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1、:第4期应自炉MATLAB软件在控制系统仿真与分析中的应用MATLAB软件在控制系统仿真与分析中的应用应自炉(五邑大学电子系江门529020).主要讨论了MAB摘要对自动控制系统进行计算机仿真分析ATL软件用于控制系统。.的动态仿真并对控制系统进行频率特性分析和根轨迹分析通过举例说明MATLAB软件包可成功地,在科研、生产和教学等领域具有广泛的应用前景和推广价用于控制系统的仿真与分析值。关键词MATLAB软件控制系统仿真频域分析TheAPPlicationofMATLABinSimulationandAnalysisofControlS
2、ystemsYingZiluron,,,(EleetiedartmentuyiUniversityJiangmen529020)叩Wsraeeaerntroueesteeoutersuatonananassoeontros·AbttThPPidhmPimlidlyi王lystemsItmainlyseussesteapplieationontheynaesirnuation,requeney一doainanasisanroot0-dihfMATLABidmilfmlyd1eusanalsisoeontrosystes.Exaessowt
3、atI,5eeetiveansueeessunsimuationyflmmplhhMATAB1ffdflilandanalysisofeonrrolsystemsandhavegreatvalueinseientifieresearehandteaehingeors一,.,KywdATIABeontrolsystemsimulationfrequeney一domainanalysisM引言随着计算机技术的发展,利,是研究控制系统的重要手段。利用用计算机对控制系统进行仿真与分析计算机仿真与分析,我们可以研究控制系统的瞬态响应,频率特性,研
4、究控制系统的根轨迹和稳定性等.从而分析和设计控制系统,选择控制系统参数,验证有关控制系统的新理论和新算法。2MATLAB用于控制系统的动态仿真与分析2.1MATLAB和IMULINK简S介MATLAB是美国MathWorks公司开发的一个功能强大的数学软件包。它集数值分析、矩阵运算及图形绘制等功能于一身,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。同时.它,、、To还包含有一系列称为工具箱(olBx)的涉及许多领域的应用软件模块如信号处理图象处理控制系统分析、神经、优化、,因而成为全世界工程师、、教育家及各行各业网络统
5、计学和符号数学等科学家的专业人员“万能”的工具。,、SIMULINK是MATLAB的一个软件模块是一个建模分析与仿真多种多样的物理和数学的软件环现代电子技术1995年境.它为图形用户界面提供动态系统的结构方块图模型。SIMULINK包括有一个庞大的结构方块图库,用、,。U户可以既快又方便地对系统建模仿真而不必写任何代码程序并且sIMI.NK让你在同一个屏幕上进行仿真,.显示数据及输出数据和图形2.2控制环节,,,,.控制模IINK的DisereteLinearNonlinearConneetionsExtras5型建立要用到的环节有SI
6、MU共大模块.基本上包括了从离散系统到连续系统,线性系统到非线性系统,传递函数描述到状态空间描述等,、、、、、、、各种环节如口near线性部分变化有:加法器内积积分器放大器传递微分器函数零极点状态空间矩阵等。2.3仿真信号源U,,:,仿真信号源由SIMLINK的Sources模块定义包括一系列信号模型其中有数字时钟周期序列,信号发生器.正弦信号,阶跃信号,脉冲信号,文件,工作区变量,噪声信号.函数等。由此可见,SIMULI.。NK的提供信号源模型是非常广泛灵活的能满足大部分情况下的需要2.4仿真方式SIMULIK。N的动态仿真能力可以分
7、析研究控制系统的动态特性它具有先进的积分算法和分析函,,,。7oe一a数提供了固定步长变步长和刚性系统等种积分方法能进行MntCro仿真我们还可以选择仿真参数如仿真的起止时间,最大最小步长等。从系统的方块模型中求得系统的线性模型,得到系统的传递函数,从而分析系统的时域响应,得到控制系统的频率特性,绘制波特图等。SIMULI,,,,NK具有参数分析能力变化模型中的参数再对系统进行仿真分析求系统的频率响应可以求得系统在不同参数条件下的响应情况.或直接由系统的开环传递函数绘制根轨迹·求出系统的稳定性等的特性。2.5仿真偷出,:、、、n口口仿真
8、输出由SIMUI)NK的Siks模块确定包括有仿真示波器图形窗XY图形窗工作区变量、文件等。sIMULINK的输出形式是非常广泛的.从仿真示波器上看到的是仿真结果的动态显示效果,另外,从工作区变量输入输出仿
