu biến trạng thái trong từng hệ thống phụ thì tên của chúng tương ứng là
a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2,...
Đặt biến nblock=7 (bằng với số của hệ thống phụ).
Sau đó là lệnh blkbuild dùng những biến của nblock để bắt đầu xây dựng hệ thống. Biến
blkbuild chuyển đổi tất cả cách thức diển tả hàm truyền của từng hệ thống phụ thành kiểu biến
trạng thái như dùng lệnh tf2ss và đưa chúng vào một khối lớn của ma trận trang thái gọi là a, b,
c, d.
Tạo ra ma trận q để nhận biết mối liên hệ giữa các hệ thống phụ. (Mỗi hàng của ma trận q
tương ứng với một hệ thống phụ khác nhau. Phần tử đầu tiên trong hàng là số hệ thống nguồn,số
còn lại chỉ khối kết nối giữa ngõ ra và ngõ vào của hệ thống phụ.)
Hàng thứ hai của ma trận q có phần tử đầu tương ứng với hệ thống phụ 2 (G1(s)). Bởi vì ngõ ra
của hệ thống 1 và hệ thống 5 là ngõ vào của hệ thống 2,do đó hai phần tử kế tiếp trong hàng là
1 và –5, hai số 0 được thêm vào để cần thiết tạo ra để bảo đảm q là ma trận hình chữ nhật.
Sau khi tạo được ma trận q ta phải chỉ rõ khối ngõ vào (biểu diễn bởi biến input) và khối ngõ
ra(biểu diễn bởi biến output).
Lệnh connect dùng để nối các kiểu biến trạng thái thu được từ việc thành lập ở trên. Sau đó ta
chuyển qua dạng hàm truyền dùng lệnh ss2tf và in ra màn hình.
ta được kết quả như sau:
» Bài 4
State model [a,b,c,d] of the block diagram has 7 inputs and 7 outputs
num/den =
1 s + 3
--------------------------
Khảo sát ứng dụng MATLAB trong điều khiển tự động
Thực hiện: PHẠM QUỐC TRƯỜNG - 33 - GVHD: PHẠM QUANG HUY
s^3 + 26 s^2 + 179 s + 210
Nhận xét: Khi phần tử phản hồi không thuộc loại phản hồi đơn vị trong hệ thống vòng kín, thì ta
sử dụng lệnh feedback.
Bài 5: Cho hệ thống diển tả trong hình sau có hàm truyền:
))s(H)s(G1(
)s(G
)s(G
0
0
2c +=
Hình : Sơ dồ hệ thống phản hồi
Chương trình tạo ra hàm truyền trên:
% Bài 5.m
% tao ra ham truyen
% voi he thong phan hoi khong phai la phan hoi don vi
tuG=[1 1]; % tao ra vecto cua tu ham G(s)
mauG=conv([1 3],[1 5]); % tao ra vecto cua mau ham G(s)
tuH=[1 6]; % tao ra vecto cua tu ham H(s)
mauH=[1 10]; % tao ra vecto cua mau ham H(s)
[tu,mau]=feedback(tuG,mauG,tuH,mauH);
printsys(tu,mau)
Kết quả:
» Bài5
num/den =
s^2 + 11 s + 10
--------------------------
s^3 + 19 s^2 + 102 s + 156
Khảo sát ứng dụng MATLAB trong điều khiển tự động
Thực hiện: PHẠM QUỐC TRƯỜNG - 34 - GVHD: PHẠM QUANG HUY
NHÓM LỆNH VỀ RÚT GỌN MÔ HÌNH
(Model Reduction)
1. Lệnh BALREAL, DBALREAL
a) Công dụng:
Thực hiện cân bằng hệ khhông gian trạng thái.
b) Cú pháp:
[ab,bb,cb]= balreal(a,b,c)
[ab,bb,cb,g,T]= balreal(a,b,c)
[ab,bb,cb]= dbalreal(a,b,c)
[ab,bb,cb,g,T]= dbalreal(a,b,c)
c) Giải thích:
[ab,bb,cb]= balreal(a,b,c) thực hiện hệ cân bằng không gian trạng thái (a,b,c).
[ab,bb,cb,g,T]= balreal(a,b,c) chuyển đổi tương đương giữa a,b và c,a. Vectoe g chứa các
phần tử nằm trên đường chéo của ma trận đánh giá sự thực hiện cân bằng. Ma trận T dùng trong
phép biến đổi để chuyển (a,b,c) thành (ab,bb,cb). Ta phải nghịch đảo ma trận T nếu ta muốn
sử dụng với lệnh ss2ss.
Nếu hệ thống được chuẩn hóa hoàn toàn thì vector g được dùng để giảm bậc của mô hình.
Vì g phản ánh khả năng điều khiển và khả năng quan sát kết hợp của cac trạng thái riêng biệt.
Những trạng thái này có g(I) nhỏ và có thể loại bỏ ra khỏi mô hình. Sự triệt tiêu các trạng thái
nàyvẫn duy trì hầu hết các đặc tính vào ra quan trọng của hệ thống ban đầu.
Dbalreal được dùng cho các hệ thống gián đoạn.
d) Ví dụ:
Thực hiện hệ cân bằng bậc 4.
[ab,bb,cb,g,T]= balreal(a,b,c)
ta được:
g=
0.6342 0.4313 0.0812 0.0203
từ đó ta có thể loại bỏ 2 trạng thái thứ ba và thứ tư:
Khảo sát ứng dụng MATLAB trong điều khiển tự động
Thực hiện: PHẠM QUỐC TRƯỜNG - 35 - GVHD: PHẠM QUANG HUY
[ar,br,cr]= mored(ab,bb,cb,[3 4])
2. Lệnh MODRED, DMODRED
a) Công dụng:
Giảm trạng thái của mô hình.
b) Cú pháp:
[ar,br,cr,dr]= modred(a,b,c,d,elim)
[ar,br,cr,dr]= dmodred(a,b,c,d,elim)
c) Giải thích:
Lệnh modred và dmodred dùng để giảm bậc của mô hình không gian trạng thái trong khi
vẫn duy trì các mối quan hệ vào ra ở trạng thái xác lập. Do đó, modred và dmodred rất hữuích
khi loại bỏ các trạng thái tần số cao. Dùng lệnh ssdelete để loại bỏ các trạng thái tần số thấp,
modred và dmodred thường dùng kết hợpvới lệnh balreal và dbalreal.
[ar,br,cr,dr]= modred(a,b,c,d,elim) giảm bậc các mô hình bằng cách loại bỏ các trạng thái
được chỉ định trong vector elim. Cuối cùng ta được mô hình có số trạng thái ít hơn.
[ar,br,cr,dr]= dmodred(a,b,c,d,elim) được sử dụng cho hệ gián đoạn.
3. Lệnh MINREAL
a) Công dụng:
Thực hiện cực tiểu hóa cực-zero.
b) Cú pháp:
[am,bm,cm,dm]= minrael(a,b,c,d)
[am,bm,cm,dm]= minreal(a,b,c,d,tol)
[zm,pm]= minreal(z,p)
[zm,pm]= minreal(z,p,tol)
[numm,denm]= minreal(num,den)
[numm,denm]= minreal(num,den,tol)
c) Giải thích:
Thực hiện cực tiểu hóa là thực hiện loại bỏ các trạng thái dư thừa, không cần thiết. Đối với
hàm truyền hay mô hình độ lợi cực-zero, điều này tương đương với việc bỏ các cặp cực-zero mà
chúng khử lẫn nhau.
+ Đối với mô hình không gian trạng thái:
[am,bm,cm,dm]= minreal(a,b,c,d) thực hiện cực tiểu hóa hệ không gian trạng thái và hiển
thị số trạng thái được loại bỏ. Số trạng thái này có liên quan tới hệ thống. Nếu loại bỏ quá nhiều
hay quá ít thì sai sốn sẽ thay đổi.
Khảo sát ứng dụng MATLAB trong điều khiển tự động
Thực hiện: PHẠM QUỐC TRƯỜNG - 36 - GVHD: PHẠM QUANG HUY
[aam,bm,cm,dm]= minreal(a,b,c,d,tol) dùng sai số tol để chỉ định trạng thái nào bị loại bỏ.
Nếu không dùng tham số tol thì giá trị mặc nhiên là:
tol= 10*max(size(a))*norm(a,1)*eps
+ Đối với mô hình độ lợi cực-zero:
[zm,pm]= minreal(z,p), trong đó z và p là các vector cột chứa cáccực và zero, dùng để khử
các nghiệm chung lẫn theo biểu thức:
tol= 10*sprt(eps)*abs(z(I)).
[zm,pm]= minreal(z,p,tol) dùng sai số tol.
Đối với mô hình hàm truyền:
[numm,denm]= minreal(num,den), trong đó num và den là các vector hàng chứa các hệ số
đa thức, dùng để khử các nghiệm chung của đa thức lẫn nhau theo biểu thức:
tol= 10*sqrt(eps)*abs(z(I))
[numm,denm]= minreal(num,den,tol) dùng sai số tol.
Khảo sát ứng dụng MATLAB trong điều khiển tự động
Thực hiện: PHẠM QUỐC TRƯỜNG - 1 - GVHD: PHẠM QUANG HUY
NHÓM LỆNH VỀ CHUYỂN ĐỔI MÔ HÌNH
(Model Conversion)
1. Lệnh C2D, C2DT
a) Công dụng:
Chuyển đ