36、控制系统设计与分析：从理论到实践

控制系统设计与分析：从理论到实践

在控制系统的研究与应用中，我们常常需要对系统进行深入的分析和设计，以确保其性能满足特定的要求。本文将围绕控制系统的相关内容展开，介绍系统响应分析、设计工具以及具体的设计案例。

1. 系统响应分析

在控制系统中，我们可以通过一些方法来分析系统的响应。例如，在某些情况下，为了快速移动系统，可能会产生较大的输出，这可能会使执行器饱和或损坏，这可以在系统的阶跃响应中观察到。以下是获取两个系统 (G_3) 和 (G_4) 阶跃响应的 MATLAB 代码：

G1 = tf([1], [1, 1]);
G2 = tf([100], [1, 10, 100]);
G3 = G1*G2;
G4 = tf([19.8, 20], [1, 20])*G3;
t = linspace(0, 6, 200);
yG3 = step(G3, t);
yG4 = step(G4, t);
plot(t, yG3, 'k--', t, yG4, 'k-')
legend('G3', 'G4')
xlabel('Time')
ylabel('Response')

此外，零点和极点之间的距离可以衡量输入或输出矩阵与模式特征向量的垂直程度。如果零点直接位于极点之上，那么该模式在输入中不可激发或在输出中不可见，这涉及到可控性和可观测性的概念。

1.1 从响应估计系统

对于伺服电机模型的一些参数，有些可以在数据表中找到，但有些如摩擦常数可能难以找到或根本没有。我们可以通过一些实验方法来直接获取部分参数。具体步骤如下：
1. 使用万用表确