吊车滑膜变结构控制非连续系统的Simulink仿真方法研究课件.docVIP

非连续系统的Simulink仿真方法研究 向博1，高丙团1，张晓华1，胡广大2 (1哈尔滨工业大学电气工程学院，哈尔滨 150001；2哈尔滨工业大学航天学院，哈尔滨 150001) 摘 要：针对滑模变结构控制、最优控制等控制系统中出现的由于不连续性问题而直接影响Simulink仿真速度和仿真效果的情况，分析了该现象产生的原因，并提出了相应的解决策略。结合吊车防摆变结构控制系统，采用提出的解决方案进行了Simulink仿真实验研究，仿真实验的结果证明所提出的策略对于解决这类不连续性仿真问题具有较好的效果。最后，给出了解决和避免这种问题的几点建议。 关键词：非连续系统；Simulink仿真；滑模变结构控制；吊车 文章编号： 中图分类号：TP391.9 文献标识码：A Simulink Simulation Research of Uncontinuous System XIANG Bo, GAO Bing-tuan, ZHANG Xiao-hua, HU Guang-da (School of Electrical engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China; 2School of Astronautics, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China) Abstract: The Simulink simulation speed and effect are decreased because of the uncontinuous functions in the uncontinuous systems, such as sliding mode variable structure control systems, optimal control systems and so on. In this paper, the reasons caused the problem are analyzed in detail and corresponding resolving methods are also developed. Based on the presented methods, the Simulink simulation on variable structure control of an overhead crane system is studied, and the simulation results demonstrated the effectiveness of the prompted Simulink simulation schemes. Finally, some suggestions on the problem are summed up. Keywords: uncontinuous system; Simulink simulation; sliding mode variable structure control; overhead crane 引 言 Simulink是MathWorks公司于1990年推出的产品，是用于MATLAB下建立系统框图和仿真的环境。该环境刚推出时的名字叫Simulab，由于其名字很类似于当时的一个很著名的语言——Simula语言，所以次年更名为Simulink。从名字上看，立即就能看出该程序有两层含义[1]，首先，“Simu”一词表示它可以用于计算机仿真，而“Link”一词表明它能进行系统连接，即把一系列模块连接起来，构成复杂的系统模型。正是由于它的这两大功能和特色，使得它成为仿真领域首选的计算机环境。 Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿真分析的软件包，它支持连续、离散及两者混合的线性和非线性系统，也支持具有多种采样速率的多速率系统。其利用数学模型来获取系统的一些重要特性参数，这些数学模型通常是以时间为变量的常微分方程来描述，并用数值方法进行计算机仿真求解。 所以，Simulink软件包常被用于运动学仿真来反复求解 机构运动约束方程[2]，通过积分获得最终的速度(或加速度)， 从而确定机构运动的位置(和速度)。图1为运动学仿真的流 程图，它描述了诸如MATLAB仿真工具箱Simulink仿真软件 包的仿真步骤和流程[2]。 图1 运动学仿真流程框图 利用Simulink仿真软件包来求解机构运动，比通常求解机构运动的方法具有许多优点。最显著的优点是位置求解问题可以用软件包隐式求解，使用者只需为仿真提供