第00章节绪论幻灯片.ppt

(3)定性仿真以非数字手段处理信息输入、建模、结果输出，建立定性模型； (4)人机和谐的仿真环境，发展可视化仿真、多媒体仿真和虚拟现实等。这些新技术、新方法必将孕育着仿真方法的新突破。 * 四、当前仿真研究的前沿课题 主要有仿真与人工智能技术的结合、分布式仿真与仿真模型的并行处理、图形与动画仿真、建模环境与仿真支持系统等。 控制系统的仿真是一门涉及到控制理论、计算数学和计算机技术的综合性科学。 * 0.4 控制系统计算机辅助设计（CAD）的主要内容及其应用 * * 1. 控制系统CAD的主要内容 控制系统CAD作为CAD技术在自动控制理论及自动控制系统分析与设计方面的应用分支，是本门课程的另一个重要内容。CAD技术为控制系统的分析与设计开辟了广阔天地，它使得原来被人们认为难以应用的设计方法成为可能。根据所使用的数学工具，控制系统的分析与设计方法可以分为如下的两大类：变换法（频域法）和状态空间法（时域法）。 * 2. 控制系统CAD的应用 (1) 控制系统CAD可以广泛地应用于工业生产部门。利用它来帮助设计实际的控制系统，不仅可以缩短设计周期，而且能够设计出性能交好的控制系统。从而有助于改进产品质量和提高劳动生产率。 (2) 控制系统CAD对于从事自动控制的研究人员来说也是必部可少的工具和手段。借助于CAD程序，研究人员可以很方便地对控制系统进行不同方法的分析和研究。从而不仅可以验证控制系统理论，而且可以进一步完善并发展控制系统的设计方法。 * (3) 控制系统CAD在控制系统教学中的应用也是十分明显的，借助于控制系统CAD程序，可以加深学生对控制系统理论的学习和理解。同时由于减少了许多繁杂的手工计算，从而可以提高学习效率。过去在课堂学习中只能举一些低阶系统和简单参数的例子，以便于手工能够计算。今天借助于计算机，更为接近实际的高阶系统也可作为学生的练习。从而使他们能得到更多的实际训练，较早地获得实际控制系统设计的经验。 0.5 基于MATLAB的控制系统仿真的现状 * 1.是目前国际控制界最流行的仿真语言 MATLAB语言由于使用极其方便、且提供了丰富的矩阵处理功能，所以很快引起了控制理论领域研究人员的高度重视，并在此基础上开发了控制理论与CAD和图形化模块化设计方法相结合的控制系统仿真工具箱，目前它已成为国际控制界最流行的仿真语言。 * 2.设计控制系统 MATLAB语言除可以进行传统的交互式编程来设计控制系统以外，可以调用它的控制系统工具箱来设计控制系统。许多控制界的使用者还结合自己的研究领域将擅长的CAD方法与MATLAB结合起来，制作了大量的控制系统工具箱，如: * 控制系统工具箱 系统辨识工具箱 鲁棒控制工具箱 多变量频域设计工具箱 分析与校正工具箱 神经网络工具箱 最优化工具箱 模糊控制工具箱等 可以说伴随着控制理论的不断发展和完善，MATLAB的工具箱也在不断的增加和完善。 * MATLAB已不仅是一般的编程工具，而是作为一种控制系统的设计平台出现的。 * 今天，MATLAB的用户团体几乎遍及西方各主要大学，公司和政府研究部门，其应用也已遍及现代科学和技术的方方面面。 * 谢 谢! * 计算机仿真技术及CAD 李国勇 谢克明 杨丽娟 编著 电子工业出版社 ——基于MATLAB的控制系统  MATLAB语言 控制系统计算机仿真 Simulink动态仿真集成环境 基于MATLAB的控制系统分析与设计 *  本书内容： * 绪 论 0.1 仿真技术简介 * 自动控制系统是由被控对象、测量变送装置、执行器和控制器所组成，当选定测量变送装置和执行器后，对自动控制系统进行设计和分析研究，也就是对被控对象的动态特性进行分析和研究，然后根据被控对象的动态特性进行控制器的设计，以求获得能满足性能指标要求的最优控制系统。 一、仿真的意义 * 在控制器类型确定后，则分析和研究控制系统的主要目的之一是获得控制器的最佳整定参数。 对于比较简单的被控对象，可以在实际系统上进行实验和调整来获得较好的整定参数。 * 但是在实际生产过程中，大部分的被控对象是比较复杂的，并且要考虑安全性、经济性以及进行实验研究的可能性等，这在现场实验中往往不易做到，甚至根本不允许这样做。例如研究导弹飞行、宇航、反应堆控制等系统时，不经模拟仿真实验就进行直接实验，将对人类的生命和健康带来很大的危险，这时，就需要把实际系统建立成物理模型或数学模型进行研究，然后把对模型实验研究的结果应用到实际系统中去，这种方法就叫做模拟仿真研究，简称仿真。 * 二、仿真的定义 仿真------就是用模型（物理模型或数学