【正文】 系統(tǒng)數(shù)字控制器的方法步下： （1）根據(jù)被控對(duì)象的數(shù)字模型求出廣義對(duì)象的脈沖傳遞函數(shù)W1（z）。最小拍實(shí)際上是時(shí)間最優(yōu)控制。例如： 對(duì)上式進(jìn)行交叉相乘，得出 對(duì)上市兩邊進(jìn)行Z反變換，得出 或?qū)懗? 上式表明，計(jì)算機(jī)（數(shù)字控制器）本次采樣輸出值u(k)與下次采樣偏差e(k+1)有關(guān)。判斷D(z)的控制算法程序。因此，當(dāng)、確定后，便可根據(jù)式（）求出數(shù)字控制系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)，它是設(shè)計(jì)數(shù)字控制器的基礎(chǔ)。零階保持器被控對(duì)象圖32 數(shù)字控制系統(tǒng)原理框圖在圖32中，設(shè)D(z)為數(shù)字控制器，為包括零階保持器在內(nèi)的廣義對(duì)象的脈沖傳遞函數(shù)。用直接設(shè)計(jì)法對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行綜合的設(shè)計(jì)，它完全是根據(jù)采樣系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行分析與綜合，并導(dǎo)出相應(yīng)的控制規(guī)律。第三章 基于MATLAB的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì) 主界面分析 在matlab mand框中，鍵入CCS，回車(chē)，提示主界面如下：圖31 MATLAB的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)的主界面主界面由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)框圖及菜單欄構(gòu)成。其中x,y,z分別構(gòu)成該曲面的x,y,z向量。 (1)極坐標(biāo)曲線(xiàn)繪制函數(shù)的調(diào)用格式:polar(theta,rho,s)其中theta和rho分別為長(zhǎng)度相同的角度向量和幅值向量,s內(nèi)容與plot()函數(shù)基本一致。)命令可以用來(lái)繪制不同線(xiàn)型、標(biāo)識(shí)和顏色的圖形,其中S為一個(gè)字符串,代表指定的線(xiàn)性、標(biāo)識(shí)和顏色。 二維圖形 MATLAB最基本的繪圖函數(shù)為plot()。 while循環(huán)的使用 num=0 while num=20 num=num+l end 運(yùn)行結(jié)果為num=21 (2)選擇控制命令 選擇控制語(yǔ)句由if引導(dǎo)的,其格式分為: ifend結(jié)構(gòu),形式為: if條件式條件塊語(yǔ)句組 end ifelseend 結(jié)構(gòu) 最簡(jiǎn)單的ifelseend結(jié)構(gòu)為: if expression {mands} end 如果在表達(dá)式中的所有元素為真,那么就執(zhí)行if和end之間的{mands}.兩個(gè)選擇的一般格式: if expression mands evaluated if True else mands evaluated if False end 多項(xiàng)選擇的一般格式: if (condition is true) mands。 end x x= 1 49 1625 36 49 64 81 while循環(huán):while循環(huán)的判斷控制可以是邏輯判斷語(yǔ)句,它的循環(huán)次數(shù)可以是一個(gè)不定數(shù)。MATLAB提供了兩種循環(huán)方式,既f(wàn)or循環(huán)和while循環(huán)。right39。 synis X y a b ?fun 1 =sin(x)+cos(y) fLml=sin(x)+cos(y) fun2=ab fun2=ab funl+fun2 ans=sin(x) +cos(y)+ ab (2)符號(hào)微積分運(yùn)算 符號(hào)極限由函數(shù)“l(fā)imit”來(lái)實(shí)現(xiàn)。生成符號(hào)方程的方法與使用sym函數(shù)生成符號(hào)函數(shù)類(lèi)似,但不能采用直接生成法生成符號(hào)函數(shù)。f=sym(39。當(dāng)結(jié)果為假時(shí)輸出為0。 ：輸入matlab程序 ：編輯完成后按保存,系統(tǒng)彈出一個(gè)save框在框內(nèi)鍵入‘’ ：在命令窗口中鍵入‘文件名’,按enter便可運(yùn)行文件中的程序。當(dāng)命令行很簡(jiǎn)單時(shí),可以釆用直接在命令窗口中逐條輸入,但當(dāng)命令行很多時(shí),釆用第一種方式顯然是很不方便的,而且不易于程序的修改,所以釆用M文件工作方式是必要的,因?yàn)镸文件工作方式可以把所要執(zhí)行的命令全部寫(xiě)在一個(gè)文本文件中,這樣程序整齊明了,便于修改和維護(hù)。 C．?dāng)?shù)組賦值 X (i) =j表示給數(shù)組X的第i個(gè)元素重新賦值j。 B．?dāng)?shù)組排序?qū)σ粋€(gè)任意給定的數(shù)組,其數(shù)組元素往往是沒(méi)有規(guī)律性的,使用sort函數(shù)組進(jìn)行排序,其使用格式如下。 (2)A (2: 6)表示訪(fǎng)問(wèn)數(shù)組A中的第2到第6個(gè)元素。 (2)x=a:increment:b創(chuàng)建從a開(kāi)始,加increment記數(shù),到b結(jié)束的行向量(increment省略便是默認(rèn)1)。特殊矩陣生成函數(shù)如表24所示。輸入的格式要求是,向量元素用“[]”括起來(lái),元素之間用空格、逗號(hào)或者分號(hào)相隔,用空格或逗號(hào)生成行向量。表21 字符串和數(shù)值轉(zhuǎn)換函數(shù)函數(shù)功能函數(shù)功能eval求字符串的值num2str數(shù)值轉(zhuǎn)換成字符串feval 求由字符串給定的函數(shù)值Setstr將ASCII碼轉(zhuǎn)換成字符串blanks (n)創(chuàng)建有n個(gè)字符串的空格str2num將字符串轉(zhuǎn)換成數(shù)值deblank去掉字符串的尾部空格lower 將字符串的字母轉(zhuǎn)換成小寫(xiě)int2str將整數(shù)轉(zhuǎn)換成字符串upper 將字符串的字母轉(zhuǎn)換成大寫(xiě) 基本運(yùn)算符號(hào)和常用函數(shù) 。 需要注意的是,用戶(hù)如果在對(duì)某個(gè)變量賦值時(shí),該變量已經(jīng)存在,系統(tǒng)則會(huì)自動(dòng)使用新值代替舊值。 變量和字符串 在MATLAB中有一些變量被預(yù)定了某個(gè)特定的值,我們把它們稱(chēng)為常量。 (3)歷史命令窗口(Command History)你已執(zhí)行過(guò)的每條命令會(huì)在此窗口中顯示，并注明了執(zhí)行時(shí)間，方便你的查詢(xún)。用戶(hù)可自由地開(kāi)發(fā)自己的應(yīng)用程序。具有豐富的繪圖命令，可以繪制二維、三維圖形，以及對(duì)圖形進(jìn)行處理和修飾。其他特點(diǎn)： (1)運(yùn)算符和庫(kù)函數(shù)極其豐富，語(yǔ)言簡(jiǎn)潔，編程效率高。并且同一個(gè)函數(shù)名fun，不同數(shù)目的輸入變量（包括無(wú)輸入變量）及不同數(shù)目的輸出變量分別代表著不同的含義[5]，這不僅使得MATLAB的庫(kù)函數(shù)功能更豐富，同時(shí)大大降低了磁盤(pán)空間的需要，使得其編寫(xiě)的M文件簡(jiǎn)單短小，快速高效。MATLAB軟件提供了一個(gè)可以集成化的開(kāi)發(fā)環(huán)境，用戶(hù)可以利用這個(gè)集成環(huán)境方便地進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真模型，執(zhí)行仿真過(guò)程，并分析仿真結(jié)果。MATLAB是數(shù)值計(jì)算的先鋒，它以矩陣作為基本數(shù)據(jù)單位，在應(yīng)用線(xiàn)性代數(shù)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、自動(dòng)控制、數(shù)字信號(hào)處理、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真方面已經(jīng)成為首選工具，同時(shí)也是科研工作人員和大學(xué)生、研究生進(jìn)行科學(xué)研究的得力工具。概括的講，整個(gè)MATLAB系統(tǒng)由兩部分組成，即MAI39。第二章 基于MATLAB的控制系統(tǒng)仿真 MATLAB簡(jiǎn)介MATLAB是MATrix和LABoratory兩詞的前三個(gè)字母組合而成，簡(jiǎn)稱(chēng)為矩陣實(shí)驗(yàn)室，被譽(yù)為“巨人肩上的工具”，它是一種以矩陣運(yùn)算為基礎(chǔ)的交互式程序語(yǔ)言。 第二章對(duì)MATLAB軟件進(jìn)行了介紹。但過(guò)于復(fù)雜的控制任務(wù)是傳統(tǒng)的控制理論無(wú)能為力。隨著要研究的對(duì)象和系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，依賴(lài)于數(shù)學(xué)模型的傳統(tǒng)控制理論難以解決復(fù)雜系統(tǒng)的控制問(wèn)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(duì)象和干擾模型。但是由于經(jīng)典控制理論主要研究的對(duì)象是單變量常系數(shù)線(xiàn)性系統(tǒng)，它只適用于單輸入單輸出控制系統(tǒng)。但是對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，數(shù)字仿真的局限性就明顯表現(xiàn)出來(lái)，首先它建立的數(shù)學(xué)模型描述能力有局限性，它不能或難以描述復(fù)雜系統(tǒng)的某些問(wèn)題或現(xiàn)象：它所使用的仿真方法主要是近似的數(shù)值解法，缺少知識(shí)推理、邏輯判斷和學(xué)習(xí)訓(xùn)練等智能特性。數(shù)學(xué)仿真是以綜合參數(shù)比例相似及信息規(guī)律傳遞相似為基礎(chǔ)的仿真?？刂葡到y(tǒng)仿真是系統(tǒng)仿真技術(shù)在控制領(lǐng)域的應(yīng)用。仿真是對(duì)真實(shí)事物的模擬，它形成于40年代二戰(zhàn)末期對(duì)火炮及飛行控制動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的研究，1948年電子微分分析器在美國(guó)的BELL實(shí)驗(yàn)室的研制成功開(kāi)創(chuàng)了計(jì)算機(jī)仿真的新紀(jì)元。基于MATLAB的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)是為了此目的而設(shè)計(jì)的。 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，是學(xué)習(xí)和掌握控制理論與自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)課程。計(jì)算機(jī)控制理論不僅形象直觀地表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容借助MATLAB仿真較強(qiáng)的交互性和豐富的表現(xiàn)力, 輸出各種參數(shù)、曲線(xiàn)和圖表,還使得原來(lái)抽象、難以理解的各種控制算法變得生動(dòng)形象。控制系統(tǒng)同時(shí)是為了使被控制對(duì)象達(dá)到預(yù)定的理想狀態(tài)而實(shí)施的。1958年美國(guó)的朱利((. Jury)發(fā)表了《數(shù)字控制系統(tǒng)》(SampledData Control System)的論文，建立了數(shù)字控制以及數(shù)字信號(hào)處理的基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)理論是以脈沖傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)線(xiàn)性或近似線(xiàn)性的數(shù)字離散控制系統(tǒng)進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)的理論。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 and develop a virtual experiment system of Computer Control System for the undergraduates. This is the direction of future development to the universities39?，F(xiàn)已開(kāi)始應(yīng)用于教學(xué)當(dāng)中,并收到了良好的效果。但隨著科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展,一種綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件工程技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的仿真技術(shù)的出現(xiàn),提供了新的解決途徑?！? 撰寫(xiě)論文，準(zhǔn)備答辯。六、進(jìn)度安排— 查找資料，通過(guò)書(shū)籍和網(wǎng)絡(luò)了解基于MATLAB的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)仿真平臺(tái)的基本原理及研究方法，完成開(kāi)題報(bào)告。研究方法與手段：充分了解MATLAB 7的計(jì)算控制系統(tǒng)課程圖形化的仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)，熟練使用MATLAB 7軟件以及基于MATLAB 7的GUI（圖形用戶(hù)接口）程序設(shè)計(jì)。四、研究?jī)?nèi)容主要研究基于MATLAB的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)?！　?二)高度非線(xiàn)性在傳統(tǒng)的控制理論中，對(duì)于具有高度非線(xiàn)性的控制對(duì)象，雖然也有一些非線(xiàn)性控制方法可供使用，但總的來(lái)說(shuō)，到2010年為止,非線(xiàn)性控制理論還很不成熟，有些方法又過(guò)于復(fù)雜，無(wú)法廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)代控制理論主要采用最優(yōu)控制、系統(tǒng)辨識(shí)和最優(yōu)估計(jì)、自適應(yīng)控制等分析和設(shè)計(jì)方法。 基于MATLAB 7的GUI（圖形用戶(hù)接口）程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)。被控對(duì)象的范圍很廣，包括各行各業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程、機(jī)械裝置、交通工具、機(jī)器人、實(shí)驗(yàn)裝置、儀器儀表、家庭生活設(shè)施、家用電器和兒童玩具等。指導(dǎo)教師（簽字）年 月 日審題小組組長(zhǎng)（簽字）年 月 日天津大學(xué)仁愛(ài)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告課題名稱(chēng)基于MATLAB的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)系 名信息工程系專(zhuān) 業(yè)自動(dòng)化學(xué)生姓名 杜 蓉指導(dǎo)教師扈書(shū)亮 課題來(lái)源及意義 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(Computer Control System，簡(jiǎn)稱(chēng)CCS)是應(yīng)用計(jì)算機(jī)參與控制并借助一些輔助部件與被控對(duì)象相聯(lián)系，以獲得一定控制目的而構(gòu)成的系統(tǒng)。）掌握大林算法、最小拍有紋波、最小拍無(wú)紋波系統(tǒng)的算例仿真。工作目的：熟練掌握MATLAB M文件的編寫(xiě)。北京理工大學(xué)2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）一、原始依據(jù)（包括設(shè)計(jì)或論文的工作基礎(chǔ)、研究條件、應(yīng)用環(huán)境、工作目的等。應(yīng)用環(huán)境：基于MATLAB 7的計(jì)算控制系統(tǒng)課程圖形化的仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)。二、參考文獻(xiàn)[1]邵年華. 水文時(shí)間序列幾種預(yù)測(cè)方法比較研究[D]. 西安理工大學(xué) 2010.[2]王瑩. 基于MATLAB的永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)仿真[D]. 大連理工大學(xué) 2009.[3]李興毓. 基于MATLAB的CFG樁復(fù)合地基優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 武漢理工大學(xué) 2009.[4]黃師娟. 基于小波分析的時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型及其應(yīng)用研究[D]. 西安理工大學(xué) 2009.[5]張宇. 嵌入式電腦橫機(jī)可視化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)研究[D]. 東華大學(xué) 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(xué) 2008.[7]朱會(huì). 基于MATLAB的旋風(fēng)分離器內(nèi)氣固兩相流場(chǎng)的數(shù)值模擬[D]. 北京化工大學(xué)2007.[8][D]. 電子科技大學(xué) 2007.[9][D]. 吉林大學(xué) 2006.[10]王震. 嵌入式GUI構(gòu)件庫(kù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 浙江大學(xué) 2006.三、設(shè)