计算机控制系统建模讲述.doc

存档资料 成绩：　 华东交通大学理工学院 课 程 设 计 报 告 书 所属课程名称 《计算机仿真》课程设计 　　　 　　 题 目 计算机控制系统建模 　　 分 院 电气与信息工程分院 　　 　　 　 专业班级 12电力1班 学　　号 20120210470119 　 　　　　 　 　 学生姓名 李劲 　 　　　　 　 指导教师 　 李房云 　　 2015年 06月25日 引 言 课程设计简介 信息技术作为先进生产力的代表，对社会文化和精神文明产生着深刻的影响。已引起传统教育教学方式发生着深刻变化。计算机仿真技术、多媒体技术、虚拟现实技术和远程教育技术以及信息载体的多样性，使学生学习可以克服时空障碍，使教师可以呈现立体化全方位授课。同时借助于互联网的远程教育，将开辟出通达全球的知识传播通道，实现不同地区的教师、学生之间的互相对话和交流，大大提高教育系统的运作效率，而且给学习者提供一个宽松的内容丰富的学习环境，最终促使全社会教育能力的水平普遍提高。 计算机仿真技术是一种借助高速、大存储量数字计算机及相关技术，对复杂真实系统的运行过程或状态进行数字化模拟的技术。随着技术的发展，计算机仿真的应用领域越来越广，在通信，控制，航天等领域得到了广泛的应用。 MATLAB是一套高性能的数值计算和可视化软件，它集数值分析、矩阵运算和图形显示于一体，构成了一个方便的界面友好的用户环境。由控制领域专家推出的MATLAB工具箱之一的控制系统(Control System)，在控制系统计算机辅助分析与设计方面获得了广泛的应用，并且MATLAB工具箱的内容还在不断增加，应用范围也越来越宽。控制系统的分析与设计方法，不论是古典的还是现代的，都是以数学模型为基础进行的。MATLAB可以用于以传递函数形式描述的控制系统。 在本文中，我们将以常见电路设计法、数字PID闭环直流电机调速控制系统的设计和仿真实现、大林算法计算机控制系统设计、说明如何使用MATLAB进行辅助分析。Simulink仿真、计算传递函数零极点、计算闭环系统对单位阶跃输入的响应等等，都会有所涉及。 一、常用电路设计法 认识Element模块库 在Matlab6.X以上版本中，在simulink里面的“SimPowerSystems”的模块库中，包含有线路元件库（Elements）。在Elements元件库中，它基本上涵盖了绝大多数电路所需元器件，如电阻器、电容器、电感器、输电线、变压器、断路器等重要器件，其符号、名称和封装形式如图5-46所示。下面以一些典型电路的设计为例，将它们中的最常用器件的使用方法逐一进行分析和理解。 元件库Elements中的功能模块的符号、名称和封装形式 Breaker功能模块简介 设计任务1：构建下图所示的利用Breaker功能模块设计的控制电路，保存为 exm_6.mdl。需要观察：（1）控制信号；（2）负载电流波形；（3） 负载电压波形。 利用Breaker功能模块设计的控制电路仿真模型 所需功能模块 ①交流电压源（AC Voltage Source）：在SimPowerSystems的模块库中的Electrical Sources模块库中调用，按照图5-47中所示参数进行设置； ②Voltage Measurement和Current Measurement模块：在SimPowerSystems的模块库中的measurements模块中连续调用两次，并按照图5-47中所示名称进行命名为Iload和U_T； ③串联性分支模块series RLC Branch：在SimPowerSystems的模块库中的Elements模块中连续调用，构建负载ZL（包括电阻10和电感器100mH）； ④Breaker模块：在SimPowerSystems的模块库中的Elements模块库中调用； ⑤Timer模块：用于设计Breaker模块的控制波形参数，在SimPowerSystems的模块库中的Extra library里面的Control Blocks中调用； ⑥Mux模块：调用方法同前； ⑦Scope模块