simulink将传递函数z变换

Simulink可以将传递函数转换为离散时间系统的z变换表示。在Simulink中，可以使用“Transfer Fcn”块来表示传递函数，然后使用“z-transform”块将其转换为z变换表示。具体步骤如下：

1. 在Simulink中创建一个新的模型。

2. 在模型中添加一个“Transfer Fcn”块，并设置其参数为传递函数的分子多项式和分母多项式。

3. 添加一个“z-transform”块，并将其连接到“Transfer Fcn”块的输出端口。

4. 在“z-transform”块的参数设置中，选择“Transfer Function”选项，并输入传递函数的分子和分母多项式。

5. 运行模型并查看结果，即可得到传递函数的z变换表示。

需要注意的是，z变换表示是离散时间系统的一种表示方式，因此在使用时需要考虑采样周期等参数。

相关问题

simulink中如何将传递函数离散化

### 回答1：
在Simulink中，离散化传递函数通常使用z变换或欧拉方法进行离散化。首先，需要将传递函数转换为z域表达式。可以使用MATLAB中的c2d函数将连续时间域传递函数转换为离散时间域传递函数。输入参数包括连续时间域传递函数，采样时间和采样方法（例如，零阶保持，一阶保持，双线性变换等）。输出参数是离散化后的传递函数。

使用z变换离散化方法时，需要用离散时间域的z变换代替连续时间域的拉普拉斯变换。首先，将传递函数转换为z域表达式。然后将z变换代入到传递函数表达式中，得出离散时间域系统的传递函数。这个过程可以通过Simulink内置的z-transform block实现。

欧拉方法离散化方法将连续时间域系统转换为离散时间域系统，使用欧拉积分来计算每个采样点的系统输出。在Simulink中，可以使用Discrete Transfer Fcn block实现连续时间域传递函数的欧拉离散化。它需要的输入是传递函数的系数和采样周期，输出是离散时间域系统的传递函数。

总之，在Simulink中进行传递函数离散化，需要根据具体情况选择z变换或欧拉方法离散化，然后使用相应的Simulink block实现离散化。

### 回答2：
在Simulink中，离散化传递函数可以通过两种方式来完成。首先，可以使用Simulink自带的Transfer Fcn Block来直接实现连续传递函数到离散传递函数的转换。其次，可以使用Matlab中的c2d函数来手动将连续传递函数转换为离散传递函数，然后将其导入到Simulink中。

对于第一种方法，用户可以在Simulink的Library Browser中选择"Continuous"库，然后选择"Linear"子库，最后从右侧面板拖放Transfer Fcn块到图表中。接下来，用户需要输入传递函数的分子项和分母项，并在Transfer Fcn块的参数设置中调整采样时间。设置采样时间后，Simulink将自动将传递函数转换为离散传递函数。

对于第二种方法，用户需要在Matlab中使用c2d函数将传递函数转换为离散传递函数。c2d函数需要输入传递函数、采样时间和转换方法等参数。转换方法包括ZOH（零阶保持）、FOH（一阶保持）和Tustin等，用户可以根据实际情况选择合适的转换方法。转换完成后，用户将离散传递函数导入到Simulink模型中，即可完成离散化。

总之，在Simulink中将传递函数离散化主要有两种方法：一是使用Simulink自带的Transfer Fcn Block，二是使用Matlab中的c2d函数手动转换。无论哪种方法，用户都需要准确输入传递函数及相关参数，并根据实际情况调整参数以确保准确的离散传递函数。

### 回答3：
在Simulink中，有多种方法可以将传递函数离散化，以下是其中几种常用方法：

1. 使用“c2d”函数：这是一种MATLAB内置的函数，可将连续时间系统转换为离散时间系统。此函数可以用来将传递函数转换为差分方程，再在Simulink中使用差分方程模块进行离散化。

2. 使用“Zero-Order Hold”模块：对于某些简单的模型，可以使用这个模块来实现离散化。它将连续时间信号转换为离散时间信号，具体实现方法是使用ZOH模块把原信号重新采样为离散的并插值，从而实现离散化。

3. 自己编写MATLAB程序：在一些特定的情况下，无法使用以上两种方法实现离散化，这个时候需要手动编写一个MATLAB程序。对于线性离散化模型，可以使用MATLAB中的伯德法(Bode's method)或后向差分法(Backward difference method)等离散转换方法进行编写。编写完毕之后，再在Simulink中调用该程序即可。

以上是一些常用的Simulink中将传递函数离散化的方法，具体使用哪种方法还需要根据具体的情况和要求来决定。

1．已知单位负反馈二阶系统的开环传递函数为： 试绘制单位阶跃响应的实验结构图并求取其响应曲线图。2．控制系统的传递函数为： 用SIMULINK建立系统模型，并对系统的阶跃响应进行仿真。3. 某系统框图如图所示，试用SIMULINK进行仿真（输入信号为阶跃信号）：

1. 单位负反馈二阶系统的开环传递函数为：

G(s) = K * w^2 / (s^2 + 2*z*w*s + w^2)

其中，K为系统增益，w为系统的自然频率，z为系统的阻尼比。

绘制单位阶跃响应的实验结构图如下：

      +--------+         +--------+
u(s)--+ G(s)   +---------+ 1/(1+G(s)) +--y(s)
      +--------+         +--------+

其中，u(s)为输入信号，y(s)为输出信号。

根据系统的传递函数，可知：

           K*w^2
G(s) = -------------
       s^2 + 2*z*w*s + w^2

将其转化为时域表达式：

                               K*w^2
y(t) = L^-1{ G(s) * U(s) } = --------- * [ 1 - e^(-z*w*t) * cos(w*t*sqrt(1-z^2)) / sqrt(1-z^2) ]
                            w^2 * sqrt(1-z^2)

其中，L^-1表示拉普拉斯逆变换。

由此，我们可以使用MATLAB绘制出单位阶跃响应的曲线图：

% 参数定义
K = 1;
w = 1;
z = 0.5;

% 计算单位阶跃响应
t = 0:0.01:10;
y = K*w^2/sqrt(1-z^2)*(1-exp(-z*w*t).*cos(w*t*sqrt(1-z^2))/sqrt(1-z^2));

% 绘图
plot(t, y);
xlabel('Time (s)');
ylabel('Amplitude');
title('Unit Step Response');

2. 控制系统的传递函数为：

G(s) = 10 / (s^2 + 10*s + 20)

使用SIMULINK建立系统模型，并对系统的阶跃响应进行仿真，步骤如下：

1. 打开MATLAB软件，新建一个模型文件。

2. 在模型中添加一个“Step”模块，用于产生阶跃信号。

3. 在模型中添加一个“Transfer Fcn”模块，用于表示系统的传递函数。

4. 将“Step”模块的输出信号与“Transfer Fcn”模块的输入信号相连。

5. 添加一个“Scope”模块，用于显示系统的输出信号。

6. 设置系统的传递函数为“10 / (s^2 + 10*s + 20)”。

7. 运行仿真，观察系统的阶跃响应。

MATLAB代码如下：

% 新建模型文件
model = 'step_response';

% 打开模型文件
open_system(model);

% 添加Step模块
add_block('simulink/Sources/Step', [model '/Step']);
set_param([model '/Step'], 'Time', '0', 'Before', '0', 'After', '1', 'SampleTime', '0.01', 'Amplitude', '1');

% 添加Transfer Fcn模块
add_block('simulink/Continuous/Transfer Fcn', [model '/Transfer Fcn']);
set_param([model '/Transfer Fcn'], 'Numerator', '10', 'Denominator', '[1 10 20]');

% 添加Scope模块
add_block('simulink/Sinks/Scope', [model '/Scope']);
set_param([model '/Scope'], 'Position', [400, 200, 600, 400]);

% 连接模块
add_line(model, 'Step/1', 'Transfer Fcn/1');
add_line(model, 'Transfer Fcn/1', 'Scope/1');

% 运行仿真
sim(model);

% 关闭模型文件
close_system(model);

3. 某系统框图如下所示，输入信号为阶跃信号：

      +----+----+
      |    |    |
u(s)--+ G1 | G2 +--y(s)
      |    |    |
      +---------+

其中，G1和G2分别为一阶系统和二阶系统的传递函数。具体为：

G1(s) = 1 / (s+1)
G2(s) = 1 / (s^2 + 2*s + 5)

使用SIMULINK进行仿真，步骤如下：

1. 打开MATLAB软件，新建一个模型文件。

2. 在模型中添加一个“Step”模块，用于产生阶跃信号。

3. 在模型中添加一个“Transfer Fcn”模块，用于表示G1的传递函数。

4. 在模型中添加一个“Transfer Fcn”模块，用于表示G2的传递函数。

5. 将“Step”模块的输出信号与“Transfer Fcn”模块的输入信号相连。

6. 将“Transfer Fcn”模块的输出信号与“Transfer Fcn”模块的输入信号相连。

7. 添加一个“Scope”模块，用于显示系统的输出信号。

8. 设置G1的传递函数为“1 / (s+1)”。

9. 设置G2的传递函数为“1 / (s^2 + 2*s + 5)”。

10. 运行仿真，观察系统的阶跃响应。

MATLAB代码如下：

% 新建模型文件
model = 'step_response';

% 打开模型文件
open_system(model);

% 添加Step模块
add_block('simulink/Sources/Step', [model '/Step']);
set_param([model '/Step'], 'Time', '0', 'Before', '0', 'After', '1', 'SampleTime', '0.01', 'Amplitude', '1');

% 添加Transfer Fcn模块
add_block('simulink/Continuous/Transfer Fcn', [model '/G1']);
set_param([model '/G1'], 'Numerator', '1', 'Denominator', '[1 1]');
add_block('simulink/Continuous/Transfer Fcn', [model '/G2']);
set_param([model '/G2'], 'Numerator', '1', 'Denominator', '[1 2 5]');

% 添加Scope模块
add_block('simulink/Sinks/Scope', [model '/Scope']);
set_param([model '/Scope'], 'Position', [400, 200, 600, 400]);

% 连接模块
add_line(model, 'Step/1', 'G1/1');
add_line(model, 'G1/1', 'G2/1');
add_line(model, 'G2/1', 'Scope/1');

% 运行仿真
sim(model);

% 关闭模型文件
close_system(model);