基于MATLAB的智能控制系统的介绍与设计实例最新毕业论文
基于matlab gui的控制系统界面设计毕业设计论文
基于MATLAB GUI的控制系统界面设计摘要:MATLAB语言是一种十分有效的工具,能容易地解决在系统仿真及控制系统设计领域的教学与研究中遇到的问题,它可以将使用者从频繁的底层编程中解放出来,把有限的宝贵时间更多地华仔解决科学问题上。
MATLABA GUI是MATLAB人际交互界面。
由于GUI本身提供了windows基本控件的支持,并且具有良好的时间驱动机制,同时提供了MATLAB数学库的接口,所以GUI对于控制系统仿真的平台设计显得十分合适。
GUI对于每个用户窗口生成.fig和.m 文件。
前者负责界面的设计信息,后者负责后台代码的设计。
本文界面设计主要基于MATLAB GUI平台,结合控制系统基础理论和MATLAB控制系统工具箱,实现了用于控制系统界面的设计。
主要包括:进行常规控制环节(比如PID)的图形界面设计,能够在已知传输函数的情况下,输出常用响应曲线。
关键词:控制系统;MATLAB GUI;计算机设计Control system based on MATLAB GUI interface designAbstract: MATLAB language is a very effective tool,and can be easily resolved in the system simulation and control system of teaching in the field of computer-aided design and research problems,it could be the bottom of the user from tedious programming liberate the limted spend more valuable time to solve scientific problems. The MATLAB GUI is the interative interface.As the GUI itself provides the basic control windows support,and has a good mechanism for event-driven,while providing the MATLAB Math Library interface,the GUI for control system simulation platform for the design of it is suitable. GUI window generated for each user.Figand .M file. The former is responsible for the design of the interfaceinformation,which is responsible for the design of the background code.Research done in this article is mainly based on MATLAB GUI platform,the basis of combination of control syetem theory and MATLAB Control System Toolbox,the realization of control systems for computer-aided analysis and design software.Mainly includes:routine control links,such as PID,graphical interface design,can in the known transfer function of the case,the output respnonse curve is commonly used.Key words: Control System;MATLAB GUI;Computer design目录1 概述 (1)1.1 本文研究的目的以及意义 (1)1.2 已了解的本课题国内外研究现状 (1)1.3 本课题研究内容 (3)2 控制系统与MATLAB语言 (3)2.1 控制系统理论基础 (3)2.1.1 控制系统的古典理论与现代理论 (3)2.1.2 控制系统理论的基本内容 (4)2.2 MATLAB语言与控制系统工具箱 (4)2.2.1 MATLAB软件介绍 (5)2.2.2 控制系统工具箱介绍 (7)3 MATLAB简介及应用 (9)3.1 MATLAB GUI (9)3.2 图形用户界面设计工具的启动 (10)3.2.1图形用户界面设计工具的启动方式 (10)3.2.2 菜单方式 (10)3.2.3 图形用户界面设计窗口 (13)3.3 图形用户界面开发环境(GUIDE) (14)3.4 控件对象及属性 (16)3.5 菜单设计 (18)3.5.1 建立用户菜单 (18)3.5.2 菜单对象常用属性 (18)3.5.3 快捷菜单 (18)3.5.4 对话框设计 (19)3.5.5 公共对话框 (19)3.6 GUI程序设计 (19)4 GUI控制系统界面 (20)4.1 GUI控制系统界面设计 (20)4.1.1 具体设计步骤 (20)4.2 具体实现过程 (23)4.2.1 运行效果 (23)4.2.2 实现代码 (24)[参考文献] (25)附录 (26)谢辞 (29)1 概述1.1 本文研究的目的以及意义自动控制原理是自动控制专业和自动化专业的主要课程之一[3],是研究自动控制技术的基础理论课,是必修的专业基础课程。
基于matlab的自动化控制系统课程设计论文
摘要串联滞后-超前校正兼有滞后校正和超前校正的优点,即已校正系统的响应速度较快,超调量较小,抑制高频噪声的性能也较好。
当校正系统不稳定,且要求校正后系统的响应速度,相角裕度和稳态精度较高时,以采用串联滞后-超前校正为宜。
其基本原理是利用滞后-超前网络的超前部分来增大系统的相角裕度,同时利用滞后部分来改善系统的稳态性能。
此次课程设计就是利用MATLAB对一单位反馈系统进行滞后-超前校正。
通过运用MATLAB的相关功能,绘制系统校正前后的伯德图、根轨迹和阶跃响应曲线,并计算校正后系统的时域性能指标。
关键字:超前-滞后校正 MATLAB 伯德图时域性能指标目录摘要 21 设计要求及方法 5 1.1 设计要求 51.2 设计方法 52 滞后-超前校正设计目的和原理 5 2.1 滞后-超前设计目的 52.2 滞后=超前设计原理63 滞后-超前校正的设计过程7 3.1 校正前参数73.1.1 用MATLAB绘制校正前系统的伯德图73.1.2 用MATLAB求校正前系统的幅值裕量和相位裕量83.1.3 用MATLAB绘制校正前系统的根轨迹93.1.4 对校正前系统进行仿真分析10 3.2 滞后-超前校正设计参数计算113.2.1利用MATLAB计算出滞后校正器的传递函数113.2.2 利用MATLAB计算出超前校正器的传递函数11 3.3 滞后-超前校正的验证133.3.1 用MATLAB求校正后系统的幅值裕量和相位裕量133.3.2 用MATLAB求校正后系统的伯德图143.3.3 用MATLAB求校正后系统的根轨迹153.3.4 用MATLB对校正后的系统进行仿真分析164 传递函数特征根的计算17 4.1 校正前系统的传递函数的特征根174.2 校后前系统的传递函数的特征根185 系统动态分析18 5.1 校正前系统的动态性能分析185.2 校正后系统的动态性能分析236 系统的根轨迹分析26 6.1 校正前系统的根轨迹分析266.2 校正后系统的根轨迹分析287 系统的幅相特性30 7.1 校正前系统的幅相特性307.2 校正后系统的幅相特性318 系统的对数幅频特性及对数相频特性32 8.1 校正前系统的对数幅频特性及对数相频特性328.2 校正后系统的对数幅频特性及对数相频特性339 心得体会35 参考文献351设计要求及方法1.1设计要求 已知单位负反馈系统的开环传递函数0()(1)(0.251)K G S S S S =++,试用频率法设计串联校正装置,要求校正后系统的静态速度误差系数1v K 5s -≥,系统的相角裕度045γ≥,校正后的剪切频率2C rad s ω≥。
基于MATLAB的智能控制系统的介绍与设计实例10104045
基于MATLAB的智能控制系统的介绍与设计实例
10104045
摘要:本文介绍了MATLAB智能控制系统的领域,分析了技术过程,
给出了实例,并分析了实例中的技术要素,以及智能控制系统的优势和局
限性。
该文旨在加深人们对智能控制系统的理解,并有助于把智能控制系
统引入各种应用中,以提高社会效率和质量。
关键词:MATLAB;智能控制;技术过程;实例
1 Introduction
MATLAB是用于数值分析和科学计算的强大的编程语言,可以用于智
能控制系统的开发和实现。
MATLAB的智能控制系统可以帮助研究者实现
模型识别、状态估计以及控制设计等。
MATLAB智能控制系统不仅可以用
于处理复杂的物理过程,而且还可以用于开发复杂的信息系统,如航空航
天系统、电信系统和网络系统等,从而实现有效的控制。
2MATLAB智能控制系统的技术过程
MATLAB智能控制系统的技术过程可以分为3个阶段:
(1)模型识别:识别并构建模型,精确地描述系统状态和行为。
(2)状态估计:利用MATLAB的状态估计器确定系统状态的当前参数,从而改善控制效果。
(3)控制设计:利用MATLAB支持的几种控制器,实现控制逻辑并设
计控制器。
3智能控制系统的实例。
基于MATLAB控制系统的仿真与应用毕业设计论文
毕业设计(论文)题目基于MATLAB控制系统仿真应用研究毕业设计(论文)任务书I、毕业设计(论文)题目:基于MATLAB的控制系统仿真应用研究II、毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求:原始资料:(1)MATLAB语言。
(2)控制系统基本理论。
设计技术要求:(1)采用MATLAB仿真软件建立控制系统的仿真模型,进行计算机模拟,分析整个系统的构建,比较各种控制算法的性能。
(2)利用MATLAB完善的控制系统工具箱和强大的Simulink动态仿真环境,提供用方框图进行建模的图形接口,分别介绍离散和连续系统的MATLAB和Simulink仿真。
III、毕业设计(论文)工作内容及完成时间:第01~03周:查找课题相关资料,完成开题报告,英文资料翻译。
第04~11周:掌握MATLAB语言,熟悉控制系统基本理论。
第12~15周:完成对控制系统基本模块MATLAB仿真。
第16~18周:撰写毕业论文,答辩。
Ⅳ、主要参考资料:[1] 《MATLAB在控制系统中的应用》,张静编著,电子工业出版社。
[2]《MATLAB在控制系统应用与实例》,樊京,刘叔军编著,清华大学出版社。
[3]《智能控制》,刘金琨编著,电子工业出版社。
[4]《MATLAB控制系统仿真与设计》,赵景波编著,机械工业出版社。
[5]The Mathworks,Inc.MATLAB-Mathemmatics(Cer.7).2005.信息工程系电子信息工程专业类 0882052 班学生(签名):填写日期:年月日指导教师(签名):助理指导教师(并指出所负责的部分):信息工程系(室)主任(签名):学士学位论文原创性声明本人声明,所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。
对本文的研究成果作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式表明。
基于MATLAB控制系统的仿真与应用毕业设计论文
基于MATLAB控制系统的仿真与应用毕业设计论文目录一、内容概括 (2)1. 研究背景和意义 (3)2. 国内外研究现状 (4)3. 研究目的和内容 (5)二、MATLAB控制系统仿真基础 (7)三、控制系统建模 (8)1. 控制系统模型概述 (10)2. MATLAB建模方法 (11)3. 系统模型的验证与校正 (12)四、控制系统性能分析 (14)1. 稳定性分析 (14)2. 响应性能分析 (16)3. 误差性能分析 (17)五、基于MATLAB控制系统的设计与应用实例分析 (19)1. 控制系统设计要求与方案选择 (20)2. 基于MATLAB的控制系统设计流程 (22)3. 实例一 (23)4. 实例二 (25)六、优化算法在控制系统中的应用及MATLAB实现 (26)1. 优化算法概述及其在控制系统中的应用价值 (28)2. 优化算法介绍及MATLAB实现方法 (29)3. 基于MATLAB的优化算法在控制系统中的实践应用案例及分析对比研究31一、内容概括本论文旨在探讨基于MATLAB控制系统的仿真与应用,通过对控制系统进行深入的理论分析和实际应用研究,提出一种有效的控制系统设计方案,并通过实验验证其正确性和有效性。
本文对控制系统的基本理论进行了详细的阐述,包括控制系统的定义、分类、性能指标以及设计方法。
我们以一个具体的控制系统为例,对其进行分析和设计。
在这个过程中,我们运用MATLAB软件作为主要的仿真工具,对控制系统的稳定性、动态响应、鲁棒性等方面进行了全面的仿真分析。
在完成理论分析和实际设计之后,我们进一步研究了基于MATLAB 的控制系统仿真方法。
通过对仿真模型的建立、仿真参数的选择以及仿真结果的分析,我们提出了一种高效的仿真策略。
我们将所设计的控制系统应用于实际场景中,通过实验数据验证了所提出方案的有效性和可行性。
本论文通过理论与实践相结合的方法,深入探讨了基于MATLAB 控制系统的仿真与应用。
毕业设计基于LabVIEW控制系统分析与设计
本文在LabVIEW的控制设计包和仿真模块的基础上,研究了如何在LabVIEW平台上对典型控制系统进行设计与仿真。首先介绍了LabVIEW的使用,然后研究了受控对象的数学建模与分析,ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ研究了控制器的设计和PID控制器参数自整定的方法,最后对动态系统进行了仿真,包括离线和在线仿真。
毕业论文
题目:基于LabVIEW的控制系统分析与设计
基于LabVIEW的控制系统分析与设计
摘要
现代科技的发展日新月异,在工业自动化和测试及测量领域,传统的仪器功能固定且由厂商定义,已经不能适应时代发展的需要。而虚拟仪器(Virtual Instrument,简称VI)则可以由用户定义,用软件来实现硬件仪器,彻底打破了传统仪器由厂家定义,用户无法改变的局面,引起了仪器和自动化工业的一场革命。虚拟仪器既具有传统仪器的功能,又有独特的灵活性,它能够充分利用和发挥现有计算机先进技术,使仪器的测试和测量及自动化工业的系统测试和监控变得异常方便和快捷。
在自动控制领域,随着控制原理迅速的发展,受控对象和系统的复杂化,工业生产过程对控制的精度要求越来越高,控制算法越来越复杂,控制器的设计也越来越困难,这就需要借助计算机来实现控制系统的计算机辅助设计(Computer-Aid Control System Design,缩写为CACSD)。其主要的内容包括利用计算机进行模型的建立和分析、控制器设计、系统仿真等。而LabVIEW以其卓越的人机界面、强大而易于实现的数据采集功能,加上框图式的程序编写过程,使其成为实现控制系统计算机辅助设计的理想选择。
(完整版)基于MATLAB的智能控制系统的介绍与设计实例最新毕业论文
武汉科技大学智能控制系统学院:信息科学与工程学院专业:控制理论与控制工程学号:姓名:***基于MATLAB的智能控制系统的介绍与设计实例摘要现代控制系统,规模越来越大,系统越来越复杂,用传统的控制理论方法己不能满控制的要求。
智能控制是在经典控制理论和现代控制理论的基础上发展起来的,是控制理论、人工智能和计算机科学相结合的产物。
MATLAB是现今流行的一种高性能数值计算和图形显示的科学和工程计算软件。
本文首先介绍了智能控制的一些基本理论知识,在这些理论知识的基础之上通过列举倒立摆控制的具体实例,结合matlab对智能控制技术进行了深入的研究。
第一章引言自动控制就是在没有人直接参与的条件下,利用控制器使被控对象(如机器、设备和生产过程)的某些物理量能自动地按照预定的规律变化。
它是介于许多学科之间的综合应用学科,物理学、数学、力学、电子学、生物学等是该学科的重要基础。
自动控制系统的实例最早出现于美国,用于工厂的生产过程控制。
美国数学家维纳在20世纪40年代创立了“控制论”。
伴随着计算机出现,自动控制系统的研究和使用获得了很快的发展。
在控制技术发展的过程中,待求解的控制问题变得越来越复杂,控制品质要求越来越高。
这就要求必须分析和设计相应越来越复杂的控制系统。
智能控制系统(ICS)是复杂性急剧增加了的控制系统。
它是由控制问题的复杂性急剧增加而带来的结果,其采用了当今其他学科的一些先进研究成果,其根本目的在于求解复杂的控制问题。
近年来,ICS引起了人们广泛的兴趣,它体现了众多学科前沿研究的高度交叉和综合。
作为一个复杂的智能计算机控制系统,在其建立投入使用前,必要首先进行仿真实验和分析。
计算机仿真(Compeer Simulation)又称计算机模拟(Computer Analogy)或计算机实验。
所谓计算机仿真就是建立系统模型的仿真模型进而在计算机上对该仿真模型进行模拟实验(仿真实验)研究的过程。
计算机仿真方法即以计算机仿真为手段,通过仿真模型模拟实际系统的运动来认识其规律的一种研究方法。
基于MATLAB的控制系统设计与仿真实践
基于MATLAB的控制系统设计与仿真实践控制系统设计是现代工程领域中至关重要的一部分,它涉及到对系统动态特性的分析、建模、控制器设计以及性能评估等方面。
MATLAB作为一种强大的工程计算软件,在控制系统设计与仿真方面有着广泛的应用。
本文将介绍基于MATLAB的控制系统设计与仿真实践,包括系统建模、控制器设计、性能评估等内容。
1. 控制系统设计概述控制系统是通过对被控对象施加某种影响,使其按照既定要求或规律运动的系统。
在控制系统设计中,首先需要对被控对象进行建模,以便进行后续的分析和设计。
MATLAB提供了丰富的工具和函数,可以帮助工程师快速准确地建立系统模型。
2. 系统建模与仿真在MATLAB中,可以利用Simulink工具进行系统建模和仿真。
Simulink是MATLAB中用于多域仿真和建模的工具,用户可以通过拖拽图形化组件来搭建整个系统模型。
同时,Simulink还提供了各种信号源、传感器、执行器等组件,方便用户快速搭建复杂的控制系统模型。
3. 控制器设计控制器是控制系统中至关重要的一部分,它根据系统反馈信息对输出信号进行调节,以使系统输出达到期望值。
在MATLAB中,可以利用Control System Toolbox进行各种类型的控制器设计,包括PID控制器、根轨迹设计、频域设计等。
工程师可以根据系统需求选择合适的控制器类型,并通过MATLAB进行参数调节和性能优化。
4. 性能评估与优化在控制系统设计过程中,性能评估是必不可少的一环。
MATLAB提供了丰富的工具和函数,可以帮助工程师对系统进行性能评估,并进行优化改进。
通过仿真实验和数据分析,工程师可以评估系统的稳定性、鲁棒性、响应速度等指标,并针对性地进行调整和改进。
5. 实例演示为了更好地说明基于MATLAB的控制系统设计与仿真实践,我们将以一个简单的直流电机速度控制系统为例进行演示。
首先我们将建立电机数学模型,并设计PID速度控制器;然后利用Simulink搭建整个闭环控制系统,并进行仿真实验;最后通过MATLAB对系统性能进行评估和优化。
基于matlab的毕业论文
基于matlab的毕业论文近年来,随着计算机技术的迅速发展和社会的不断进步,人工智能技术的应用越来越广泛,同时也越来越受到人们的关注。
而基于matlab的毕业论文也是人工智能领域研究成果的一种典型体现,本文将以基于matlab的毕业论文为研究对象,阐述其研究现状及意义。
一、基于matlab的毕业论文研究现状1.1 研究背景人工智能领域在近几年来得到了越来越广泛的应用和研究。
基于matlab的毕业论文是人工智能领域的重要研究成果之一。
matlab是一种十分强大的数学计算工具,可以帮助研究人员快速实现各种人工智能算法的研究和开发,并且可扩展性和可移植性非常好。
1.2 研究内容基于matlab的毕业论文的研究内容主要包括:神经网络、机器学习、深度学习、计算机视觉等领域的研究。
其中,神经网络的研究是基于matlab的毕业论文研究的重点之一。
神经网络是将人工神经元模拟到计算机上,通过对神经元之间的连接关系和权重进行学习,实现对输入数据的自适应分析和处理,是人工智能的重要组成部分。
1.3 研究方法基于matlab的毕业论文的研究方法主要包括:算法设计、仿真实验、结果分析等方面。
在算法设计方面,研究人员需要根据具体问题的特点选择合适的算法;在仿真实验方面,研究人员需要使用matlab进行算法的实现和测试;在结果分析方面,研究人员需要结合实验结果对算法进行进一步分析和优化。
二、基于matlab的毕业论文的意义基于matlab的毕业论文具有重要的研究和应用价值。
2.1 推动人工智能技术的发展基于matlab的毕业论文通过对人工智能领域的研究和探索,促进了人工智能技术的发展。
研究人员在毕业论文中所提出的算法和方法,可用于人工智能领域的各种应用场景,为技术发展提供了强有力的支持。
2.2 打开人工智能应用新局面基于matlab的毕业论文的研究结果,可用于人工智能应用新局面的研发和创新。
例如,在计算机视觉领域,研究人员通过基于matlab的毕业论文所提出的算法,实现了对图像的自动分类和标记,为图像处理和分析提供了重要的技术支持。
Matlab在智能控制与自动化系统中的应用案例
Matlab在智能控制与自动化系统中的应用案例智能控制与自动化系统是当今科技领域的热门话题,它涉及到诸多领域,如机器学习、人工智能、机器视觉等。
而Matlab作为一种功能强大的编程语言和软件工具,被广泛应用于智能控制与自动化系统中。
本文将探讨Matlab在该领域中的应用案例,并分析其在实际系统中的作用。
一、机器学习机器学习是智能控制与自动化系统中不可或缺的一部分。
通过机器学习算法,系统可以根据大量的数据进行学习和预测,从而实现自动化控制。
Matlab提供了丰富的机器学习工具和函数,极大地简化了机器学习的实现过程。
以图像识别为例,在智能控制与自动化领域,图像识别广泛应用于人脸识别、物体检测等场景。
Matlab中的图像处理工具箱提供了多种图像特征提取、分类和识别的算法,方便了图像识别的实现。
通过Matlab,可以使用深度学习库来实现卷积神经网络(CNN),从而提高图像识别的精确度和效率。
二、控制系统设计控制系统设计是智能控制与自动化系统中的核心任务。
Matlab提供了丰富的工具箱和函数,支持不同领域的控制系统设计,如PID控制、模糊控制、自适应控制等。
以PID控制为例,PID是一种经典的控制算法,在许多自动化系统中得到广泛应用。
Matlab中的控制系统工具箱可以帮助工程师快速设计和调整PID控制器参数,并通过仿真验证控制效果。
此外,Matlab还提供了优化工具箱,可以根据系统的性能指标,自动优化控制器参数,从而进一步提高控制系统的性能。
三、机器视觉机器视觉是智能控制与自动化系统中的另一个重要领域。
它通过图像和视频数据,实现对现实世界的理解和感知。
Matlab提供了强大的图像处理和计算机视觉工具箱,可以帮助开发人员快速实现各种机器视觉应用。
在工业自动化领域,机器视觉可以用于检测和识别产品缺陷,提高生产线的质量和效率。
通过Matlab,可以利用图像处理和模式识别算法,实现对产品的自动检测和分类。
此外,Matlab的计算机视觉工具箱还提供了特征提取和目标跟踪等功能,可用于实现自动导航和无人车等应用。
基于matlab的智能PID控制器设计和仿真毕业设计论文
基于MATLAB的智能PID控制器设计与仿真摘要在工业生产中应用非常广泛的是PID控制器,是最早在经典控制理论基础上发展起来的控制方法,应用也十分广泛。
传统的PID控制器原理十分简单,即按比例、积分、微分分别控制的控制器,但是他的核心也是他的难点就是三个参数(比例系数Kp、积分系数Ki、微分系数Kd)的整定。
参数整定的合适,那么该控制器将凭借结构简单、鲁棒性好的优点出色的完成控制任务,反之则达不到人们所期望的控制效果。
人工神经网络模拟人脑的结构和功能而形成的信息处理系统,是一门十分前沿高度综合的交叉学科,并广泛应用于工程领域。
神经网络控制是把自动控制理论同他模仿人脑工作机制的数学模型结合起来,并拥有自学习能力,能够从输入—输出数据中总结规律,智能的处理数据。
该技术目前被广泛应用于处理时变、非线性复杂的系统,并卓有成效。
关键词自适应PID控制算法,PID控制器,神经网络Design and simulation of Intelligent PID Controllerbased on MATLABAbstractPID controller ,the control method which is developed on the basis of classical control theory, is widely used in industrial production.The Principle of traditional PID controller is very simple, which contains of the proportion, integral, differential three component, but its core task and difficulties is three parameter tuning(proportional coefficient Kp, integral coefficient Ki and differential coefficient KD).If the parameter setting is suitable, the controller can accomplish the control task with the advantages of simple structure and good robustness;but on the contrary, it can not reach the desired control effect which we what.Artificial neural network , the formation of the information processing system which simulate the structure and function of the human brain , is a very high degree of integration of the intersection of disciplines, and widely used in the field of engineering. Neural network control ,combining automatic control theory and the imitate mathematical model of the working mechanism of human brain , has self-learning ability, and can summarize the law of the input-output data , dealing with data intelligently .This technique has been widely used in the process of time-varying, nonlinear and complex system, and it is very effective.Key W ord:Adaptive PID control algorithm,PID controller,Neural network目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 课题研究背景及意义 (1)第二章 PID控制器 (2)2.1 PID控制原理 (2)2.2常规PID控制器的算法理论 (3)2.2.1 模拟PI D控制器 (3)2.2.2 数字P I D控制算法 (3)2.2.3常规PID控制的局限 (5)2.2.4 改进型PID控制器 (5)第三章人工神经网络 (8)3.1 人工神经网络的原理 (8)3.2神经网络PID控制器 (8)3.2.1神经元PID控制器 (8)3.2.2 单神经元自适PID应控制器 (9)3.3 BP神经网络参数自学习的PID控制器 (12)第四章MATAB仿真 (16)4.1 仿真过程 (16)第五章结论与展望 (24)致谢 (25)参考文献 (25)华东交通大学毕业设计(论文)第一章绪论1.1 课题研究背景及意义在工业生产中应用非常广泛的是PID控制器,是最早在经典控制理论基础上发展起来的控制方法,应用也十分广泛。
基于matlab的毕业论文
基于matlab的毕业论文基于Matlab的毕业论文毕业论文是每个大学生必须完成的重要任务,它不仅是对所学知识的总结和应用,也是对学术研究能力的考验。
在如今数字化时代,计算机辅助研究已成为学术界的主流趋势之一。
而Matlab作为一个功能强大的数学软件,被广泛应用于各个领域的研究中。
本文将探讨基于Matlab的毕业论文的优势和应用。
首先,Matlab提供了丰富的工具箱和函数库,使得研究人员能够轻松处理各种复杂的数学和统计问题。
无论是数据分析、图像处理、信号处理还是机器学习,Matlab都能提供相应的工具和算法。
这为毕业论文的研究提供了极大的便利。
例如,在图像处理方面,Matlab的图像处理工具箱可以实现图像的滤波、增强、分割等操作,使得研究人员能够更加方便地进行图像处理的实验和分析。
其次,Matlab具有良好的可视化功能,可以帮助研究人员更清晰地展示研究结果。
Matlab提供了丰富的绘图函数和工具,可以绘制各种类型的图表,如折线图、散点图、柱状图等。
这对于毕业论文的结果展示非常重要。
研究人员可以通过绘制图表,直观地展示数据的分布、趋势和关联性,使得读者更容易理解和接受研究结果。
此外,Matlab还支持三维可视化和动画制作,可以将研究结果以更生动的方式展示出来。
另外,Matlab还具有强大的编程能力,可以实现复杂的算法和模型。
研究人员可以利用Matlab编写自己的函数和脚本,实现特定的算法和模型。
这对于毕业论文的研究非常有帮助。
例如,在机器学习方面,研究人员可以利用Matlab实现各种机器学习算法,如支持向量机、神经网络等,从而对数据进行分类、回归等分析。
此外,Matlab还支持并行计算和分布式计算,可以加快计算速度,提高研究效率。
除了上述优势之外,Matlab还有许多其他的应用。
例如,在信号处理方面,Matlab可以用于音频信号的分析和处理;在控制系统方面,Matlab可以用于系统建模和控制设计;在通信系统方面,Matlab可以用于调制解调和信道编码等。
matlab在自动控制原理中的应用毕业论文
建筑与技术学院MATLAB在自动控制原理中的应用毕业设计(论文)原件及使用授权说明原始语句我保证我提交的毕业设计(论文)是我在导师指导下所做的研究工作和成果。
据我所知,除文中特别标注和注明的地方外,不包含其他人或组织已发表的研究成果,也不包含我曾用来与其他教育机构取得学位或学历的材料。
对本研究有所帮助和贡献的个人或集体,都做出了明确的解释,并表达了对本文的兴趣。
作者签名:日期:讲师签名:日期:授权说明本人完全理解学校关于毕业设计(论文)收集、保存和使用的规定,即按照学校的要求提交毕业设计(论文)的印刷版和电子版;学校有权保留毕业设计(论文)的印刷版和电子版,并提供目录检索和阅读服务;学校可以采用影印、减印、数字化或其他复制手段保存论文;在不盈利的前提下,学校可以发表论文的部分或全部内容。
签名:日期:目录摘要3第1章绪论41.1研究目的41.2相关研究现状41.3研究方法41.4本次设计的主要容以与目前学术届近一步研究的趋势61. 4. 1本次设计的主要容61. 4. 2目前学术界近一步研究的趋势6第2章开发工具82.1 MATLAB编程语言发展历程与特点82.2 MATLAB系统构成92.3 MATLAB的GUI设计102.4本章小结11第3章控制系统性能指标与校正装置分类123.1控制系统的性能指标123. 2控制系统校正的分类143.3本章小结16第4章基于频率法的控制系统的校正设计174.1基于频率法的串联超前校正174.1.1 串联超前校正网络设计的算法步骤174.1.2超前校正装置的评价184.2基于频率法的串联滞后校正184.2.1串联滞后校正网络设计的算法步骤194. 2. 2滞后校正装置的评价194.3基于频率法的串联超前滞后校正194.3.1串联超前滞后校正网络设计的算法步骤204.3.2滞后超前校正装置的评价204. 4三种校正方法的效果对比214.5本章小结21第5章控制系统的仿真与校正对比分析225.1程序方式225. 1. 1控制系统校正前的性能指标225. 1. 2校正装置的设计过程与其性能指标的仿真285. 1. 3控制系统校正后的性能指标305.2Multisim电路设计仿真方式38第6章设计总结416. 1总结416. 2心得41附英文文献:43摘要本文将讨论如何根据用户对自动控制系统的要求来设计串级补偿器,这具有非常重要的现实意义。
用matlab实现自动控制系统的分析与设计
使用MATLAB对控制系统进行计算机仿真旳重要措施是: 以控制系统旳传递函数为基础, 使用MATLAB旳Simulink工具箱对其进行计算机仿真研究.1. 时域分析中性能指.为了保证电力生产设备旳安全经济运行, 在设计电力自动控制系统时, 必须给出明确旳系统性能指标, 即控制系统旳稳定性、精确性和迅速性指标。
一般用这三项技术指标来综合评价一种系统旳控制水平。
对于一种稳定旳控制系统, 定量衡量性能旳好坏有如下几种性能指标: (1)峰值时间tp;(2)调整时间ts;(3)上升时间tr;(4)超调量Mp%.怎样确定控制系统旳性能指标是控制系统旳分析问题;怎样使自动控制系统旳性能指标满足设计规定是控制系统旳设计与改造问题。
在以往进行设计时, 都需要通过性能指标旳定义徒手进行大量、复杂旳计算, 如今运用MATLAB可以迅速、精确旳直接根据响应曲线得出性能指标。
例如: 求如下二阶系统旳性能指标.首先用MATLAB在命令窗口编写如下几条简朴命令.num=[3].%传递函数旳分子多项式系数矩.den=[.1..3].%传递函数旳分母多项式系数矩.G=tf(num,den).%建立传递函.gri.on.%图形上出现表.step(G.%绘制单位阶跃响应曲.通过以上命令得到单位阶跃响应曲线如图1, 同步在曲线上根据性能指标旳定义单击右键, 则分别可以得到此系统旳性能指标: 峰值时间tp=1.22s;调整时间ts=4.84s;上升时间tr=0.878s;超调量Mp%=22.1%.图.二阶系统阶跃响应及性能指.2. 具有延迟环节旳时域分.在许多实际旳电力控制系统中, 有不少旳过程特性(对象特性)具有较大旳延迟, 例如多容水箱。
对于具有延迟过程旳电力控制无法保证系统旳控制质量, 因此进行设计时必须考虑实际系统存在迟延旳问题, 不能忽视。
因此设计旳首要问题是在设计系统中建立迟延环节旳数学模型.在MATLAB环境下建立具有延迟环节旳数学模型有两种措施.例: 试仿真下述具有延迟环节多容水箱旳数学模型旳单位阶跃响应曲线.措施一: 在MATLAB命令窗口中用函数pade(n, T.num1=1;den1=conv([10,1],[5,1]);g1=tf(num1,den1).[num2,den2]=pade(1,10);g2=tf(num2,den2).g12=g1*g2.step(g12.图.延迟系统阶跃响应曲.措施二: 用Simulink模型窗口中旳Transpor.Delay(对输入信号进行给定旳延迟)模.首先在Simulink模型窗口中绘制动态构造图, 如图3所示.图.迟延系统旳SIMULINK实.然后双击示波器模块, 从得到旳曲线可以看出, 与措施一旳成果是相似.3. 稳定性判断旳几种分析措.稳定性是控制系统能否正常工作旳首要条件, 因此在进行控制系统旳设计时首先鉴别系统旳稳定性。
基于MATLAB的智能控制系统的设计与优化
基于MATLAB的智能控制系统的设计与优化1. 前言智能控制系统是目前工业自动化领域中一个重要的方向,该系统可以通过优化控制算法来提高设备的生产效率,并且可以控制生产过程中的风险和错误。
本文将介绍如何利用MATLAB对智能控制系统进行设计与优化。
2. MATLAB在智能控制系统中的应用MATLAB提供了大量的技术工具箱,这些工具箱包括模糊逻辑、人工神经网络、进化算法和控制系统工具箱。
这些工具箱可以帮助工程师以最小的成本和时间开发智能控制系统。
2.1 模糊逻辑模糊逻辑是一种基于模糊概念的经典控制方法,它可以用来处理具有模糊或不确定性的变量。
在MATLAB中,可以使用Fuzzy Logic Toolbox来实现模糊逻辑控制。
该工具箱提供了模糊推理、模糊逻辑控制和模糊优化等功能。
2.2 人工神经网络人工神经网络是一种模拟人类神经系统行为的计算模型。
在MATLAB中,可以使用Neural Network Toolbox来实现人工神经网络控制。
该工具箱提供了多层感知器、自组织映射和循环神经网络等模型。
2.3 进化算法进化算法是一种基于生物进化的优化方法。
在MATLAB中,可以使用Global Optimization Toolbox和Genetic Algorithm and Direct Search Toolbox两个工具箱来实现进化算法。
这些工具箱提供了遗传算法、多目标遗传算法和粒子群算法等算法。
2.4 控制系统工具箱控制系统工具箱是MATLAB中提供的一个标准工具箱,它包含了系统动力学、设计和分析的工具。
该工具箱提供了线性和非线性控制器设计、系统模型建立和控制系统分析等功能。
3. 智能控制系统的设计与实现智能控制系统可以分为两个部分:控制器设计和系统模型建立。
控制器设计是将MATLAB提供的工具箱应用到实际系统中来设计一个适合的控制器。
系统模型建立是将实际系统抽象成数学模型,以便进行仿真和优化。
3.1 控制器设计控制器设计的第一步是选择合适的控制方法和工具箱。
基于MATLAB的自动控制系统仿真毕业设计
基于MATLAB的自动控制系统仿真毕业设计自动控制系统是一种可以自动调节和控制系统运行的系统。
对于自动控制系统的设计和优化,仿真是一种非常重要的方法。
基于MATLAB的自动控制系统仿真毕业设计可以帮助学生深入理解自动控制系统的原理和应用,并进行实际应用的实验和研究。
在毕业设计中,学生可以选择一个具体的自动控制系统,例如温度控制系统、位置控制系统、速度控制系统等。
然后,根据该系统的特点和要求,使用MATLAB软件进行仿真分析。
首先,学生可以利用MATLAB编写控制系统的数学模型。
通过了解和运用控制系统的原理和方法,学生可以将系统的输入信号、输出信号和控制信号之间的关系建立数学模型。
通过数学模型,可以进行系统的仿真分析和优化设计。
接下来,学生可以使用MATLAB的控制系统工具箱进行系统的仿真和分析。
控制系统工具箱提供了各种控制系统设计和分析的函数,如传递函数的建模、闭环系统的建模、系统的稳定性分析、频域分析等。
学生可以利用这些函数进行系统的仿真和分析,了解系统在不同输入和参数条件下的响应和性能。
在仿真过程中,学生可以尝试不同的控制算法和参数,观察系统响应的改变和性能的优劣。
例如,学生可以尝试不同的比例积分微分(PID)控制算法和参数,比较系统的稳定性、超调量和响应速度等指标。
通过不断的尝试和优化,学生可以得到系统的最佳控制算法和参数设定。
此外,学生还可以利用MATLAB的仿真工具进行系统的可视化展示。
通过绘制系统的输入信号、输出信号和控制信号的图形,学生可以直观地观察和分析系统的动态响应。
这样的可视化展示可以帮助学生更好地理解和分析系统的特性和性能。
最后,学生应该进行仿真结果的分析和评估。
通过对仿真结果的分析和评估,学生可以判断系统的性能是否满足设计要求,并提出改进的建议和方案。
总而言之,基于MATLAB的自动控制系统仿真毕业设计可以帮助学生深入理解自动控制系统的原理和应用,并进行实际应用的实验和研究。
MATLAB论文-基于MATLAB的自动控制系统及案例分析
自动控制系统是在无人直接参与的情况下,可使生产过程按照期望的运行规律去运行的控制系统。系统是完成要求和任务的部分的组合[2]。
2.2
如果控制系统的输出量对系统运行过程或结果没有控制作用,这种系统称为开环控制系统。图2-1表示了开环控制系统输入量与输出量之间的关系。
1、MATLAB图形处理系统
这是MATLAB图形系统的基础,它包括生成二维数据和三维数据可视化、图像处理、动画及演示图形和创建完整的图形用户接口的命令。
2、MATLAB数学函数库
MATLAB提供了非常丰富的数学计算函数,可以进行简单和复杂的数学计算,比如矩阵求逆、级数求和、贝塞尔函数和快速傅里叶变换等。
MATLAB has powerful functions of numerical calculation and symbolic computation, as well as powerful data visualization and human-computer intelligent interactive ability, and its development is constantly bringing forth new ideas. Today's MATLAB has a richer data type and structure, a more friendly object-oriented, faster, more beautiful graphics visualization, a wider range of mathematical and data analysis resources, and more application development tools.
基于MATLAB控制系统的仿真与应用毕业设计论文
基于MATLAB控制系统的仿真与应用毕业设计论文摘要:本论文基于MATLAB控制系统仿真平台,通过对其中一控制系统的仿真分析,运用MATLAB软件实现了该控制系统的数学建模、系统仿真以及系统参数优化等功能。
首先,介绍了控制系统的基本概念和主要组成部分,并提出了仿真和优化的目标。
然后,通过MATLAB软件实现了对该控制系统的数学建模和仿真,并通过仿真结果验证了系统的控制效果。
最后,通过参数优化方法对系统的控制参数进行了优化,并进一步提高了系统的控制性能和稳定性。
关键词:MATLAB控制系统;仿真;参数优化1.引言控制系统是现代自动化技术中重要的组成部分,广泛应用于各个领域。
控制系统的性能和稳定性对于保证系统的正常运行具有重要作用。
而仿真分析和参数优化是提高控制系统性能和稳定性的重要手段。
MATLAB是一种功能强大、灵活性高的工程计算软件,被广泛应用于各个领域的仿真分析和参数优化。
2.控制系统的数学建模和仿真控制系统的数学建模是控制系统仿真的基础。
通过对控制系统的数学模型的建立,可以利用MATLAB软件进行系统的仿真分析。
本文选择了其中一控制系统作为研究对象,通过对该系统进行数学建模,得到了控制系统的状态方程和传递函数。
然后,利用MATLAB软件对该控制系统进行了仿真分析,并得到了系统的时间响应和频率响应等仿真结果。
3.控制系统参数优化控制系统参数优化是提高系统控制性能和稳定性的关键步骤。
本文采用了一种常用的参数优化方法,即遗传算法。
通过对遗传算法的原理和步骤进行介绍,对控制系统的控制参数进行了优化。
通过MATLAB软件实现了该方法,并得到了最优的系统参数。
4.结果分析与讨论通过系统的仿真和参数优化,本文得到了一组最优的系统参数,并对比了原始参数和优化参数的仿真结果。
仿真结果表明,经过参数优化后,系统的控制性能和稳定性得到了显著改善。
5.结论本文基于MATLAB控制系统仿真平台,实现了对其中一控制系统的数学建模、系统仿真以及系统参数优化等功能。
基于MATLAB的自动控制系统仿真毕业设计
基于MATLAB的自动控制系统仿真毕业设计自动控制系统仿真在工程领域中具有重要的应用价值,可以帮助工程师更好地理解和设计控制系统。
本文将介绍基于MATLAB的自动控制系统仿真的毕业设计。
首先,我们需要明确自动控制系统仿真的概念。
自动控制系统是一种将感知、决策和执行相结合的控制系统,可以通过传感器感知环境中的信息,通过决策模块进行决策,并通过执行器执行决策。
自动控制系统仿真的目的是通过计算机模拟、分析和验证控制系统的性能和稳定性。
在进行自动控制系统仿真时,MATLAB是一种非常强大的工具。
MATLAB拥有丰富的控制系统工具箱,可以用于建立各种控制系统的传递函数、状态空间模型和频域模型。
此外,MATLAB还提供了用于设计各种控制器的函数和工具。
本毕业设计的目标是通过MATLAB建立一个自动控制系统仿真模型,并进行性能和稳定性分析。
具体来说,可以选择一个已知的控制系统模型,如电机控制系统、水位控制系统等,然后在MATLAB中建立该控制系统的数学模型。
建立模型之后,可以使用MATLAB提供的控制系统工具箱进行性能和稳定性分析。
可以进行步跃响应、阶跃响应、频率响应等分析,以评估控制系统的性能。
此外,还可以使用MATLAB进行控制器设计和优化,以改进控制系统的性能。
除了性能和稳定性分析,本毕业设计还可以考虑其他方面的问题。
例如,可以通过MATLAB进行故障诊断和故障检测,以提高控制系统的可靠性。
此外,还可以使用MATLAB进行系统优化和参数优化,以实现更好的控制效果。
在完成自动控制系统仿真后,还可以将仿真结果与实际系统进行对比,以验证仿真的准确性和可靠性。
可以将仿真结果与实际系统的实际测量结果进行比较,以评估仿真模型的准确性和可信度。
总之,基于MATLAB的自动控制系统仿真是一个具有挑战性和实用性的毕业设计。
通过使用MATLAB,可以建立自动控制系统的数学模型,并进行性能和稳定性分析。
此外,还可以进行其他方面的问题研究,如故障诊断、系统优化等。
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(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!) 武汉科技大学智能控制系统学院:信息科学与工程学院专业:控制理论与控制工程学号:姓名:李倩基于MATLAB的智能控制系统的介绍与设计实例摘要现代控制系统,规模越来越大,系统越来越复杂,用传统的控制理论方法己不能满控制的要求。
智能控制是在经典控制理论和现代控制理论的基础上发展起来的,是控制理论、人工智能和计算机科学相结合的产物。
MATLAB是现今流行的一种高性能数值计算和图形显示的科学和工程计算软件。
本文首先介绍了智能控制的一些基本理论知识,在这些理论知识的基础之上通过列举倒立摆控制的具体实例,结合matlab对智能控制技术进行了深入的研究。
第一章引言自动控制就是在没有人直接参与的条件下,利用控制器使被控对象(如机器、设备和生产过程)的某些物理量能自动地按照预定的规律变化。
它是介于许多学科之间的综合应用学科,物理学、数学、力学、电子学、生物学等是该学科的重要基础。
自动控制系统的实例最早出现于美国,用于工厂的生产过程控制。
美国数学家维纳在20世纪40年代创立了“控制论”。
伴随着计算机出现,自动控制系统的研究和使用获得了很快的发展。
在控制技术发展的过程中,待求解的控制问题变得越来越复杂,控制品质要求越来越高。
这就要求必须分析和设计相应越来越复杂的控制系统。
智能控制系统(ICS)是复杂性急剧增加了的控制系统。
它是由控制问题的复杂性急剧增加而带来的结果,其采用了当今其他学科的一些先进研究成果,其根本目的在于求解复杂的控制问题。
近年来,ICS引起了人们广泛的兴趣,它体现了众多学科前沿研究的高度交叉和综合。
作为一个复杂的智能计算机控制系统,在其建立投入使用前,必要首先进行仿真实验和分析。
计算机仿真(Compeer Simulation)又称计算机模拟(Computer Analogy)或计算机实验。
所谓计算机仿真就是建立系统模型的仿真模型进而在计算机上对该仿真模型进行模拟实验(仿真实验)研究的过程。
计算机仿真方法即以计算机仿真为手段,通过仿真模型模拟实际系统的运动来认识其规律的一种研究方法。
计算机仿真方法有时也称计算机仿真技术,这二者有时又简称计算机仿真。
当今,针对不同应用领域,不同的软件公司开发了不同的设计仿真软件,如在电子电路设计中应用的PSPICE软件,用于电力系统仿真的SABER软件等很多,而作为通用的单机运行的工程计算仿真软件,当首推MATLAB。
MATLAB提供了一个高性能的数值计算和图形显示的科学和工程计算软件环境。
这种易于使用的MATLAB环境,是由数值分析、矩阵计算、信号处理和图形绘制等组成。
在这种环境下,问题的解答的表达形式几乎和它们的数学表达式完全一样,而不像传统的编程那样繁杂。
MATLAB是一种交互系统,它的基本数据单元是无须指定维数的矩阵,所以在解决数值计算问题时,使用MATLAB要比使用诸如BASIC、FORTRAN、和C等语言简便得多,大大提高了编程效率。
第二章智能控制系统的理论知识1.智能控制系统的基本功能特点①容错性对复杂系统(如非线性、快时变、复杂多变量和环境扰动等)能进行有效的全局控制,并具有较强的容错能力。
⑵多模态性定性决策和定量控制相结合的多模态组合控制。
③全局性从系统的功能和整体优化的角度来分析和综合系统。
④混合模型和混合计算对象是以知识表示的非数学广义模型和以数学模型表示的混合控制过程,人的智能在控制中起着协调作用,系统在信息处理上既有数学运算,又有逻辑和知识推理。
⑤学习和联想记忆能力对一个过程或未知环境所提供的信息,系统具有进行识别记忆、学习,并利用积累的经验进一步改善系统的性能和能力。
⑥动态自适应性对外界环境变化及不确定性的出现,系统具有修正或重构自身结构和参数的能力。
⑦组织协调能力对于复杂任务和分散的传感信息,系统具有自组织和协调能力,体现出系统的主动性和灵活性。
尽管最初人们认为智能控制是自动控制理论与人工智能与运筹学的结合,但事实上,智能控制是一门仍在不断丰富和发展中的具有众多学科集成特点的科学与技术。
它不仅包含了AC、AI、OR、系统理论的内容,而且还从生物学、生理学、心理学、协同学及人类知识理论等学科中吸取了丰富的营养。
目前,在世界范周内,智能控制和智能自动化科学与技术正在成为自动化领域中最兴旺和发展最迅速的一个分支学科,并被许多发达国家确认为面向21世纪和提高国家竞争力的核心技术。
智能控制系统(Imelligent Control System):智能控制系统是具有某种程度自治性的控制系统。
智能控制方法(Intelligent Control Methodology):利用旨在模拟人、动物或生物系统功能的技术或过程来为动态系统构造或实现控制、以达到预定要求的控制方法的集合。
2.智能控制系统的特征①处理各种不确定性、定性信息和数据结构的能力。
②处理非结构化信息和数据的能力。
③对具有高度抽象性的离散符号指令作出响应的能力。
④辩识主控系统结构或构成、变化的能力。
⑤处理和利用各种不同性质的知识的能力。
⑥根据主控系统或环境变化,对自身参数或结构进行修正或重构的能力。
⑦在运行过程中学习和获取关于对象和环境新知识并利用新知识改进控制行为的能力。
⑧基于对象行为预测的控制的多目标性。
任何具备上述一种或多种能力的控制系统均被认为是智能控制系统。
从这个意义上讲,经典的反馈控制、变结构控制、自校正控制及自适应控制均被认为属于智能控制的范畴,它们与通常所说的智能控制的区别在于它们仅具有较低层次的智能。
而智能控制理论及应用研究的目的就是利用包括传统控制及系统理论在内的已有各种理论及技术来构造在某种程度上具备上述特征的控制系统,并最终实现具有完全自治力的系统。
3.智能控制的主要分类①模糊逻辑控制传统的控制问题一般是基于系统的数学模型来设计控制器,而大多数工业被控对象是具有时变、非线性等特性的复杂系统,对这样的系统进行控制,不能仅仅建立在平衡点附近的局部线性模型,需要加入一些与工业状况有关的人的控制经验。
这种经验通常是定性的或定量的,模糊推理控制正是这种控制经验的表示方法。
这种方法的优点是不需要被控过程的数学模型,因而可省去传统控制方法的建模过程,但却过多地依赖控制经验。
此外由于没有被控对象的模型,在投入运行之前就很难进行稳定性、鲁棒性等系统分析。
近年来,一些研究者们在模糊控制模式中引入模糊模型的概念,出现了模糊模型。
模糊模型易于表达结构性知识,成为模糊控制系统研究的关键问题。
最近,模糊控制理论成功地应用于飞行器的优化跟踪设计和产品加工过程。
②神经网络控制神经网络控制NNC是研究和利用人脑的菜些结构机理以及人的知识和经验对系统的控制。
一般地,神经网络控制系统的智能性、鲁棒性均较好,它能处理高维、非线性、强耦合和不定性的复杂工业生产过程的控制问题。
显示了神经网络在解决高度非线性和严重不确定性系统的控制方面具有很大潜力。
虽然神经网络在利用系统定量数据方面有较强的学习能力。
但它将系统控制问题看成“黑箱”的映射问题,缺乏明确的物理意义,不易把控制经验的定性知识融入控制过程中。
近来,在神经网络自适应控制、人工神经网络阀函数的数字设计、新的混合神经网络模型等方面都有一些重要进展,如应用于机器人操作过程神经控制、核反应堆的载重操作过程的神经控制。
近年来,神经网络、模糊推理、各种特殊信号的有机结合,还导致了一些新的综合神经网络的出现。
例如,小波神经网络、模糊神经网络和混沌神经网络的出现,为智能控制领域开辟了新的研究方向。
③实时专家系统实时专家系统是基于广义模型化概念和系统仿真技术与人工智能技术的深度结合,构造出一种带模型库的控制系统。
这种新型的专家系统能在工业生产系统的动态过程中,随时监视外界的环境,自动采集生产过程变量,并对生产过程实时在线的修改和补充。
传统的专家系统是以交互方式操作,从外界获取的信息都是一次性和静止的,而信息的采集是主动的。
实际工业生产系统中的多数信息都是连续时变的,且信息是大量的。
因此,采用一般模糊辨识方法得到的模型在精度上往往不是十分理想。
为适应现代工业的要求,实时专家系统应用模糊逻辑控制和神经元网络理论,将线模和模糊型结合在一起,融进专家系统,通过专家系统的启发性、透明性和灵活性以及线性模型良好的跟踪能力,对模糊模型进行动态的修改和补充,这样不再需要事先建立过程的数学模型。
实时专家系统主要应用在咨询;自动化装置的设计、组态;诊断或诊断支持;复杂系统的调节等领域。
其主要特点是:具有更高的智能判断能力和推理速度;同时,对外界的预测能力和自适应能力也很强。
目前关于智能控制的研究和应用沿着几个主要的分支发展,主要为:自适应控制(fadaptivo Control)、模糊控制(Fuzzy Control)、神经网络控制(Neural Net-based Control)、基于知识的控制(Knowledge Based Control)、复合智能控制(Hybrid Intelligent Control)、学习控制(1earning Control)和基于进化机制的控制(Evolutionary Mechanism Based Control)。
这些有的已在现代工业生产过程的智能控制与智能自动化投入实际应用。
计算机仿真方法在各种工程领域和非工程领域中有许多成功应用的范例,其成效十分显著,影响也很大。
在宇航工业中,有著名的阿波罗登月仿真系统。
该系统包括混合计算机、运动仿真器、月球仿真器、驾驶舱、视景系统等,可实现在计算机上预先对登月计划进行分析、设计与检验,同时还可对宇航员进行仿真操作训练,从而大大降低了实际登月的风险系数。
第三章MATLAB平台及对应工具箱MATALAB是集科学计算、结果可视化和编程于一身,能够方便地进行科学计算和大量工程计算的数学软件。
目前,它已成为世界上应用最为广泛的工程计算软件之一。
MATALAB的最初版本是由Cleve Moler博士用FORTRAN语言开发的矩阵分析软件,MATALAB是“矩阵实验室”(Matrix Laboratory)的缩写,它是一种以矩阵计算为基础的交互式程序语言,最早用来作为LINPACK(线性代数软件包)和EISPACK(基于特征值计算的软件包)矩阵软件包的接口。
在80年代初期,由Cleve Moler和John Little采用C改写了MATALAB的内核。
不久,他们成立了MathWorks软件开发公司,并于1984年将MATALAB正式推向市场。
1992年初推出了应用于Windows操作系统的MATALAB4.X版本,1998年推出5.2版本,1999年推出MATLAB5.3版本,2000年为MATLAB6.0版本,现在最新的为MATLAB6.5版本。