第一章 matlab控制系统仿真概述

《第一章 matlab控制系统仿真概述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第1章matlab控制系统仿真概述6/24/20211一什么是控制系统仿真？控制系统仿真，顾名思义，就是利用计算机研究控制系统性能的一门学问，它依赖于现行《自动控制原理》课程的基础知识，但是侧重点不同。控制系统计算机仿真更侧重于控制理论问题的计算机求解，可以解决以往控制原理不能解决的问题。6/24/20212本课程的内容不是《自动控制原理》课程内容的简单重复，而是利用强大的计算机语言更好的掌握控制系统仿真与设计的基本问题，进一步扩展思路，用该工具直观的解决系统仿真问题，为控制理论与实践搭建起一种有益的桥梁。6/24/20213二为什么要对控制系统进行仿真？早期的控制系统设计可以由纸笔等

2、工具容易地计算出来，如Ziegler与Nichols于1942年提出的PID经验公式就可以十分容易地设计出来。随着控制理论的迅速发展，光利用纸笔以及计算器等简单的运算工具难以达到预期的效果，加之在计算机领域取得了迅速的发展，于是很自然地出现了控制系统的计算机辅助设计(computer-aidedcontrolsystemdesign,CACSD)方法。6/24/20214三为什么选用Matlab作为控制系统仿真语言？具有Fortran和C等高级计算机语言知识的人会注意到，如果用它们去进行程序设计，尤其当设计矩阵运算或者画图时，编程会很麻烦。用软件包的形式编写程序有如下缺点：实用不方便；

3、调用过程繁琐；执行程序过多等。6/24/20215而Matlab在数值运算方面有很大优势，可以进行各种常用的解析运算，编程结构类似于其它高级语言，并且在控制系统研究、计算机仿真领域有众多工具箱可用，是国际控制界最流行也是最具影响、最具活力的计算机语言，将长期保持其独一无二的地位，故本课程完全采用Matlab语言进行介绍。6/24/20216四MATLAB/Simulink与CACSD工具箱早期的MATLAB的功能十分简单，当它作为免费软件出现以来，还是吸引了大批的使用者。CleveMoler和JohnLittle等人于1984年成立了一个名为TheMathWorks的公司TheMath

4、Works公司于1992年推出了具有划时代意义的MATLAB4.0版本。6/24/20217MATLAB目前已经成为控制界国际上最流行的软件，它除了传统的交互式编程之外，还提供了丰富可靠的矩阵运算、图形绘制、数据处理、图像处理、方便的Windows编程等便利工具。此外，控制界很多学者将自己擅长的CAD方法用MATLAB加以实现，出现了大量的MATLAB配套工具箱。如控制界最流行的控制系统工具箱、系统辨识工具箱、鲁棒控制工具箱、多变量频域设计工具箱、µ分析与综合工具箱、神经网络工具箱、最优化工具箱、信号处理工具箱、以及仿真环境Simulink。6/24/20218本课程的任务通过本课程的

5、学习，使学生初步掌握当前流行的演算式MATLAB语言的基本知识，结合所学课程《自动控制原理》，学会运用MATLAB语言进行控制系统仿真和辅助设计的基本技能，为今后从事科学研究打下较好的基础。6/24/20219本课程的教学内容第1章控制系统仿真概述第2章Matlab语言程序设计基础第3章线性控制系统的数学模型第4章线性控制系统的计算机辅助分析第5章Simulink在系统仿真中的应用6/24/202110本课程的考核方式考勤30%，实验40%，作业20%，平时表现10%6/24/202111作业：课后小论文控制系统计算机辅助设计技术的发展综述控制系统计算机辅助设计语言环境综述仿真软件的发

6、展概况控制系统计算机辅助设计领域的新方法6/24/202112主要参考书籍薛定宇著《控制系统仿真与计算机辅助设计》机械工业出版社2005孙亮主编《MATLAB语言与控制系统仿真》2006《MATLAB语言与自动控制系统设计》机械工业出版社，1997年，魏克新《控制系统数字仿真与CAD》机械工业大学出版社，1999年，张晓华6/24/202113《反馈控制系统设计与分析——MATLAB语言应用》清华大学出版社，2000年，薛定宇《基于MATLAB的系统分析与设计——控制系统》，西安电子科技大学出版社，1999年，楼顺天《MATLAB5.X应用与技巧》，科学出版社，1999年，蒙以正《MA

7、TLAB5.X入门与应用》，科学出版社，1999年，柳承茂《MATLAB电子仿真与应用》，国防工业出版社，2001年，韩竹利6/24/202114本课程的互联网资源TheMathWorks公司官方网站产品与全套工具箱手册下载http://www.mathworks.com第三方工具箱下载http://www.matlabcentral.com产品在中国独家代理(北京九州恒润公司)http://www.hirain.com6/24/202115M