一、求下图所示系统的传递函数)(/)(0s U s U i 。 （10分） ) 1()()(3132320+++-=CS R R R R CS R R s U s U i 一、控制系统方块图如图所示： （1）当a =0时，求系统的阻尼比ξ，无阻尼自振频率n ω和单位斜坡函数输入时的稳态误差； （2）当ξ=时，试确定系统中的a 值和单位斜坡函数输入时系统的稳态误差； 系统的开环传函为 s a s s G )82(8)(2++=闭环传函为8)82(8)()(2+++=s a s s R s Y 25.0 83.2 36.0===ss n e ωξ 4 25.0==ss e a 设某控制系统的开环传递函数为 ) 22()(2++=s s s k s G 试绘制参量k 由0变至∞时的根轨迹图，并求开环增益临界值。 （15分） 1）j p j p p --=+-==110 321 2）πππ?σ3 5,,332=-=a a （10分） 3）ω=j 2±，c k =4，开环增益临界值为K=2 设某系统的特征方程为23)(234+--+=s s s s s D ，试求该系统的特征根。 列劳斯表如下 0000220112311 2 3 4 s s s s --- （4分） 得 辅助方程为0222=+-s ，解得1,121-==s s （4分）
最后得1,243=-=s s 设某控制系统的开环传递函数为 )()(s H s G =) 10016()12.0(752+++s s s s 试绘制该系统的Bode 图，并确定剪切频率c ω的值 剪切频率为s rad c /75.0=ω 某系统的结构图和Nyquist 图如图(a)和(b)所示，图中 2)1(1)(+=s s s G 23 ) 1()(+=s s s H 试判断闭环系统稳定性，并决定闭环特征方程正实部根的个数。 (16分) 解：由系统方框图求得内环传递函数为： s s s s s s s H s G s G +++++=+23452 474)1()()(1)( (3分) 内环的特征方程：04742345=++++s s s s s (1 分) 由Routh 稳定判据： 01: 03 10 :16 :044: 171: 01234s s s s s 七、设某二阶非线性系统方框图如图所示，其中 4 , 2.0 , 2.00===K M e 及s T 1=， 试画出输入信号)(12)(t t r ?=时系统相轨迹的大致图形，设系统原处于静止状态。 （16分） 解：根据饱和非线性特性，相平面可分成三个区域，运动方程分别为
在C++中，参数传递的方式是“实虚结合”。 ?按值传递(pass by value) ?地址传递(pass by pointer) ?引用传递(pass by reference) 按值传递的过程为：首先计算出实参表达式的值，接着给对应的形参变量分配一个存储空间，该空间的大小等于该形参类型的，然后把以求出的实参表达式的值一一存入到形参变量分配的存储空间中，成为形参变量的初值，供被调用函数执行时使用。这种传递是把实参表达式的值传送给对应的形参变量，故称这种传递方式为“按值传递”。 使用这种方式，调用函数本省不对实参进行操作，也就是说，即使形参的值在函数中发生了变化，实参的值也完全不会受到影响，仍为调用前的值。 [cpp]view plaincopy 1./* 2. pass By value 3.*/ 4.#include
如果在函数定义时将形参说明成指针，对这样的函数进行调用时就需要指定地址值形式的实参。这时的参数传递方式就是地址传递方式。 地址传递与按值传递的不同在于，它把实参的存储地址传送给对应的形参，从而使得形参指针和实参指针指向同一个地址。因此，被调用函数中对形参指针所指向的地址中内容的任何改变都会影响到实参。 [cpp]view plaincopy 1.#include
一、求下图所示系统的传递函数 ) (/)(0s U s U i 。 （10分） ) 1()()(313 2320+++-=CS R R R R CS R R s U s U i 一、控制系统方块图如图所示： （1）当a =0时，求系统的阻尼比ξ，无阻尼自振频率n ω和单位斜坡函数输入时的稳态误差； （2）当ξ=0.7时，试确定系统中的a 值和单位斜坡函数输入时系统的稳态误差； 系统的开环传函为 s a s s G )82(8)(2++= 闭环传函为8)82(8 )()(2 +++=s a s s R s Y 25.0 83.2 36.0===ss n e ωξ 4 25.0==ss e a 设某控制系统的开环传递函数为 ) 22()(2 ++= s s s k s G 试绘制参量k 由0变至∞时的根轨迹图，并求开环增益临界值。 （15分） 1）j p j p p --=+-==110321 2） πππ?σ3 5 ,,332=- =a a （10分） 3）ω=j 2±，c k =4，开环增益临界值为K=2 设某系统的特征方程为23)(2 3 4 +--+=s s s s s D ，试求该系统的特征根。 列劳斯表如下 022******* 2 34 s s s s ---
得辅 助 方 程 为 222=+-s ，解得 1,121-==s s （4分） 最后得1, 243=-=s s 设某控制系统的开环传递函数为 )()(s H s G = ) 10016() 12.0(752+++s s s s 试绘制该系统的Bode 图，并确定剪切频率c ω的值 剪切频率为s rad c /75.0=ω 某系统的结构图和Nyquist 图如图(a)和(b)所示，图中 2)1(1)(+=s s s G 2 3 ) 1()(+=s s s H 试判断闭环系统稳定性，并决定闭环特征方程正实部根的个数。 (16分) 解：由系统方框图求得内环传递函数为： s s s s s s s H s G s G +++++= +23452 474)1()()(1)(
实验一 MATLAB 系统的传递函数和状态空间表达式的转换 一、 实验目的 1、学习多变量系统状态空间表达式的建立方法； 2、通过编程、上机调试，掌握多变量系统状态空间表达式与传递函数之间相互转换的方法； 3、掌握相应的MATLAB 函数。 二、 实验原理 设系统的模型如式（1.1）所示： ?? ?+=+=D Cx y Bu Ax x ' x ''R ∈ u ∈R ’’’ y ∈R P (1.1) 其中A 为nXn 维系统矩阵、B 为nXm 维输入矩阵、C 为pXn 维输出矩阵，D 为直接传递函数。系统的传递函数和状态空间表达式之间的关系如式（1.2）所示 G(s)=num(s)/den(s)=C (SI-A)-1 B+D (1.2) 式（1.2）中，num(s)表示传递函数的分子阵，其维数是pXm ，den(s)表示传递函数的按s 降幂排列的分母。 表示状态空间模型和传递函数的MATLAB 函数如下： 函数ss （state space 的首字母）给出了状态空间模型，其一般形式是: sys=ss(A,B,C,D) 函数tf （transfer function 的首字母）给出了传递函数，其一般形式是: G=tf(num ，den) 其中num 表示传递函数中分子多项式的系数向量（单输入单输出系统），den 表示传递函数中分母多项式的系数向量。 函数tf2ss 给出了传递函数的一个状态空间实现，其一般形式是: [A,B,C,D]=tf2ss(num,den) 函数ss2tf 给出了状态空间模型所描述系统的传递函数，其一般形式是: [num,den]=ss2tf(A,B,C,D,iu)
传递函数transfer function零初始条件F线性系统响应(即输出)量的拉普拉斯变换(或z变换)与激励(即输入)量的拉普拉斯变换之比。记作G (s) =Y (s) /U (s),其中Y (s)、U (s)分别为输出量和输入量的拉普拉斯变换。传递函数是描述线性系统动态特性的基本数学工具之一，经典控制理论的主要研究方法频率响应法和根轨迹法都是建立在传递函数的基础Z上。 简介 系统的传递函数与描述其运动规律的微分方程是对应的。可根据组成系统各单元的传递函数和它们之间的联结关系导出整体系统的传递函数，并用它分析系统的动态特性、稳定性，或根据给定要求综合控制系统，设计满意的控制器。以传递函数为工具分析和综合控制系统的方法称为频域法。它不但是经典控制理论的基础，而且在以时域方法为基础的现代控制理论发展过程小，也不断发展形成了多变量频域控制理论，成为研究多变量控制系统的有力工具。传递函数小的复变量s在实部为零、虚部为角频率时就是频率响应。传递函数是《积分变换》里的概念。对复参数S, 函数f(t)*e A(-st)在［0,+8)的积分，称为函数f(t)的拉普拉斯变换，简称拉氏变换，记作F(s),这是个复变函数。设一个系统的输入函数为x(t), 输出函数为y(t),贝9 y⑴的拉氏变换Y(s)与x(t)的拉氏变换X(s)的商： W(s)=Y(s)/X(s)称为这个系统的传递函数。传递函数是由系统的本质 特性确定的，与输入量无关。知道传递函数以后，就可以由输入量求输岀量，或 者根据需要的输出量确定输入量了。传递函数的概念在自动控 制理论里有重要应用。 传递函数的常识 传递函数概念的适用范围限于线性常微分方程系统?当然，在这类系统的分析和设计屮，传递函数方法的应用是很广泛的.下面是有关传递函数的一些重耍说明(下列各项说明中涉及的均为线性常微分方程描述的系统). 1.系统的传递函数是一种数学模型，它表示联系输出变量与输入变量的微分方程的一种运算方法. 2.传递函数是系统本身的一种属性，它与输入量或驱动函数的大小和性质无关? 3.传递函数包含联系输入量与输出量所必需的单位，但是它不提供有关系统物理结构的任何信息(许多物理上完全不同的系统，可以具有相同的传递函数，称之为相似系统). 4.如果系统的传递函数已知，则可以针对各种不同形式的输入量研究系统的输出或响应，以便掌握系统的性质. 5.如果不知道系统的传递函数，则可通过引入已知输入量并研究系统输岀量的实验方法,确定系统的传递函数?系统的传递函数一旦被确定,就能对系统的动态特性进行充分描述，它不同于对系统的物理描述.
函数调用参数传递类型（java）的用法介绍. java方法中传值和传引用的问题是个基本问题，但是也有很多人一时弄不清。 （一）基本数据类型：传值，方法不会改变实参的值。 public class TestFun { public static void testInt(int i){ i=5; } public static void main(String[] args) { int a=0 ; TestFun.testInt(a); System.out.println("a="+a); } } 程序执行结果：a=0 。 （二）对象类型参数：传引用，方法体内改变形参引用，不会改变实参的引用，但有可能改变实参对象的属性值。 举两个例子： （1）方法体内改变形参引用，但不会改变实参引用，实参值不变。 public class TestFun2 { public static void testStr(String str){ str="hello";//型参指向字符串“hello” } public static void main(String[] args) { String s="1" ;
TestFun2.testStr(s); System.out.println("s="+s); //实参s引用没变，值也不变 } } 执行结果打印：s=1 （2）方法体内，通过引用改变了实际参数对象的内容，注意是“内容”，引用还是不变的。 import java.util.HashMap; import java.util.Map; public class TestFun3 { public static void testMap(Map map){ map.put("key2","value2");//通过引用，改变了实参的内容 } public static void main(String[] args) { Map map = new HashMap(); map.put("key1", "value1"); new TestFun3().testMap(map); System.out.println("map size:"+map.size()); //map内容变化了 } } 执行结果，打印：map size:2 。可见在方法testMap()内改变了实参的内容。 （3）第二个例子是拿map举例的，还有经常涉及的是 StringBuffer ： public class TestFun4 {
2-6 传递函数 求解控制系统的微分方程，可以得到在确定的初始条件及外作用下系统输出响应的表达式，并可画出时间响应曲线，因而可直观地反映出系统的动态过程。如果系统的参数发生变化，则微分方程及其解均会随之而变。为了分析参数的变化对系统输出响应的影响，就需要进行多次重复的计算。微分方程的阶次愈高，这种计算愈复杂。因此，仅仅从系统分析的角度来看，就会发现采用微分方程这种数学模型，当系统阶次较高时，是相当不方便的。以后将会看到，对于系统的综合校正及设计，采用微分方程这一种数学模型将会遇到更大的困难。 目前在经典控制理论中广泛使用的分析设计方法——频率法和根轨迹法，不是直接求解微分方程，而是采用与微分方程有关的另一种数学模型——传递函数，间接地分析系统结构参数对响应的影响。所以传递函数是一个极其重要的基本概念。 一、传递函数的概念及定义 在[例2-7]中，曾建立了RC 网络微分方程，并用拉氏变换法对微分方程进行了求解。 其微分方程（2-44）为 )()(t u t u dt du RC r c c =+ 假定初始值0)0(=c u ，对微分方程进行拉氏变换，则有 )()()1(s U s U RCs r c =+ 网络输出的拉氏变换式为 )(11)(s U RCs s U r c += （2-48） 这是一个以s 为变量的代数方程，方程右端是两部分的乘积；一部分是)(s U r ，这是外作用（输入量）的拉氏变换式，随)(t u r 的形式而改变；另一部分是 1 1+RCs ，完全由网络的结构参数确定。将上式（2-48）改写成如下形式 1 1)()(+=RCs s U s U r c 令1 1)(+=RCs s G ，则输出的拉氏变换式可写成 )()()(s U s G s U r c =
第五节 传递函数 的定义及基本环节的传递函数 一旦建立起系统的线性化数学模型，就能用拉氏变换这个数学工具对其进行求解，从而得到系统的输出响应。但这种方法随输入函数的变化而变化显得繁琐，最主要的还是难以从方程本身判断系统的动态特性。
因此引入传递函数的概念，用来描述单输入、单输出系统。推广之，还可以用传递矩阵描述多输入、多输出系统，进一步深化对系统的认识。 一、传递函数的定义 零初始条件下，系统（元件）输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比，称为系统（元件）的传递函数，有时也称转移函数。
记为。 ()G s ()() () Y s G s X s = 零初始条件含义 1、指输入作用在0t =以后才加入，因此输入量及其各阶导数在0t =时均为0（与其本身无关）。 2、输入作用加入前，系统是相对静止的，
因此系统的输出量及其各阶导数在0t =时也全为0。 二、传递函数的特性 ()()() 1 111 11n n n n m m m m Y s G s X s a s a s a s a b s b s b s b ???00 ?= ++++=++++ m n ≥
1、对于线性定常系统，传递函数是的有理分式，且。对于单独一个元件，可能有。 S m ≥n m n <()G s TS = (微分元件) 2、传递函数是系统（元件）动态规律的固有描述，仅与其结构参数有关，不随输入量变化。 三、系统基本环节的传递函数
一个系统可看作是由许多基本环节组成的，这些基本环节主要有； 1、比例环节（放大环节）——输出量与输入量成正比的环节 () () () ()() Y s G s K Y s KX s X s ==?= 2、惯性环节（非周期环节） 由于有储能元件，故对突变形式的输入
一、三道考题 开讲之前，我先请你做三道题目。（嘿嘿，得先把你的头脑搞昏才行……唉呀，谁扔我鸡蛋？） 考题一，程序代码如下： void Exchg1(int x, int y) { int tmp; tmp = x; x = y; y = tmp; printf("x = %d, y = %d\n", x, y); } main() { int a = 4,b = 6; Exchg1(a, b); printf("a = %d, b = %d\n", a, b); return(0); } 输出的结果为： x = ____, y=____. a = ____, b=____. 问下划线的部分应是什么，请完成。 考题二，程序代码如下： void Exchg2(int *px, int *py) { int tmp = *px; *px = *py; *py = tmp; printf("*px = %d, *py = %d.\n", *px, *py); } main() { int a = 4; int b = 6; Exchg2(&a, &b); printf("a = %d, b = %d.\n", a, b); return(0); } 输出的结果为为： *px=____, *py=____.
a=____, b=____. 问下划线的部分应是什么，请完成。 考题三，程序代码如下： void Exchg3(int &x, int &y) { int tmp = x; x = y; y = tmp; printf("x = %d,y = %d\n", x, y); } main() { int a = 4; int b = 6; Exchg3(a, b); printf("a = %d, b = %d\n", a, b); return(0); } 输出的结果为： x=____, y=____. a=____, b=____. 问下划线的部分应是什么，请完成。你不在机子上试，能作出来吗？你对你写出的答案有多大的把握？正确的答案，想知道吗？（呵呵，让我慢慢地告诉你吧！） 好，废话少说，继续我们的探索之旅了。 我们都知道：C语言中函数参数的传递有：值传递、地址传递、引用传递这三种形式。题一为值传递，题二为地址传递，题三为引用传递。不过，正是这几种参数传递的形式，曾把我给搞得晕头转向。我相信也有很多人与我有同感吧？ 下面请让我逐个地谈谈这三种传递形式。 二、函数参数传递方式之一：值传递 （1）值传递的一个错误认识 先看考题一中Exchg1函数的定义： void Exchg1(int x, int y) /* 定义中的x,y变量被称为Exchg1函数的形式参数*/ { int tmp; tmp = x; x = y; y = tmp; printf("x = %d, y = %d.\n", x, y); }
《自动控制原理》实验指导书 北京科技大学自动化学院控制科学与工程系 2013年4月
目录 实验一典型系统的时域响应和稳定性分析 (1) 实验二用MATLAB建立传递函数模型 (5) 实验三利用MATLAB进行时域分析 (13) 实验四线性定常控制系统的稳定分析 (25) 实验五利用MATLAB绘制系统根轨迹 (29) 实验六线性系统的频域分析 (37) 实验七基于MATLAB控制系统频域法串联校正设计 (51) 附录1 MATLAB简介 (58) 附录2 SIMULINK简介 (67)
实验一典型系统的时域响应和稳定性分析 一、实验目的 1．研究二阶系统的特征参量(ξ、ωn) 对过渡过程的影响。 2．研究二阶对象的三种阻尼比下的响应曲线及系统的稳定性。 3．熟悉Routh判据，用Routh判据对三阶系统进行稳定性分析。 二、实验设备 PC机一台，TD-ACC+教学实验系统一套。 三、实验原理及内容 1．典型的二阶系统稳定性分析 (1) 结构框图：如图1-1所示。 图1-1 (2) 对应的模拟电路图：如图1-2所示。 图1-2 (3) 理论分析 系统开环传递函数为：G(s)=? 开环增益：K=? 先算出临界阻尼、欠阻尼、过阻尼时电阻R的理论值，再将理论值应用于模拟
电路中，观察二阶系统的动态性能及稳定性，应与理论分析基本吻合。在此实验中由图1-2，可以确地1-1中的参数。 0?T =， 1?T =，1?K = ?K ?= 系统闭环传递函数为：()?W s = 其中自然振荡角频率：?n ω=；阻尼比：?ζ=。 2．典型的三阶系统稳定性分析 (1) 结构框图：如图1-3所示。 图1-3 (2) 模拟电路图：如图1-4所示。 图1-4 (3) 理论分析 系统的开环传函为:()()?G s H s = 系统的特征方程为:1()()0G s H s +=。 (4) 实验内容 实验前由Routh 判断得Routh 行列式为： S 3 S 2 S 1 S 0 为了保证系统稳定，第一列各值应为正数，因此可以确定
第四章传递函数 第一节传递函数 一、定义：系统初始状态为零，系统输出与输入的拉氏变换之比。 ) () ()]([)]([)()()()(s R s Y t r L t y L s G s G t y t r = =，则为，系统传递函数 、系统输入、输出分别为 二、求法： 1、由微分方程求取。 若系统的微分方程为 ) ()()()()()()()(01) 1(1) (01) 1(1)(t x b t x b t x b t x b t y a t y a t y a t y a m m m m n n n n +'+++=+'+++---- 对微分方程的两端求拉氏变换 11 1011 1011 1011 1011 1011 1)() ()() ()() ()() ()()()()()()()(a s a s a s a b s b s b s b s X s Y s G s X b s b s b s b s Y a s a s a s a s X b s sX b s X s b s X s b s Y a s sY a s Y s a s Y s a n n n n m m m m m m m m n n n n m m m m n n n n +++++++==+++=++++++++=++++------------
例1：系统微分方程为)()() ()(2 2t f t kx dt t dx c dt t x d m =++，求系统的传递函数。 解：由给定的微分方程， k cs m s s F s X s G s F s X k cs m s s F s kX s csX s X m s t f t kx dt t dx c dt t x d m ++= ==++=++=++2222 21 )()()()()()()()()()()()() ()( 例2：求R-C 电路的传递函数。 解： 1 1 )()()()1()()()(00000+= =+=+=+Rcs s G s U s U Rcs s U s U s RcsU u u dt du Rc i i i 三、性质 1、系统的传递函数取决于系统的本身，与系统的输入、输出及其它外界因素无关。 2、对于实际的物理系统，m n ≥ 四、概念 1、零点、极点： 零点：系统传递函数分子s 多项式为零的根。 极点：系统传递函数分母s 多项式为零的根。 2、传递系数： 值定义为传递系数)0(G 。 3、特征方程：传递函数分母s 多项式。 4、阶：系统特征方程s 的最高指数。 例3、以例1、例2的结果为例。 第二节典型环节及其传递函数
前面我们说的都是无参数无返回值的函数，实际程序中，我们经常使用到带参数有返回值的函数。 一、函数参数传递 1.形式参数和实际参数 函数的调用值把一些表达式作为参数传递给函数。函数定义中的参数是形式参数，函数的调用者提供给函数的参数叫实际参数。在函数调用之前，实际参数的值将被拷贝到这些形式参数中。 2.参数传递 先看一个例子： void a(int); /*注意函数声明的形式*/ main() { int num; scanf(%d,&num); a(num); /*注意调用形式*/ } void a(int num_back) /*注意定义形式*/ { printf(%d\n,num_back); } 在主函数中，先定义一个变量，然后输入一个值，在a()这个函数中输出。当程序运行a(num);这一步时，把num的值赋值给num_back，在运行程序过程中，把实际参数的值传给形式参数，这就是函数参数的传递。 形参和实参可能不只一个，如果多于一个时，函数声明、调用、定义的形式都要一一对应，不仅个数要对应，参数的数据类型也要对应。 void a(int,float); main() { int num1; float num2; scanf(%d,&num1); scanf(%f,&num2); a(num1,num2); } void a(int num1_back,float num2_back) { printf(%d,%f\n,num1_back,num2_back);
} 上面的例子中，函数有两个参数，一个是整型，一个是浮点型，那么在声明、调用、定义的时候，不仅个数要一样，类型也要对应。如果不对应，有可能使的编译错误，即使没错误，也有可能让数据传递过程中出现错误。 再看一个例子： void a(int); main() { int num; scanf(%d,&num); a(num); } void a(int num) { printf(%d\n,num); } 看上面的例子，形式参数和实际参数的标识符都是num，程序把实际参数num的值传递给形式参数num。有些人可能就不明白了，既然两个都是num，为什么还要传递呢？干脆这样不就行了吗： void a(); main() { int num; scanf(%d,&num); a(); } void a() { printf(%d\n,num); } 其实不然，这就要涉及到标识符作用域的问题。作用域的意思就是说，哪些变量在哪些范围内有效。一个标识符在一个语句块中声明，那么这个标识符仅在当前和更低的语句块中可见，在函数外部的其实地方不可见，其他地方同名的标识符不受影响，后面我们会系统讲解作用域的问题。在这儿你就要知道两个同名的变量在不同的函数中是互不干扰的。
二．参数传递 函数的形参的初始化和变量的初始化一样，如果形参具有非引用类型，则复制实参的值，如果形参为引用类型，则它是实参的别名。 1．非引用实参 普通的非引用类型的函数通过复制对应的实参实现初始化。当用实参副本初始化形参时，函数并没有调用所传递的实参本身，因此不会修改实参的值。 注解：非引用形参表示对应实参的局部副本，对这类行参的修改仅仅改变了局部副本的值，一旦函数执行结束，这些局部变量的值也就没有了。 a. 指针形参 指针形参与其他非引用类型的行参一样，如果将新指针赋给行参，主调函数使用的实参指针的值没有改变。事实上被复制的指针只影响对指针的赋值。指针形参是const类型还是非const类型，将影响函数调用所使用的实参。 b. const行参 在调用函数时，如果该函数使用非引用的非const形参，则既给该函数传递const实参也可传递非const的实参(因为改变形参不影响const的实参，所以const实参不会被改变)。如果将形参定义为非引用的const类型，则在函数中，不可以改变实参的局部副本，由于实参是以副本的形式传递，因此传递给函数形参既可是const也可是非const对象。 注意：尽管函数的形参是const，但是编译器却将该行参声明视为普通的int型。 void fcn(const int i); void fcn(int i); 为了兼顾C语言，认为这两种定义并不区别。 c. 复制实参的局限性 不适合复制实参的情况包括： 当需要在函数中修改实参的值时 当需要以大型对象作为实参传递时，对实际的应用而言，复制对象所付出的时间和存储空间代价往往很大。 但没有办法实习对象的复制时 对于以上几种情况，有效的办法是将形参定义为引用或指针。 2．引用实参 与所有引用一样，引用形参直接关联到其所绑定的对象，而并非这些对象的副本。定义引
深入了解C语言(函数的参数传递和函数使用参数的方法) C语言生成的代码在执行效率上比其它高级语言都高.现在让我们来看看C语言生成的代码具体是什么样子的.当你看完本文对于C语言的了解一定会更深一步了. 本文通过一个个实际案例程序来讲解C语言. 研究案例一 工具: Turboc C v2.0,Debug,MASM v5.0,NASM 实例C程序: /* example1.c */ char ch; int e_main() { e_putchar(ch); } 目标内容:C语言调用函数的方法与细节 我们使用的C编译器是16位的Turboc C v2.0,它生成的是16位的代码,比较简单,方便我们来研究.同时我们也需要用到DOS下的DEBUG来进行反汇编.由于我们很多案例中的程序并不是完整的C程序,所以Turboc下的Tlink并不能为我们生成目标程序,所以我将使用MASM 中的link.exe,同时里面的exe2bin.com也可以为我们把exe文件转换成bin文件. 这个程序没有main函数,我们用e_main来代替main函数.这样我们能避开C语言对main函数进行一系列处理的代码.同样,我们也用e_putchar()来代替我们平常使用的putchar().这里"e"的意思就是"example". 没有了main函数,我们的C程序就没有了入口,所以在开始编译这段C代码之前,我还得写几行简单的汇编代码,通过它来作为我们程序的入口. ; C程序的入口start.asm [BITS 16] [global start] [extern _e_main] start: call _e_main 按照C语言的习惯,所以C总的名词都要自动在前面加一个"_"下划线.所以,我们在C中的e_main函数,如果要在汇编中调用,就变成了_e_main函数.这段汇编代码只有一句:call _e_main,就是调用我们在C中的e_main函数
目录 第一章模拟化设计基础1第一节步骤1第二节在MATLAB中离散化3第三节延时e-Ts环节的处理5第四节控制函数分类6第二章离散化算法10摘要10比较11第一节冲击响应不变法(imp,无保持器直接z变换法) 11第二节阶跃响应不变法(zoh,零阶保持器z变换法) 11第三节斜坡响应不变法(foh,一阶保持器z变换法) 11第四节后向差分近似法12第五节前向差分近似法14第六节双线性近似法(tustin) 15第七节预畸双线性法(prevarp) 17第八节零极点匹配法(matched) 18第三章时域化算法19第一节直接算法1—双中间变量向后递推19第二节直接算法2—双中间变量向前递推20第三节直接算法3—单中间变量向后递推21第四节直接算法4—单中间变量向前递推(简约快速算法) 21第五节串联算法22第六节并联算法23第四章数字PID控制算法24第一节微分方程和差分方程25第二节不完全微分25第三节参数选择26第四节 c51框架27第五章保持器33第一节零阶保持器33第二节一阶保持器30附录两种一阶离散化方法的结果的比较31
第一章 模拟化设计基础 数字控制系统的设计有两条道路，一是模拟化设计，一是直接数字设计。如果已经有成熟的模拟控制器，可以节省很多时间和部分试验费用，只要将模拟控制器离散化即可投入应用。如果模拟控制器还不存在，可以利用已有的模拟系统的设计经验，先设计出模拟控制器，再进行离散化。 将模拟控制器离散化，如果用手工进行，计算量比较大。借助数学软件MATLAB 控制工具箱，可以轻松地完成所需要的全部计算步骤。如果需要的话，还可以使用MATLAB 的SIMULINK 工具箱，进行模拟仿真。 第一节 步骤 步骤1 模拟控制器的处理 在数字控制系统中，总是有传输特性为零阶保持器的数模转换器（DAC ），因此，如果模拟控制器尚未设计，则应以下图 的方式设计模拟控制器，即在对象前面加上一个零阶保持器，形成一个新对象Ts 1e G s s ()--，然后针对这个新对象求模拟控 制器D(s)。事实上，模拟控制器一般是已经设计好的，无法或不方便更改了，离散化后的系统只好作为近似设计了。 然而，按照上述思路，可否将已有的控制器除以一个零阶保持器再离散化呢还没有这方面的实际经验。 D(s)x u e -模拟控制器 1-e -Ts s G(s)对象 以下假设选定的G(s)，D(s)如下图，而且不对G(s)作添加保持器的预处理。 x u e -D(s)=8s+2 s+15 .G(s)=20 s(s+2) 步骤2 离散化模拟控制器 离散化模拟控制器之前，先要确定离散化算法和采样时间。离散化算法有好几种，第二章中有详细的论述，现假定采用双线性变换法。确定采样时间，需要考虑被控对象的特性，计算机的性能，以及干扰信号的影响等，初步可按采样时间T<，Tp 为被控对象时间常数，或T=～τ，为被控对象的纯滞后，初步确定后再综合平衡其它因素，当然这需要一定的经验，现在假定取秒。 假设模拟控制器为s 2 D s 8s 15 +=?+()，在MATLAB 中，用c2d 函数进行离散化，过程为： 转换结果为： x u e -D(z)= 6.1091(z-0.9048) z-0.4545 D(s)=8s+2 s+15. G(s)= 20s(s+2) 步骤3 检验数字控制器的性能 数字控制器的性能项目比较多，我们仅以直流增益，频率特性，零极点分布说明。 ds=zpk(-2,-15,8) %建立模拟控制器的s 传递函数 dz=c2d(ds,,'tustin') %将模拟控制器按tustin 方法转换为z 传递函数的数字控
arm汇编语言调用C函数之参数传递 于ARM体系来说，不同语言撰写的函数之间相互调用（mix calls）遵循的是 ATPCS（ARM-Thumb Procedure Call Standard），ATPCS 主要是定义了函数呼叫时参数的传递规则以及如何从函数返回，关于ATPCS的详细内容可以查看ADS1.2 Online Books ——Developer Guide的2.1节。这篇文档要讲的是汇编代码中对C函数调用时如何进行参数的传递以及如何从C函数正确返回。 不同于x86的参数传递规则，ATPCS建议函数的形参不超过4个，如果形参个数少于或等于4，则形参由R0,R1,R2,R3四个寄存器进行传递；若形参个数大于4，大于4的部分必须通过堆栈进行传递。 我们先讨论一下形参个数为4的情况. 实例1： test_asm_args.asm //-------------------------------------------------------------------------------- IMPORT test_c_args ;声明test_c_args函数 AREA TEST_ASM, CODE, READONLY EXPORT test_asm_args test_asm_args STR lr, [sp, #-4]! ;保存当前lr ldr r0,=0x10 ;参数 1 ldr r1,=0x20 ;参数 2
ldr r2,=0x30 ;参数 3 ldr r3,=0x40 ;参数 4 bl test_c_args ;调用C函数 LDR pc, [sp], #4 ;将lr装进pc(返回main函数) END test_c_args.c //-------------------------------------------------------------------------------- void test_c_args(int a,int b,int c,int d) { printk("test_c_args:\n"); printk("%0x %0x %0x %0x\n",a,b,c,d); } main.c //-------------------------------------------------------------------------------- int main() { test_asm_args(); for(;;); } 程序从main函数开始执行,main调用了test_asm_args,test_asm_args 调用了test_c_args,最后从test_asm_args返回main。代码分别使用了
指针与参数传递 摘要指针是C语言的精髓之一,也是学习的难点;函数参数是传递信息的重要接口。本文从指针作函数参数的角度,来阐明参数传递的方式和指针的本质,为C语言的学习和应用提供参考。 关键词C语言;指针;参数 C语言规定所有参数均以“传值”的方式进行传递,被调函数获得的仅是实际参数的拷贝(这个拷贝值赋给形式参数)。因为这个特性,函数可以放心使用这个拷贝值,而不必担心修改了实际参数的值。 如果我们需要通过函数调用来改变程序中某些变量(本文只涉及自动型变量)的值,通常有2个方法:一是将函数的返回值赋给该变量;二是利用函数参数,用该变量的地址(即指针)作为实际参数,通过指针来间接访问该变量。本文讨论的是第二种方法。 程序1、2是在很多C教材中会见到的经典的例子,程序试图交换a、b两个变量的值。 程序1中的swap1函数并不能交换实际参数a、b的值。函数调用仅仅将a、b的值传递给了形式参数x、y。形参与实参占用的是不同的内存空间,swap1只是交换了形式参数x、y的值,对a、b没有任何影响。 程序2中,函数swap2的两个形参是整型指针,函数调用时实际参数为a、b 的地址,这两个地址将拷贝给形参x、y,这意味着x、y是分别指向变量a、b的指针,对*x、*y的引用就是对a、b的引用,因此,函数swap2能成功交换主调函数中变量a、b的值。 很多初学者认为只要将参数改为指针就可以解决一切类似问题,其实不然。注意下面2个程序区别: 程序的意图是:在主函数中定义整型指针mp,通过调用fun函数使mp指向malloc函数申请的能存储一个整型数据的空间,最后利用mp间接访问该空间,将整型数据1存入。 程序3是错误的,如图1所示,mp和形式参数fp都是指针变量,会分配到内存空间,mp定义了却没有初始化,它的存储内容是随机的(图中用“?”表示),调用fun 函数仅仅将mp的值(即这个随机值)赋给fp,但fp的值立刻被malloc函数修改为208(假设malloc函数申请空间成功且对应内存首地址为208)。可见fun函数并未对mp产生影响,mp仍然是随机值,它指向的是一块未知空间或者非法地址。若将程序在windows环境下的PC上运行,通过指针mp对未知空间的间接访问操作(语句“*mp=1”)会导致程序异常。
实验1 系统的传递函数阵和状态空间表达式的转换 一 实验目的 1 学习多变量系统状态空间表达式的建立方法、了解系统状态空间表达式与传递函数相互转换的方法； 2 通过编程、上机调试，掌握多变量系统状态空间表达式与传递函数相互转换方法。 二 实验原理 （1） 由传递函数建立状态空间 系统的传递函数为 ()()()1110 1110 n n n n n n n Y s b s b s b s b G s U s s a s a s a ----++++== ++++ ()() 121210 012 1210n n n n n n n n n n N s s s s b b s a s a s a s s D s ββββ--------++ ++=+ =++++++ （i ） () () N s D s 只含单实极点时的情况。 设()D s 可分解为： ()()()()12n D s s s s λλλ=--- 则 ()()()()1n i i i Y s N s c U s D s s λ===-∑ 若令状态变量为 ()1 i i X U s s λ=- 其向量-矩阵形式为 1112220110 1n n n x x x x u x x λλλ???????????????? ????????=+????????????????????????，[]12 n n x x y c c c x ??????=?????? （ii ） () () N s D s 含重实极点时的情况。 例如()D s 可分解为 ()()()()3 14n D s s s s λλλ=---
