第9章 控制系统模拟仿真演示系统设计与实现ppt课件(全)

第第98控章章制系统模拟仿真演示系统 设计与实现
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第9章
控制系统模拟仿真演示系统 设计与实现
本章节适用于课程设计或者毕业设 计
第9章控制系统模拟仿真演示系统 设计与实现
概述
1、选题背景 2、本次设计的主要内容
建立数学模型 在Simulink中绘制模型 设计GUI图形用户界面 进行仿真及结果分析。
3、设计的独特之处
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switch number
v=get(handles.solver_popup,'value') ;
case 1
set_param('develop','solver',v+1)
I=imread('oneorder.bmp','bmp');
（3）七个编辑框回调程序
axes(handles.function_axes);
单位阶跃响应分析
取值范围
0＜ ＜1 =1 ＞1 =0
响应状态 欠阻尼状态 临界阻尼状态 过阻尼状态 零阻尼状态
特征根形式 实部为负的共轭复根
相等的负实根 两个不相等的负实根
一对纯虚根
响应特点 衰减的振荡特性 非周期响应，无振荡 非周期响应，无振荡 持续的等幅振荡
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二、 创建SIMULINK 1、为什么选择
SIMULINK 2、SIMULIN K建模的具
体步骤如下: （1）开始准备。 首 先 启 动 SIMULINK 程 序， File →New →Model
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(2) 画出系统的各个模块。 (3) 给出各个模块的参数。 (4) 画出连接线。 (5) 指定输入和输出端子。
case 2
方法相似。
I=imread('twoorder.bmp','bmp');
NewStrVal=get(handles.starttime_edit,
axes(handles.function_axes);
'String');
image(I); axis off;
set_param('develop','StartTime',NewSt rVal)
（3）一般来说，ODE45是解算普通微分方程的第一选择。 为达到同样精度，ODE23的积分步长总要比ODE45取得小。
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总结： 利用matlab平台对液位控制系统进行设计，并在GUI环
境中对液位控制系统进行仿真，可事先让技术改造的设计 者直观地看出不同算法的仿真结果，从而为设计方案的最 终定型提供可靠的依据，起到缩短设计时间，节约设计成 本，提高改造效率的作用。
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设计与实现
set([handles.panel1],'visible','off');
四、 编写回调程序
set([handles.panel2],'visible','on')
（1）系统阶次弹出式菜单的回调程序 End
number=get(handles.order_popup,'Value') （2） 解算器弹出式菜单回调程序
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五、运行程序
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五、运行程序
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六、仿真结果分析
(1) 一阶系统：单调非周期，没有超调量。
二阶系统在欠阻尼状态下的的单位阶跃响应特性：衰减的 振荡特性。
(2) 当仿真步距确定后，采用的数值积分公式的阶次将导 致系统仿真时产生截断误差，阶次越高，截断误差越小。 通常仿真时多采用四阶龙格—库塔法，其原因就是这种计 算公式的截断误差较小。
系 统 设 计 流 程
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设计与实现
理论分析 1、 一阶系统的时域响应
G(s)C(s) 1 R(s) Ts1
一阶系统的输出量随时间变化的规律是单调上升的指数曲线
2 、 二阶系统的时域响应
(s ) C R ( (s s ) ) T 2 s 2 k 2T s 1 s 2 2n n 2 sn 2
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设计与实现
三、创建GUI 1、为什么选择GUI 2、设计步骤
(1) 布置GUI。 (2) 编写GUI程序
3、具体制作过程
（1） 使用的控件 （2） 制作步骤 第一步: 修改图形用户界面的属性。 第二步: 在图形窗口中布置控件
第三步: 对控件的位置进行调整。
第四步: 打开对象属性编辑器设置控 件的属性及控件的标识(Tag)。
k
3
f
(tk
h 2
,
y
k
h 2
k
2
)
k 4 f (tk h , y k hk 3 )
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液位控制仿真系统的制作过程
一、 数学模型的建立 一阶系统研究对象的结构图，如下图所示：
二阶系统研究对象 的结构图，如下图
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3、 数值积分k
h 2
(k1
k
2
)
二阶龙格—库塔公式： k1 f (tk , yk )
k2
f (tk
h, yk
hk1)
y
k
1
yk
h 6
( k1
2k2
2k3
k4 )
四阶龙格—库塔公式
:
k1 k2
f (tk , yk )
f
(tk
h 2
,
yk
h 2
k1 )
NewStrVal=get(handles.edit1,'String');
image(I);
set_param('develop/TransferFcn','Nume
axis off;
rator',NewStrVal)
set([handles.panel1],'visible','on');
set([handles.panel2],'visible','off')； 仿真起止时间，仿真步长编写回调程序的