matlab控制系统仿真概述
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
产品在中国独家代理 (北京九州恒润公司)
20.10.2019
15
MATLAB 大观园 (薛定宇维护)
本书及相关内容资源
MATLAB 与应用论坛 (薛定宇维护)
20.10.2019
8
本课程的任务
通过本课程的学习，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。
20.10.2019
9
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
20.10.2019
5
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。
《MATLAB电子仿真与应用》，国防工业出版社， 2001年，韩竹利
20.10.2019
14
本课程的互联网资源
The MathWorks公司官方网站
产品与全套工具箱手册下载
第三方工具箱下载
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。
12
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
20.10.2019
The MathWorks 公司于1992 年推出了具有划时 代意义的 MATLAB 4.0版本。
20.10.2019
7
MATLAB 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。
13
《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
《MATLAB5.X入门与应用》，科学出版社，1999年， 柳承茂
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-aided control system
博士家园论坛网站 (各类数学问题)
一些高校的 bbs
清华大学、哈工大、上海交大、西安交大等
20.10.2019
16
个人收集整理，仅供Biblioteka 流学习！20.10.2019
2
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。
20.10.2019
3
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工具容
20.10.2019
6
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。
Cleve Moler 和 John Little 等人于1984年成立了一 个名为 The MathWorks 的 公司
design , CACSD)方法。
20.10.2019
4
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；调用过程繁琐；执行程序过多 等。
20.10.2019
10
本课程的考核方式
考勤30%，实验40%，作业20%，平时表现 10%
20.10.2019
11
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 仿真软件的发展概况 控制系统计算机辅助设计领域的新方法
20.10.2019
第1章 matlab控制系统仿真概述
20.10.2019
1
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。
20.10.2019
15
MATLAB 大观园 (薛定宇维护)
本书及相关内容资源
MATLAB 与应用论坛 (薛定宇维护)
20.10.2019
8
本课程的任务
通过本课程的学习，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。
20.10.2019
9
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
20.10.2019
5
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。
《MATLAB电子仿真与应用》，国防工业出版社， 2001年，韩竹利
20.10.2019
14
本课程的互联网资源
The MathWorks公司官方网站
产品与全套工具箱手册下载
第三方工具箱下载
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。
12
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
20.10.2019
The MathWorks 公司于1992 年推出了具有划时 代意义的 MATLAB 4.0版本。
20.10.2019
7
MATLAB 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。
13
《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
《MATLAB5.X入门与应用》，科学出版社，1999年， 柳承茂
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-aided control system
博士家园论坛网站 (各类数学问题)
一些高校的 bbs
清华大学、哈工大、上海交大、西安交大等
20.10.2019
16
个人收集整理，仅供Biblioteka 流学习！20.10.2019
2
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。
20.10.2019
3
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工具容
20.10.2019
6
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。
Cleve Moler 和 John Little 等人于1984年成立了一 个名为 The MathWorks 的 公司
design , CACSD)方法。
20.10.2019
4
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；调用过程繁琐；执行程序过多 等。
20.10.2019
10
本课程的考核方式
考勤30%，实验40%，作业20%，平时表现 10%
20.10.2019
11
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 仿真软件的发展概况 控制系统计算机辅助设计领域的新方法
20.10.2019
第1章 matlab控制系统仿真概述
20.10.2019
1
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。