Matlab与Simulink仿真+主讲郭毓+精品课件.pdfVIP

MATLAB与SIMULINK 基础 主讲 郭毓 南京理工大学自动化系 1－1 控制系统的实验方法 解析法 实验法 在实际系统中做实验 仿真实验法 物理模型—— “环境相似”、“几何相似” 数学模型——“性能相似” 1－2 仿真实验的分类与性能比较 按模型分 物理仿真：实物仿真、实时仿真、半实物仿真、在线仿真 数学仿真：数字仿真、非实时仿真、模拟仿真、离线仿真 按计算机类型分 模拟仿真 模拟计算机 模拟运放 数字仿真 数字计算机 混合仿真 分布式数字仿真（基于网络技术） 1－3 系统、模型与数字仿真 一、控制系统的组成与分类 一般反馈控制系统的组成 如雷达伺服系统 系统的分类：连续、离散（离散时间、离散事件）、连续 与离散的混合系统 二、模型的建立及其重要性 物理模型、数学模型 控制系统数字仿真是以“数学模型”为前提的，所以对于 仿真结果的“可靠性”而言，系统建模至关重要！！ 三、数字仿真的基本内容 建模（系统辨识）仿真实验结果分析 1－4 数字仿真软件 1〕 系统仿真软件的发展 程序编制阶段（Basic,Fortran,C ） 程序软件包阶段（仿真语言） 交互式语言阶段 (SIMON,CSMP,ACSL,TSIM,ESL ;1980 MATLAB) 模型化图形组态阶段（1992 Simulink） 2 〕 MATLAB 3) SIMULINK 1－5 仿真技术的应用与发展（1） 仿真的应用： 1 航空与航天工业 2 电力工业 3 原子能工业 4 石油、化工及冶金工业 5 非工程领域 1－5 仿真技术的应用与发展（2 ） 仿真的重要意义 仿真的优点：（1）经济； （2）安全； （3）快捷 仿真技术的特殊功能 （1）优化技术 （2）预测 1－5 仿真技术的应用与发展（3 ） 仿真技术的发展趋势 硬件方面：基于多CPU并行处理技术的全数字仿 真系统； 借助网络的分布式数字仿真系统将广为采用； 高效能的应用软件； 虚拟现实技术的不断完善，为控制系统数字仿真 与CAD开辟了一个新时代。 虚拟现实技术是一种综合了图形技术、多媒体技 术、传感器技术、显示技术以及仿真技术等多种 学科而发展起来的高新技术。 离散事件系统仿真。 Ch2 控制系统的数学描述 2－1 控制系统的数学模型 一、控制系统的数学模型的表现形式 1 微分方程形式 2 状态方程形式 3 传递函数形式 2 －1 控制系统的数学模型（2 ） 二、数学模型的转换 1 微分方程与传递函数形式 线性定常SISO系统，u(t)、y(t)分别为系统的 输入、输出， a y (n) +a y (n−1) ++a y ′+a y b u (m ) ++b u 0 1 n−1 n 0 m （mn） 输出系数向量 A=[a0, a 1, , an] n+1维 输出系数向量 A=[b0, b 1, , bm] m+1维 2 －1 控制系统的数学模型（3 ） 2 状态方程形式 X (t) AX (t) +BU (t) Y (t) CX (t) +DU (t) 3 传递函数形式 b s m b s m−1 b s b