控制系统的时域分析

控制系统的时域分析
摘要:程序的用户界面是用户与计算机程序的交互方式,用户通过键盘、鼠标等输入设备与计算机交换信息。

图形用户界面(Graphical User Interface)是包含图形对象,如窗口图标、菜单和文本的用户界面。

用户以某种方式选择或激活这些对象,会引起动作或发生变化,利用调用计算程序或者绘图等。

在本章中,首先对图形用户界面进行基本介绍,然后用M文件设计计算机辅助控制系统分析的界面。

关键词:GUI界面M文件MATLAB
MATLAB设计者的初衷是为了解决数学中“线性代数”课程的矩阵运算问题而进行开发的,之后学者们注意到了它特有的矩阵处理功能,并在此基础上开发了控制理论与CAD和图形化设计方法相结合的控制系统仿真工具箱。

目前MATLAB控制工具箱,已经覆盖了控制系统的各个领域,所以MATLAB已经成为控制领域内最流行的、被广泛采用的控制系统计算仿真与计算机辅助设计软件。

1 与用户交互界面的设计
程序的用户界面是用户与计算机程序的交互方式,用户通过键盘、鼠标等输入设备与计算机交换信息。

图形用户界面(Graphical User Interface)是包含图形对象,如窗口图标、菜单和文本的用户界面。

用户以某种方式选择或激活这些对象,会引起动作或发生变化,利用调用计算程序或者绘图等。

在本章中,首先对图形用户界面进行基本介绍,然后用M文件设计计算机辅助控制系统分析的界面。

1.1 图形用户界面概述
图形用户界面通常是一种包含多种图形对象的界面。

典型的图形用户界面包括图形显示区域,功能显示按钮控件以及用户自定义菜单等,为了让界面实现各种功能,需要对各个图形对象进行布局和事件编程。

这样用户激活对应的对象时,就能执行相应的事件行为。

在MATLAB中,所有对象都可以使用M文件进行编写,GUI也是一种MATLAB对象,可以用M文件创建。

同时,使用M文件创建GUI 的方法也是最基础的,使用其他方法创建GUI界面时,实现图形界面的各种功能时,也需要编写相应的程序代码。

1.2 交互式控制系统分析设计实例
对于一个简单GUI对象可以用M文件来创建,其与用户之间的互动通过键盘和鼠标操作来实现。

对于这一类GUI对象适合用M文件来直接编写,而不适合用GUIDE来创建。

下面以控制系统的时域分析响应为例设计界面,从前面的介绍可以知道,对于二阶系统来说,阻尼比越大,系统的超调量越大,调节时间越短,实验可知,当=0.707时是最佳阻尼比。

设计可以交互设置取值的界面,观察取不同的值时,对输出响应的
影响。

下面详细介绍创作该界面的过程。

(1)产生图形窗和轴位框。

2 结语
本文主要利用MATLAB语言,实现了计算机辅助分析控制系统的功能。

结合了控制系统的实例,详细介绍了借助于MATLAB进行控制系统分析、研究与实验的方法与过程。

由于时间有限,本文可能还存在着许多不足之处,同时关于本文所研究的问题也还有许多后续的工作需要进一步来学习和研究,如使用SIMULINK来进行控制系统的建模、动态仿真及综合分析以及对于离散系统和现代控制理论的分析等,希望在以后的学习中能够在此基础上进行研究。