smulink實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)(已修改)
2025-06-18 22:14 本頁(yè)面
【正文】 引言 “仿真 ”對(duì)應(yīng)的英文單詞是“ Simulation” ,仿真已成功應(yīng)用于工業(yè)，農(nóng)業(yè)，商業(yè)等眾多領(lǐng)域，隨之，經(jīng)過(guò)一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展歷程，仿真科學(xué)與技術(shù)已形成獨(dú)立的知識(shí)體系，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 工程系統(tǒng)正朝著更加復(fù)雜的方向發(fā)展，這主要是由于復(fù)雜的任務(wù)和高精度的要求所引起的。一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)可能有多個(gè)輸入和多個(gè)輸出，并且以某種方式相互關(guān)聯(lián)或耦合 ,可能是時(shí)變的。由于需要滿足控制系統(tǒng)性能提出的日益嚴(yán)格的要求，系統(tǒng)的復(fù)雜程度越來(lái)越大，為了分析這樣的系統(tǒng)，必須簡(jiǎn)化其數(shù)學(xué)表達(dá) 式，轉(zhuǎn)而借助于計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行各種大量而乏味的分析與計(jì)算 ,并且要求能夠方便地用大型計(jì)算機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行處理。從這個(gè)觀點(diǎn)來(lái)看，狀態(tài)空間法對(duì)于系統(tǒng)分析是最適宜的。大約從 1960 年升始發(fā)展起來(lái)。這種新方法是建立在狀態(tài)概念之上的。狀態(tài)本身并不是一個(gè)新概念，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，它已經(jīng)存在于古典動(dòng)力學(xué)和其他一些領(lǐng)域中。 經(jīng)典控制理論是建立在系統(tǒng)的輸入 輸出關(guān)系或傳遞函數(shù)的基礎(chǔ)之上的，而現(xiàn)代控制理論以 n 個(gè)一階微方程來(lái)描述系統(tǒng)，這些微分方程又組合成一個(gè)一階向量矩陣微分方程。應(yīng)用向量 矩陣表示方法，可極大地簡(jiǎn)化系統(tǒng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式 。狀態(tài)變量、輸入或輸出數(shù)目的增多并不增加方程的復(fù)雜性。事實(shí)上，分析復(fù)雜的多輸入 多輸出系統(tǒng)，僅比分析用一階純量微分方程描述的系統(tǒng)在方法上稍復(fù)雜一些。 本課程將主要涉及控制系統(tǒng)的基于狀態(tài)空間的 確定 、 然后將其進(jìn)行仿真，再對(duì)仿真做 分析與設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)目的 學(xué)習(xí) 4 階龍格 庫(kù)塔法的基本思路和計(jì)算公式，加深理解 4 階龍格 庫(kù)塔法的原理和穩(wěn)定域 。 加深理解仿真的穩(wěn)定性，仿真步長(zhǎng)對(duì)仿真精度的影響。 設(shè)計(jì)內(nèi)容 線性定常系統(tǒng) ? ?????????????????????????????????????????????????????????321321321 0016000000600120210120xxxyuxxxxxx???)(1000)0()0()0(321 tuxxx?????????????????????? 非線性系統(tǒng) ??? ??? ?? )()()()( )()()()( tytbxtsxty tytaxtrxtx?? 其中： r=, a=2?106, s=, b=1?106, x(0)=12021, y(0)=600。 設(shè)計(jì)任 務(wù) (1)查閱資料 ,確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 (2)說(shuō)明設(shè)計(jì)原理 ,構(gòu)建系統(tǒng) ,SIMULINK 仿真 (3)撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) . 所采用方法的基本思路和計(jì)算公式。 仿真步驟及說(shuō)明。 仿真過(guò)程及仿真結(jié)果分析 要點(diǎn)： （ 1）學(xué)習(xí) 4 階龍格 庫(kù)塔法的基本思路和計(jì)算公式； （ 2）為了保證仿真的穩(wěn)定 ,分析線性定常系統(tǒng) ,其最大仿真步長(zhǎng)為多少 ? 2 狀態(tài)空間模型仿真 方案設(shè)計(jì) 確定設(shè)計(jì)過(guò)程 在熟悉課題，明確任務(wù)的基礎(chǔ)上，查閱相關(guān)資料，理清設(shè)計(jì)思路，綜合考慮總的設(shè)計(jì)時(shí)間和各部分設(shè)計(jì)所需時(shí)間，最終決定將本次設(shè)計(jì)分 四步 進(jìn)行。 1． 熟悉課題，明確任務(wù)，查閱相關(guān)資料，確定總體設(shè)計(jì)方案； 2． 構(gòu)建系統(tǒng)，同時(shí)了解設(shè)計(jì)原理及基本原理； 3． 對(duì)所構(gòu)建的系統(tǒng)進(jìn)行仿真，選擇合適的步長(zhǎng)； 4. 觀察仿真結(jié)果，進(jìn)行仿真分析 。 設(shè)計(jì)基本原理 4 階龍格 庫(kù) 塔 法 是 一 種 遞
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