基于matlab的离散控制系统仿真

2014 / 2015 学年第 1 学期

计算机控制技术 实

班 级 学 生 指 导 验 报 告

学 号 1108030301 姓 名 蔡 梦 教 师 张 坤 鳌

实验二 基于 Matlab 的离散控制系统仿真

一、 实验目的和要求：

1、 学习使用 Matlab 的命令对控制系统进行仿真的方法

2、 学习使用 Matlab 中的 Simulink 工具箱进行系统仿真的方法

二、 实验环境

X86系列兼容型计算机，Matlab软件

三、 实验原理

1、控制系统命令行仿真

1）建立如图所示一阶系统控制模型并进行系统仿真：

一阶系统闭环传递函数为G（S）=

s1?333s=s?3，转换为离散系统脉冲传递

函数并仿真。

2）建立如图所示二阶系统控制模型并进行系统仿真：

52s(s?2?0.4?5)25251?s(s?2?0.4?5)=s2?2?0.4?5s?52， 二阶系统闭环传递函数为G（S）=

转换为离散系统脉冲传递函数并仿真，改变参数，观察不同的系统的仿真结果。

2、控制系统的 Simulink 仿真

实验一 基于Matlab的控制系统模型

姓名 学号 班级机械

一、实验目的

1) 熟悉Matlab的使用环境，学习Matlab软件的使用方法和简单编程方法。2) 学习使用Matlab软件进行拉氏变换和拉式反变换的方法。 3) 学习使用Matlab软件建立、转换连续系统数学模型的方法。 4) 学习使用Matlab软件分析控制系统稳定性的方法。

二、实验原理

1. 拉氏变换和反拉氏变换 (1) 拉氏变换

syms a w tf1=exp(-a*t)laplace(f1)f2=t-t?2laplace(f2)f3=t*exp(-a*t)

laplace(f3)f4=sin(w*t)laplace(f4)f5=exp(-a*t)*cos(w*t)laplace(f5)(2) 拉氏反变换

1

syms s a wf1=1/silaplace(f1)f2=1/(s+a)ilaplace(f2)f3=1/s^2…

ilaplace(f3)f4=w/(s^2+w^2)ilaplace(f4)f5=1/(s*(s+2)^2*(s+3))ilaplace(f5)2. 控制系统模型的建立和转化 传递函数模型：

G(s)?numbsm?b2sm?1?…?+bm

本 科 毕 业 设 计

（ 2008 届）

题 目 学 院 专 业 班 级 学 号 学生姓名 指导教师 完成日期

基于Matlab的DSP控制系统

仿真研究

信息科学与工程学院

通信工程

2008年5月

信息科学与工程学院毕业(设计)论文 .i.

A Dissertation Submitted to Ningbo University For the degree of Bachelor of Engineering

Matlab Based Simulation on Control System used DSP

Written by Wuxi Ma

Directed by Dr. Ge Yinghui

Ningbo University, Ningbo, China

May,2008

信息科学与工程学院毕业(设计)论文 .i.

基于Matlab的DSP控制系统仿真研究

【摘要】

传统的DSP设计开发流程分为开发设计和产品实现两个环节。这样的开发流程比较复杂，本文应用Matlab对DSP控制系统开发进行了研究。基于Matlab/Simulink 的DSP系统级设计方法，完成了从概念设计、软件仿真、 代码生成及编译链接

matlab

第35卷第5期Vol 35 No

5

2010年10月

Oct.2010

基于MATLAB的伺服压力机控制系统仿真研究

曾辉雄,叶春生,莫健华,樊自田

(华中科技大学材料成形及模具技术国家重点实验室,湖北武汉430074)

摘要:对曲柄滑块伺服压力机的机构运动和伺服电机的控制系统进行仿真研究,通过机构运动的仿真得到滑块的运动行程曲线,而电机部分的仿真主要基于对永磁同步电机的矢量控制原理进行分析与数学建模。利用Matlab/Simulink平台搭建仿真模型进行仿真实验,验证了所建模型系统符合永磁同步电机的运行特性。最后利用仿真模型给予电机不同的转矩进行仿真实验以获得不同的响应曲线,通过分析电机特性曲线来优化电机的控制策略,进而提高压力机的工作性能。

关键词:伺服压力机;永磁同步电机;Matlab/Simulink;仿真DOI:10 3969/j issn 1000 3940 2010 05 016

中图分类号:TG375 文献标识码:A 文章编号:1000 3940(2010)05 0069 07

SimulationofservopresscontrolsystembasedonMATLAB

ZENGHu

基于MATLAB软件的自动泊车控制系统设计与仿真

摘要

现代社会汽车的使用已经相当广泛。而每一个司机都会面对倒车问题，有经验的司机能够快速、准确的将汽车停到指定的位置。然而多数的司机尤其是一些刚刚考到驾照的新手们尤其对停车的问题十分烦恼。在准确性和速度之间往往很难同时满足，设想如果能有个智能装置，根据当前的车速和位置能够自动将车停到合适位置，且又同时满足快速性和准确性。本课题正是基于以上的设想，结合我们最近学习的模糊控制的相关知识以MATLAB为软件平台，搭建一个基于MATLAB的自动倒车模糊控制系统。

以往的各种传统控制方法均是建立在被控对象精确数学模型基础上的，然而，随着系统复杂程度的提高，将难以建立系统的精确数学模型。在工程实践中，人们发现，一个复杂的控制系统可由一个操作人员凭着丰富的实践经验得到满意的控制效果。这说明，如果通过模拟人脑的思维方法设计控制器，可实现复杂系统的控制，由此产生了模糊控制。模糊控制是建立在人工经验基础之上的。对于一个熟练的操作人员，他往往凭借丰富的实践经验，采取适当的对策来巧妙地控制一个复杂过程。若能将这些熟练操作员的实践经验加以总结和描述，并用语言表达出来，就会得到一种定性的、不精确的控制规则

中 北 大 学

毕业设计开题报告

学 生 姓 名： 学 院、系： 专 业：

刘泽龙

学 号： 07050541X09 信息与通信工程学院

自动化

设 计 题 目： 基于MATLAB的采样控制系统仿真软件开发

指导教师:

2011 年 4 月 2 日

林都

毕 业 设 计 开 题 报 告

1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述： 文 献 综 述 一，研究背景及意义 MATLAB: 美国Mathworks公司于1967年推出了矩阵实验室“Matrix Laboratory”（缩写为Matlab）这就是Matlab最早的雏形。开发的最早的目的是帮助学校的老师和学生更好的授课和学习。从Matlab诞生开始，由于其高度的集成性及应用的方便性，在高校中受到了极大的欢迎。由于它使用方便，能非常快的实现科研人员的设想，极大的节约了科研人员的时间，受到了大多数科研人员的支持，经过一代代人的努力，目前已发展到了7.X版本。 Matlab是一种解释性执行语言，具有强大的计算、仿真、绘图等功能。由于它使用简单，扩充方便，尤其是世界上有成千上万的不同领域的科研工作者不停的在自己的科研过程中扩充Matlab的功能

课 程 设 计 报 告

题 目 某温度控制系统的MATLAB仿真 （题目C）

过程控制课程设计任务书

题目C：某温度控制系统的MATLAB仿真

一、 系统概况：

设某温度控制系统方块图如图：

图中Gc(s)、Gv(s)、Go(s)、Gm(s)、分别为调节器、执行器、过程对象及温度变送器的传递函数；，且电动温度变送器测量范围（量程）为50～100OC、输出信号为4～20mA。Gf(s)为干扰通道的传递函数。

二、系统参数

Tm=2.5min； Kv=1.5(kg/min)/mA； T0=5min； Kf=0.8； K0=5.4C/(kg/min)； 给定值 x(t)=80C； 阶跃扰动 f(t)=10C 二、 要求：

1、分别建立仿真结构图，进行以下仿真，并求出主要性能指标：

(1)控制器为比例控制，其比例度分别为δ＝10％、20％、50％、100％、200％时，系统广义对象输出z(t)的过渡过程；

(2)控制器为比例积分控制，其比例度δ＝20％，积分时间分别为TI＝1min、3min、5min、10min时，z(t)的过渡过程；

(3)控制器为比例积分微分控制，其比例度δ＝10％，积分时间

实验 利用MATLAB进行离散控制系统模拟

本试验的目的主要是让学生初步掌握MATLAB软件在离散控制系统分析和设计中的应用。

1．连续系统的离散化。

在MATLAB软件中，对连续系统的离散化主要是利用函数c2dm( )函数来实现的，c2dm( )函数的一般格式为

C2dm( num, den, T, method)，可以通过MATLAB的帮助文件进行查询。其中：

Num：传递函数分子多项式系数； Den：传递函数分母多项式系数； T：采样周期；

Method：转换方法；

允许用户采用的转换方法有：零阶保持器（ZOH）等五种。

2．求离散系统的相应：

在MATLAB中，求采样系统的响应可运用dstep( )，dimpulse( )，dlsim( )来实现的。分别用于求取采样系统的阶跃，脉冲，零输入及任意输入时的响应，其中dstep( )的一般格式如下：

dstep( num, den, n)，可以通过MATLAB的帮助文件进行查询。其中： Num：传递函数分子多项式系数； Den：传递函数分母多项式系数； N：采样点数；

3．此外，离散控制系统也可以用simulink工具箱进行仿真，仿真界面如下

图（采样周期可以在对应模块中进行设定）

基于MATLAB的倒立摆控制系统仿真

基于MATLAB的倒立摆控制系统仿真

摘要

自动控制原理（包括经典部分和现代部分）是电气信息工程学院学生的一门必修专业基础课，课程中的一些概念相对比较抽象，如系统的稳定性、可控性、收敛速度和抗干扰能力等。倒立摆系统是一个典型的非线性、强耦合、多变量和不稳定系统，作为控制系统的被控对象，它是一个理想的教学实验设备，许多抽象的控制概念都可以通过倒立摆直观地表现出来。本文以一级倒立摆为被控对象，用经典控制理论设计控制器（PID控制器）的设计方法和用现代控制理论设计控制器（极点配置）的设计方法，通过MATLAB仿真软件的方法来实现。

关键词：一级倒立摆PID控制器极点配置

I

基于MATLAB的倒立摆控制系统仿真

Inverted pendulum controlling system simulationbased on the MATLAB

ABSTRACT

Automatic control theory (including classical parts and modern parts) is a compulsory specialized fundamental course of the

安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书

摘 要

控制系统校正属于系统设计环节，通过校正可以使系统的性能得到改善，从而使系统满足期望的性能指标。

本文主要研究线性定常系统的串联校正方法，包括串联超前校正、串联滞后校正和串联滞后超前校正。本文首先回顾了系统的时域性能指标和频域性能指标以及系统的校正方式，然后分别讨论了系统校正的根轨迹法和频率特性法。针对两种方法，分别给出了控制系统超前校正、滞后校正，滞后超前校正的理论依据、适用范围、校正步骤和相应的算法流程图，并针对各个校正方法编写了相应的MATLAB仿真程序，同时利用MATLAB的图形用户界面设计功能对控制系统校正进行了可视化界面设计，为每种校正方法设计了对应的GUI界面。针对每种方法给出具体实例验证了校正方法的有效性以及算法的正确性。

关键词： 串联校正，MATLAB，根轨迹法，频率特性法，GUI

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安徽工业大学