【正文】 北京理工大學2014屆本科生畢業(yè)設計（論文）一、原始依據(jù)（包括設計或論文的工作基礎、研究條件、應用環(huán)境、工作目的等。）工作基礎：了解計算機控制系統(tǒng)課程涉及的基本內(nèi)容，熟練使用MATLAB 7軟件。研究條件：基于MATLAB 7的GUI（圖形用戶接口）程序設計。應用環(huán)境：基于MATLAB 7的計算控制系統(tǒng)課程圖形化的仿真平臺的設計。工作目的：熟練掌握MATLAB M文件的編寫。 掌握計算機控制系統(tǒng)課程所涉及的最小拍有紋波、最小拍無紋波系統(tǒng)以及大林算法等基本內(nèi)容。 完成基于MATLAB 7的GUI仿真平臺程序M文件設計。二、參考文獻[1]邵年華. 水文時間序列幾種預測方法比較研究[D]. 西安理工大學 2010.[2]王瑩. 基于MATLAB的永磁風力發(fā)電機動態(tài)仿真[D]. 大連理工大學 2009.[3]李興毓. 基于MATLAB的CFG樁復合地基優(yōu)化設計研究[D]. 武漢理工大學 2009.[4]黃師娟. 基于小波分析的時間序列預測模型及其應用研究[D]. 西安理工大學 2009.[5]張宇. 嵌入式電腦橫機可視化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)研究[D]. 東華大學 2009.[6]呂輝榜. 基于MATLAB快速控制原型的磁懸浮控制系統(tǒng)研究[D]. 武漢理工大學 2008.[7]朱會. 基于MATLAB的旋風分離器內(nèi)氣固兩相流場的數(shù)值模擬[D]. 北京化工大學2007.[8][D]. 電子科技大學 2007.[9][D]. 吉林大學 2006.[10]王震. 嵌入式GUI構件庫的設計與實現(xiàn)[D]. 浙江大學 2006.三、設計（研究）內(nèi)容和要求（包括設計或研究內(nèi)容、主要指標與技術參數(shù)，并根據(jù)課題性質(zhì)對學生提出具體要求。）掌握大林算法、最小拍有紋波、最小拍無紋波系統(tǒng)的算例仿真。利用MATLAB 7中的GUI工具箱完成仿真環(huán)境的平臺框架搭建。對任一用戶設定被控對象依據(jù)算法以及調(diào)節(jié)器的具體設定參數(shù)輸出系統(tǒng)運行結果。能夠?qū)嶒炂脚_的輸出結果做出效果評價。指導教師（簽字）年 月 日審題小組組長（簽字）年 月 日天津大學仁愛學院本科生畢業(yè)設計（論文）開題報告課題名稱基于MATLAB的計算機控制系統(tǒng)仿真平臺的設計系 名信息工程系專 業(yè)自動化學生姓名 杜 蓉指導教師扈書亮 課題來源及意義 計算機控制系統(tǒng)(Computer Control System，簡稱CCS)是應用計算機參與控制并借助一些輔助部件與被控對象相聯(lián)系，以獲得一定控制目的而構成的系統(tǒng)。這里的計算機通常指數(shù)字計算機，可以有各種規(guī)模，如從微型到大型的通用或?qū)Ｓ糜嬎銠C。輔助部件主要指輸入輸出接口、檢測裝置和執(zhí)行裝置等。與被控對象的聯(lián)系和部件間的聯(lián)系，可以是有線方式，如通過電纜的模擬信號或數(shù)字信號進行聯(lián)系；也可以是無線方式，如用紅外線、微波、無線電波、光波等進行聯(lián)系。被控對象的范圍很廣，包括各行各業(yè)的生產(chǎn)過程、機械裝置、交通工具、機器人、實驗裝置、儀器儀表、家庭生活設施、家用電器和兒童玩具等?？刂颇康目梢允鞘贡豢貙ο蟮臓顟B(tài)或運動過程達到某種要求，也可以是達到某種最優(yōu)化目標?？刂葡到y(tǒng)仿真是建立在控制系統(tǒng)模型基礎之上的控制系統(tǒng)動態(tài)過程試驗，目的是通過試驗進行系統(tǒng)方案論證，選擇系統(tǒng)結構和參數(shù),驗證系統(tǒng)的性能、指標等。如果這種試驗是在計算設備上實現(xiàn)的，就稱為計算機仿真。 基于MATLAB 7的GUI（圖形用戶接口）程序設計，實現(xiàn)對計算機控制系統(tǒng)仿真平臺的設計。二、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀計算機控制系統(tǒng)雖然控制規(guī)律靈活多樣，改動方便；控制精度高，抑制擾動能力強，能實現(xiàn)最優(yōu)控制；能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計和工況顯示，控制效率高；控制與管理一體化，進一步提高自動化程度。但是由于經(jīng)典控制理論主要研究的對象是單變量常系數(shù)線性系統(tǒng)，它只適用于單輸入單輸出控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的數(shù)學模型采用傳遞函數(shù)表示，系統(tǒng)的分析和綜合方法主要是基于根軌跡法和頻率法?，F(xiàn)代控制理論主要采用最優(yōu)控制、系統(tǒng)辨識和最優(yōu)估計、自適應控制等分析和設計方法。而系統(tǒng)分析的數(shù)學模型主要用狀態(tài)空間描述。隨著要研究的對象和系統(tǒng)越來越復雜，依賴于數(shù)學模型的傳統(tǒng)控制理論難以解決復雜系統(tǒng)的控制問題：(一)不確定性的模型傳統(tǒng)控制是基于模型的控制，模型包括控制對象和干擾模型。傳統(tǒng)控制通常認為模型是已知的或經(jīng)過辨識可以得到的，對于不確定性的模型，傳統(tǒng)控制難以滿足要求。　　(二)高度非線性在傳統(tǒng)的控制理論中，對于具有高度非線性的控制對象，雖然也有一些非線性控制方法可供使用，但總的來說，到2010年為止,非線性控制理論還很不成熟，有些方法又過于復雜，無法廣泛應用。　　(三)復雜的任務要求在傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，控制任務往往要求輸出量為定值或者要求輸出量跟隨期望的運動軌跡，因此控制任務比較單一。但過于復雜的控制任務是傳統(tǒng)的控制理論無能為力。三、研究目標 基于MATLAB7的GUI（圖形用戶接口）程序設計，實現(xiàn)對計算機控制系統(tǒng)仿真平臺的設計。四、研究內(nèi)容主要研究基于MATLAB的計算機控制系統(tǒng)仿真平臺的設計。了解計算機控制系統(tǒng)課程涉及的基本內(nèi)容，熟練使用MATLAB 7軟件以及基于MATLAB 7的GUI（圖形用戶接口）程序設計。并基于MATLAB 7的計算控制系統(tǒng)課程圖形化的仿真平臺的設計。五、研究方法與手段理論基礎：計算機控制系統(tǒng)，自動控制原理，MATLAB輔助控制系統(tǒng)設計與仿真，電氣控制與可編程控制器的原理與應用。研究方法與手段：充分了解MATLAB 7的計算控制系統(tǒng)課程圖形化的仿真平臺的設計，熟練使用MATLAB 7軟件以及基于MATLAB 7的GUI（圖形用戶接口）程序設計。熟練掌握MATLAB M文件的編寫。掌握計算機控制系統(tǒng)課程所涉及的最小拍有紋波、最小拍無紋波系統(tǒng)以及大林算法等基本內(nèi)容。完成基于MATLAB 7的GUI仿真平臺程序M文件設計。六、進度安排— 查找資料，通過書籍和網(wǎng)絡了解基于MATLAB的計算機控制系統(tǒng)仿真平臺的基本原理及研究方法，完成開題報告。— 熟練掌握MATLAB 7的計算控制系統(tǒng)仿真平臺的設計， 以及基于MATLAB 7的GUI（圖形用戶接口）程序設計。 — 完成基于MATLAB 7的計算控制系統(tǒng)仿真平臺的設計?！? 對仿真結果進行分析，并得出結論?！? 撰寫論文，準備答辯。七、主要參考文獻[1]邵年華. 水文時間序列幾種預測方法比較研究[D]. 西安理工大學 2010.[2]王瑩. 基于MATLAB的永磁風力發(fā)電機動態(tài)仿真[D]. 大連理工大學 2009.[3]李興毓. 基于MATLAB的CFG樁復合地基優(yōu)化設計研究[D]. 武漢理工大學 2009.[4]黃師娟. 基于小波分析的時間序列預測模型及其應用研究[D]. 西安理工大學 2009.[5]張宇. 嵌入式電腦橫機可視化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)研究[D]. 東華大學 2009.[6]呂輝榜. 基于MATLAB快速控制原型的磁懸浮控制系統(tǒng)研究[D]. 武漢理工大學 2008.[7]朱會. 基于MATLAB的旋風分離器內(nèi)氣固兩相流場的數(shù)值模擬[D]. 北京化工大學2007.[8]丘允陽. 嵌入式GUI系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 電子科技大學 2007.[9]韓雄振. 基于統(tǒng)計學的預測結構域間相互作用方法的研究[D]. 吉林大學 2006.[10]王震. 嵌入式GUI構件庫的設計與實現(xiàn)[D]. 浙江大學 2006.選題是否合適： 是□ 否□課題能否實現(xiàn)： 能□ 不能□指導教師（簽字）年 月 日選題是否合適： 是□ 否□課題能否實現(xiàn)： 能□ 不能□審題小組組長（簽字）年 月 日天津大學仁愛學院2015屆本科生畢業(yè)設計（論文）摘　　要 《計算機控制系統(tǒng)》是自動化專業(yè)的一門必修課程,其研宄對象為線性或近似線性的離散系統(tǒng)。在研宄該系統(tǒng)物理模型過程中,首先需要解決其數(shù)學描述、模型建立以及分析工具的問題,但在實際教學過程中,發(fā)現(xiàn)學生較難理解計算機控制理論的數(shù)學模型——脈沖傳遞函數(shù),所以迫切的需要增加實驗環(huán)節(jié),將枯燥的理論知識進行可視化,增加學生對計算機控制理論的感性認識,提高學習效果。然而搭建計算機控制系統(tǒng)的實驗平臺,需要購買特定的實驗儀器,這將大大地增加教學成本。但隨著科學技術水平的發(fā)展,一種綜合了計算機技術、軟件工程技術、數(shù)字信號處理技術的仿真技術的出現(xiàn),提供了新的解決途徑?？梢赃\用計算機強大的計算功能和圖像處理能力,建立起計算機控制虛擬實驗系統(tǒng)完成教學實驗。 計算機控制虛擬實驗系統(tǒng)選用了MATLAB作為開發(fā)環(huán)境,并結合使用了控制設計與仿真工具包,利用該軟件在圖形化編程方式以及交互式仿真方面的優(yōu)勢,完成虛擬實驗系統(tǒng)的開發(fā)。 該虛擬實驗系統(tǒng)配置要求低、操作簡單容易,并完全配合《計算機控制系統(tǒng)》的教學內(nèi)容,其展示的結果和曲線都是根據(jù)輸入的參數(shù)計算獲得,在可視性、互動性和科學性方面具有突出優(yōu)勢?，F(xiàn)已開始應用于教學當中,并收到了良好的效果。因此,利用計算機為本科教學設計和開發(fā)一個合適和綜合的計算機控制理論虛擬教學實驗系統(tǒng)是具有實際意義的,并且可作為大學實驗室的未來發(fā)展趨勢。關鍵詞：計算機控制系統(tǒng)；脈沖傳遞函數(shù)；MATLAB；ABSTRACTThe course of Computer Control System, a required course for Electrical Engineer, is about linear and quasilinear discrete system. The prime problems to be solved during the research on the physical model of this system are its mathematical narrative, model building and analytical tools. In practice, it is observed that students find it hard to master the mathematical model of puter control theory, namely, the pulse transfer function. Hence it is essential to visualize the abstract theories through experiments, and thus deepen student39。s understanding of puter control system. However, Building the corresponding platform of these experiments requires some specific instruments, which greatly increases the cost of instruction. Thanks to the development of science and technology, a virtual instrument technology that bines the technologies of puter science, digital signal processing, software engineering and standard bus, has provided a new solution. We could take advantage of the powerful puter and image processing capabilities of puters, and use them to build up a virtual experiment system of puter control theory for instructional use.The virtual experimental system of puter control system has MATLAB as its development environment with the bined usage of control design and simulation toolkit, and uses this software39。s advantage on graphical programming to plete the virtual experiment development of the system.This virtual experimental system requires low configuration, and it is to easy operate. Moreover, it is fully patible with the course covered by Computer Control System. Its output results and curves are all based on input parameters, and it has remarkable advantages on visibility, interaction and scientific reliability. The system has already been applied into instructions, and has received satisfying feedback. Therefore, it is practically meaningful to design a