控制系统仿真与CAD

1、计算机辅助设计（计算机辅助设计（Computer - Aided Design）2l控制系统是指由控制主体、控制客体和控制媒体组成的具有自身目标和功能的管理系统。1.1 控制系统及仿真软件概述控制系统及仿真软件概述2022-1-14 运动体运动体 多传感器多传感器 控制器控制器 运动空间构建运动空间构建 导航与控制导航与控制 信息滤波与融合信息滤波与融合 451.1 控制系统及仿真软件概述控制系统及仿真软件概述61.1 控制系统及仿真软件概述控制系统及仿真软件概述71.1 控制系统及仿真软件概述控制系统及仿真软件概述分析系统的数学模型分析系统的数学模型编写程序运算语句编写程序运算语句得到关于系

2、统输出和中间变量的得到关于系统输出和中间变量的有关数据、曲线有关数据、曲线实现对控制系统性能指标的分析实现对控制系统性能指标的分析与设计。与设计。81.1 控制系统及仿真软件概述控制系统及仿真软件概述9l实际系统的物理模型：根据相似原理，把真实系统按比例放大或缩小制成的模型，其状态变量与原系统完全相同。1.1.1控制系统模型控制系统模型10l数学模型：用数学方程（微分方程、传递函数、状态方程）或信号流程图、结构图来描述系统性能的模型。1.1.1控制系统模型控制系统模型( , , )g( )0 xf x u tx11l仿真模型：原始控制系统的数学模型不能用来直接对系统进行仿真，应该将其转换为能在

3、计算机中对系统进行仿真的模型。1.1.1控制系统模型控制系统模型( , , )g( )0 xf x u txu 传递函数模型u 状态空间模型u 动态结构图模型u 数字控制器模型121.1 控制系统及仿真软件概述控制系统及仿真软件概述13( , , )g( )0 xf x u tx( , , )g( )0 xf x u txu 传递函数模型u 状态空间模型u 动态结构图模型u 数字控制器模型14u 传递函数模型u 状态空间模型u 动态结构图模型u 数字控制器模型1516171.1 控制系统及仿真软件概述控制系统及仿真软件概述18MATLAB的语言特点的语言特点1pijikkjkca b19MAT

4、LABMATLAB的语言特点的语言特点202122231.2.1 MATLAB1.2.1 MATLAB的工作空间的工作空间（WorkspaceWorkspace）MATLAB语句的一般格式为：变量名语句的一般格式为：变量名=表达式表达式;2425l 在命令窗口的提示符号“”后输入命令，并按“Enter”键，则MATLAB立即执命令，完成相应的运算，显示结果或绘制图形。l ,和;的差别2627281.2.4 MATLAB1.2.4 MATLAB的帮助文件的帮助文件291.2.4 MATLAB1.2.4 MATLAB的帮助文件的帮助文件帮助导航面板帮助导航面板帮助显示面板帮助显示面板301.2.4

5、 MATLAB1.2.4 MATLAB的帮助文件的帮助文件311.2.4 MATLAB1.2.4 MATLAB的帮助文件的帮助文件321.2.4 MATLAB1.2.4 MATLAB的帮助文件的帮助文件331.2.4 MATLAB1.2.4 MATLAB的帮助文件的帮助文件341.2.4 MATLAB1.2.4 MATLAB的帮助文件的帮助文件35演示系统提供多种演示类型，通过研究它们来学习演示系统提供多种演示类型，通过研究它们来学习MATLABMATLAB是是一种十分有效的方式。一种十分有效的方式。1.2.4 MATLAB1.2.4 MATLAB的帮助文件的帮助文件36373839永久变量含

6、义ans计算结果的默认变量名eps机器零阈值，浮点运算的相对精度Inf无穷大，如1/0i或j虚数单位pi圆周率NaN非数变量(Not a Number)，如 0 / 0、/ nargin函数输入变量数目，用于M文件程序设计nargout函数输出变量数目，用于M文件程序设计realmax最大正实数realmin最小正实数表表1-1 常用的永久变量常用的永久变量40414243(4) 若赋值，则默认值将被所赋的值临时覆盖。如果使用clear命令清除MATLAB内存中的变量，或者MATLAB的命令窗口被关闭后重新启动，不管永久变量曾经被赋值与否，所有的永久变量将被重新设置为默认值。 44(5) 在遵循IEEE算法规则的计算机上，被0除是允许的。它不会导致程序执行的中断，系统会给出警告信息，且用一个特殊的名称(如Inf，NaN)记述。45461,2,3;4+5,6,1;sin(pi/2),0,1*0,1,2;9,1,2;4,3,2+0,1,2;9,1,2;4,3,24748495