《控制系统仿真与CAD》学习的感想

《控制系统仿真与CAD》学习的感想

学习了《控制系统仿真与CAD》这门课程。在这一过程中我学了很多东西，最直接的就是将控制理论和MATLAB软件联系起来，用计算机来仿真在《自动控制原理》中所学的内容，即利用MATLAB软件来对自动控制系统进行仿真，以验证所学的知识并且得到比较直观的结论。

控制系统是指由控制主体、控制客体和控制媒体组成的具有自身目标和功能的管理系统。控制系统意味着通过它可以按照所希望的方式保持和改变机器、机构或其他设备内任何感兴趣或可变化的量。控制系统同时是为了使被控制对象达到预定的理想状态而实施的。控制系统仿真是建立在控制系统模型基础之上的控制系统动态过程试验，目的是通过试验进行系统方案论证，选择系统结构和参数，验证系统的性能指标等。

MATLAB不仅仅是一门编程语言，还是一个集成的软件平台，它包含以下几个主要部分：MATLAB语言、集成工作环境、MATLAB图形系统、数学函数库、交互式仿真环境Simulink、编译器、应用程序接口API、工具箱、Notebook 工具。而在控制系统CAD中我们较多的是使用MATLAB数学函数库中的函数来对控制系统进行仿真与处理。另外，也利用MATLAB交互式仿真环境Simulink 来构建系统的结构框图，这样更直接的应用于不知道系统传递函数的情况下来得到系统的仿真结果，从而省去了计算传递函数的复杂计算。

MATLAB它具有丰富的可用于控制系统分析和设计的函数，MATLAB的控制系统工具箱提供对线性系统分析、设计和建模的各种算法；MATLAB的仿真工具箱(Simulink)提供了交互式操作的动态系统建模、仿真、分析集成环境。通过在传递函数的建立、绘制响应的曲线等方面谈了我学习的经历，以及整个对控制系统仿真的整体过程。

在学习过程中还有利用Simulink工具箱绘出系统的结构框图，再调用这个框图来产生出传递函数再进行仿真计算。这样的话可以更方便的对控制系统进行仿真与设计，而不用去通过复杂的方式去求去传递函数，然后再去计算响应，绘制响应曲线。MATLAB软件的强大的功能和优点以及MATLAB语言的特点，在控制系统仿真中带来了很大帮助，在实际中经常将控制系统的数学模型用零点、极点和增益来描述，在对于单神经元自适应PID控制，通过仿真定性的分析了

单神经元PID控制中比例学习率、积分学习率、微分学习率和增益K等参数在控制中所起到的作用得出：

（1）在积分学习率、微分学习率不变的情况下，比例系数学习率越大则超调量越小，但是响应速度也会越慢；

（2）在比例学习率、微分学习率不变的情况下，积分系数学习率越大则响应会越快，但是超调量也会越大；

（3）在比例学习率、积分学习率不变的情况下，微分学习率对单神经元PID 控制器的控制效果影响不大；

（4）K是系统最敏感的参数，K值增大、减小相当于P、I、D三项同时增加、减小，同时K 值过大会使系统发生振荡，导致系统发散，所以对于K值应合理选择。

通过本次学习，学习了薛教授的控制系统仿真课程，结合自己在教学工作中总结的经验教训，使我更进一步加深了怎样分析问题和解决问题，加强了对已学过知识的理解，增强了实际应用能力，同时也开阔了视野，使我对《控制系统仿真与CAD》有了新的理解。

首先，基于MATLAB仿真环境平台，尽量将控制系统理论的学习与实际应用结合在一起，用控制系统设计和试验结果为依据，加深学生对理论知识的形象理解，为学生提供了一种重要的数学建模的辅助工具。本课程具有很强的实践性，实践是一个必要的环节，学习该课程主要是为了将其应用于控制系统的分析与设计，因此培养学生的实践能力极为重要。

其次，要给学生具体的任务，同时注意知识点与实际模型的结合，让学生在完成任务和解决实际问题的过程中学习，增加学生的学习兴趣，提高学习效果。首先，教师讲课的水平必须提高，讲课方式必须有激情，才能保证学生得以继续学习提供最基本的学习兴趣；其次，在任何一门课开始之前，必须跟学生阐述此门课程与实际生活的相关性，并列举一二三实例最好加以演示，这样可大大提高学生学习此门课程的兴趣；然后，充分利用课程内实验环节，多设计几个与实际例子息息相关的课题，让学生独立或者分组去完成；最后，实时鼓励学生，给学生信心。

第三，重视发展学生的智力，主要包括观察能力，实验操作能力、思维能力、

想象能力和记忆能力等．教学的根本任务是教会学生如何学习．只会传播真理的还不能算好教师，只有在传播真理的同时，又能传播发现真理方法的才是好教师。学习过程中，不仅要看到前人的科学结论，对于后人创造发展所起的巨大作用，而且还要看到前人在成功和失败中，曾经使用过的一些科学方法，他们对科学真理的执着追求的信念和百折不挠的坚强意志，对人类社会的发展所起的巨大影响。

最后，MALAB是一个作为仿真实验所用的强大软件，只有通过实验或仿真，才证明理论或方法的正确性和有效性。通过实验、仿真，提高学生对研究的兴趣，从而反过来激发学生对理论研究的热情，让学生通过MATLAB仿真彻底理解和掌握这些结论。

虽然学习结束了，但对控制系统的仿真仍要伴随在我以后的学习和工作中。今后，对控制系统的仿真与设计也将有更加实际的内容，继续学习，不断深入，努力将MATLA这个软件更好的应用于对控制系统的仿真和设计上。