零极点增益模型实际上是传递函数的另一种表现形式,其原理是分别对源系统传递函数的分子、分母进行因式分解处理,以获得系统零点和几点的表示形式。
式中,k为系统增益;zi(i = 1,2,3,...,m)为分子多项式的根,称为系统的零点;pj(j = 1,2,...,n)是分母多项式的根,称为系统的极点。
传递函数的分母多项式就是它的特征多项式,它等于零的方程就是传递函数的特征方程,特征方程的根也就是传递函数的极点。传递函数的极点决定了所描述系统的自由运动状态;零点影响系统各模态在系统响应中的比重。
零点增益模型的命令格式如下:
ZPG = zpk(z, p, k)
其中ZPG是建立的零极点增益模型;z、p、k分别是系统的零点向量、极点向量和增益。
例:利用Baltamulink建立系统
G(s) = 18(s + 2) / (s + 0.4)(s + 15)(s + 25)
的零点增益模型,进行系统仿真。
将上面零点增益模型进行转换得到模型的传递函数如下:
G(s) = 18(s + 2)/(s^3 + 40.4s^2 + 391s + 150)
根据该传递函数模型,在北太真元建立模型如下图所示:
设置仿真参数:
仿真时长:20s;步长0.01s;求解器:ode4
得到的仿真结果,如下图所示: