MATLAB在控制系统设计中的应用：建立与转化数学模型

"本资料主要讲解了利用MATLAB进行控制系统计算机辅助设计的相关内容，特别是如何通过MATLAB来构建和分析线性控制系统的数学模型。" 在控制系统设计中，数学模型起着至关重要的作用，它是系统仿真分析和设计的基础。数学模型可以通过两种主要方法获得：一是从物理定律出发，通过数学推导建立；二是通过对实验数据的拟合来辨识。模型的类型多样，包括线性和非线性、连续和离散、单变量和多变量、定常和时变等。 MATLAB作为一种强大的计算工具，广泛应用于控制系统的设计和分析。在本资料中，重点关注的是线性连续系统的数学模型及其在MATLAB中的表示。线性系统的数学模型主要有三种形式：状态方程模型、传递函数模型和零极点模型。状态方程模型描述了系统内部动态行为，传递函数模型则反映了系统输入和输出之间的关系，而零极点模型则通过系统的零点和极点来刻画其动态特性。 对于多变量系统，传递函数矩阵模型被用来表示多个输入和多个输出之间的关系。此外，资料还涵盖了线性离散时间系统的数学模型，这是在数字控制系统中常见的模型形式。方框图描述系统的化简、系统模型的相互转换以及模型降阶和辨识是控制系统设计中的重要步骤，这些在MATLAB环境中都可以高效地实现。 本章的学习要点还包括如何利用MATLAB来实现这些模型的构建和转换，这对于理解和应用MATLAB进行控制系统设计至关重要。通过学习这些内容，读者将能够运用MATLAB对控制系统的动态性能进行深入理解和优化设计，从而提高系统的稳定性和性能指标。