电源 零极点 matlab

基于Matlab/Simulink

的BOOST电路仿真

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时间：2010年12月7日

1 引 言

BOOST 电路又称为升压型电路, 是一种直流- 直流变换电路, 其电路结构如图1 所示。此电路在开关电源领域内占有非常重要的地位, 长期以来广泛的应用于各种电源设备的设计中。对它工作过程的理解掌握关系到对整个开关电源领域各种电路工作过程的理解, 然而现有的书本上仅仅给出电路在理想情况下稳态工作过程的分析, 而没有提及电路从启动到稳定之间暂态的工作过程, 不利于读者理解电路的整个工作过程和升压原理。采用matlab仿真分析方法, 可直观、详细的描述BOOST 电路由启动到达稳态的工作过程, 并对其中各种现象进行细致深入的分析, 便于我们真正掌握BOO ST 电路的工作特性。

图1 BOO ST 电路的结构

2 电路的工作状态

BOO ST 电路的工作模式分为电感电流连续工作模式和电感电流断续工作模式。其中电流连续模式的电路工作状态如图2 (a) 和图2 (b) 所示, 电流断续模式的电路工作状态如图2 (a)、(b)、(c) 所示, 两种工作模式的前两个工作状态相同,

电流断续型模式比电流连续型模式多出一个电感电流为零的工作状态。

(a) 开关状态1 (S 闭合) (b) 开关状态2 (S 关断)

(c) 开关状态3 (电感电流为零)

图2 BOO ST 电路的工作状态 3 matlab仿真分析

matlab 是一种功能强大的仿真软件, 它可以进行各种各样的模拟电路和数字电路仿真，并给出波形输出和数据输出, 无论对哪种器件和哪种电路进行仿真,

均可以得到精确的仿真结果。本文应用基于matlab软件对BOO ST 电路仿真, 仿真图如图3 所示, 其中IGBT作为开关, 以脉冲发生器脉冲周期T=0.2ms,脉冲宽度为50%的通断来仿真图2 中开关S的通断过程。

2011级华南理工大学电子与信息学院信息工程2班

基于matlab的零极点分布

和信号采样

[35那些年]

2013/6/19

基于matlab的零极点分布

和信号采样一.实验过程

1.在[0，0.1]区间上以50Hz的抽样频率对下列3个

信号分别进行抽样，试画出抽样后序列的波形，

并分析产生不同波形的原因，提出改进措施。

实验代码1： plotcos.m

%实验内容一

t0=0:0.001:0.1;%画出原信号所需的间隔

Fs=50;%采样频率为50Hz

t=0:1/Fs:0.1;%采样间隔为[0,0.1]

subplot(3,1,1),

x1=cos(2*pi*10*t0);

plot(t0,x1,'r');%画出原信号x(t)=cos(2*pi*10t)的图形

hold on

x11=cos(2*pi*10*t);

stem(t,x11,'filled');%画出信号x(t)=cos(2*pi*10t)采样后的图形

xlabel('t'),ylabel('x1(t)');

title('signal x1(t)=cos(2*pi*10t)');hold off

subplot(3,1,2),

x2=cos(2*pi*50*t0);

plot(t0,x2,'r');%画出原信号x(t)=cos(2*pi*50t)的图形

hold on

x22=cos(2*pi*50*t);

stem(t,x22,'filled');%画出信号x(t)=cos(2*pi*50t)采样后的图形

xlabel('t'),ylabel('x2(t)');

title('signal x2(t)=cos(2*pi*50t)');

hold off

subplot(3,1,3),

x3=cos(2*pi*100*t0);

plot(t0,x3,'r');%画出原信号x(t)=cos(2*pi*100t)的图形

hold on

x33=cos(2*pi*100*t);

stem(t,x33,'filled');%画出信号x(t)=cos(2*pi*100t)采样后的图形

实验四 连续时间系统复频域分析和离散时间系统z域分析

二、 实验原理：

1. 拉氏变换和逆变换

原函数 ()()ftFs 象函数

记作：[()]()LftFs拉氏变换

1[()]()LFsft拉氏反变换

涉及函数：laplace,ilapace.

例如：

syms t;laplace(cos(2*t))

结果为：ans =s/(s^2+4)

syms s;ilaplace(1./(s+1))

结果为：ans = exp(-t)

2. 系统传递函数H(s)或H(z)。

12121212...()()()...mmmnnnbsbsbBsHsAsasasa

112112...()()()...mmmnnnbzbzbBzHzAzazaza

其中，B为分子多项式系数，A为分母多项式系数。 涉及函数：freqz,freqs.

3. 系统零极点分布与稳定性的判定。

对于连续时间系统，系统极点位于s域左半平面，系统稳定。

对于离散时间系统，系统极点位于z域单位圆内部，系统稳定。

涉及函数：zplane.

三、 实验内容

1． 验证性实验

a) 系统零极点的求解和作图

已知2321()232sHssss，使用zplane函数作出系统零极点图并判断系统稳定性。

解：（1）系统零极点图

>> b=[1,0,-1];

>> a=[1,2,3,2];

>> zplane(b,a);

>> legend('零点','极点');

（2）判断系统稳定性

由系统零极点图可知该系统的极点位于左半平面，所以该系统稳定。

b) 已知离散系统的H(z)，求零极点图，并求解单位样值响应h(n)和系统幅频响应。

解：b=[1,2,1]; a=[1,-0.5,-0.005,0.3];

subplot(311); zplane(b,a);

专题：MATLAB传递函数零极点模型及零极点相消

1. 介绍

MATLAB是一种用于高级技术计算和科学工程应用的计算机语言和交互式环境。在控制系统工程方面，MATLAB被广泛应用于分析和设计传递函数模型。传递函数模型是控制系统工程中常用的一种模型，通过分析传递函数的零极点特性可以帮助工程师理解系统的动态特性并进行系统设计和优化。

2. 传递函数零极点模型

传递函数是控制系统中描述信号输入与输出之间关系的数学模型。一般的传递函数模型可以表示为：

\[G(s) = \frac{Y(s)}{U(s)} = \frac{b_m s^m + b_{m-1} s^{m-1} + ...

+ b_1 s + b_0}{a_n s^n + a_{n-1} s^{n-1} + ... + a_1 s + a_0}\]

其中，\(Y(s)\)为系统的输出信号，\(U(s)\)为系统的输入信号，\(s\)为复变量，\(m\)和\(n\)分别为输出和输入的次数，\(b_m, b_{m-1}, ...,

b_0\)和\(a_n, a_{n-1}, ..., a_0\)分别为系统的系数。

3. 零极点分析

传递函数的零极点可以通过MATLAB进行分析和计算。零点是传递函数的分子多项式为零的根，极点是传递函数的分母多项式为零的根。零点和极点的位置决定了系统的动态特性，例如稳定性、频率响应和阶跃响应等。

3.1 零点的计算

在MATLAB中，可以使用函数`zero`来计算传递函数的零点。对于一个传递函数\(G(s) = \frac{s+1}{s^2+2s+1}\)，可以通过以下命令计算其零点：

```

G = tf([1 1], [1 2 1]);

z = zero(G)

```

3.2 极点的计算

类似地，可以使用函数`pole`来计算传递函数的极点。对于上述的传递函数，可以通过以下命令计算其极点：

```

p = pole(G)