【正文】 %amp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$U*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$U*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQc UE%amp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$U*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$U*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 這也使得系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行和調(diào)試運(yùn)行過程中的效率更高，對(duì)線性系統(tǒng)理解更全面。 表 43 線性系統(tǒng)空間分析應(yīng)用函數(shù) 對(duì)李雅普諾夫法穩(wěn)定性分析，設(shè)計(jì)如圖 411 所示的 GUI 界面，對(duì)內(nèi)部進(jìn)行編程，應(yīng)用表 43所示函數(shù)設(shè)計(jì)如下 GUI 界面。 圖 45 狀態(tài)空間模 型的建立與轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)調(diào)試結(jié)果 22 線性系統(tǒng)的時(shí)域、頻域分析設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 線性系統(tǒng)時(shí)域分析設(shè)計(jì)已經(jīng)在第 3 章實(shí)現(xiàn)，下面是線性系統(tǒng)頻域分析的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。如圖 41 所示的四個(gè)按鈕。函數(shù)輸出參數(shù)表 y， x， t表達(dá)在某時(shí)刻 t，輸入 x 所引起的輸出為 y，均為向量形式?；卣{(diào)程序的主要語句或函數(shù)及其功能說明： （ 1） 語句 :t=str2num（ get（ handles。 Callback 屬性：該屬性的取值是一個(gè)字符串。 15 圖 32 GUIDE編輯界面 其中各控件的名稱如下： 1． 靜態(tài)文本 （ Static Text） 2． 編輯框（ Edit Text）控件 3． 列表框（ Listbox）控件 4． 滾動(dòng)條（ Slider）控件 5． 按鈕（ Push Button）控件 6． 開關(guān)按鈕（ Toggle Button）控件 7． 單選按鈕（ Radio Button）控件 8． 按鈕組（ Button Group）控件 控件常用的屬性有； String 屬性：該屬性的取值是一份字符串。該階段的主要工作是利用設(shè)計(jì)向?qū)?gòu)造整個(gè)圖形界面的布局，合理 設(shè)計(jì)菜單、按排控件位置等，并進(jìn)行必要的屬性設(shè)置。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，一個(gè)優(yōu)良的圖形用戶界面英語有以下特性：（ 1）可使用性；（ 2）靈活性；（ 3）復(fù)雜性和可靠性。 12 本章小結(jié) 本章主要對(duì)線性系統(tǒng)的理論進(jìn)行分析與研究，其中包括建立傳 遞函數(shù)數(shù)學(xué)模型、零極點(diǎn)增益數(shù)學(xué)模型、狀態(tài)空間數(shù)學(xué)模型、線性系統(tǒng)的時(shí)域、頻域分析、根軌跡的分析和線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析的理論知識(shí)。 線性系統(tǒng)的可控性與可觀性分析 在狀態(tài)空間分析中，系統(tǒng)的可控性與可觀性也是非常重要的概念。 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析 李雅普諾夫穩(wěn)定性分析 設(shè)系統(tǒng)的狀態(tài)方程為 ? ?,x f X t? (218) 式中 X—— 系統(tǒng)的狀態(tài)向量，是 1n? 矩陣； ? ?tXf , —— 狀態(tài)向量 X 及時(shí)間 t 的函數(shù)向量。橫坐標(biāo)都是角頻率 ? ，是按常用的對(duì)數(shù)刻度即 ?log ，對(duì)數(shù)相 頻特性的縱軸坐標(biāo)是 ???? ，其單位為角度；對(duì)數(shù)相頻特性的縱軸坐標(biāo)是 ? ? ? ??? AL log20? ，其單位為分貝 ? ?dB 。 9 設(shè)有穩(wěn)定的線性定常系統(tǒng)，在正弦信號(hào)作用下，其振幅之比相對(duì)于正弦信號(hào)角頻率之間的關(guān)系叫做相頻特性；其相位與輸入正弦信號(hào)的相位之差相對(duì)于正弦信號(hào)角頻率之間的關(guān)系叫相頻特性。 調(diào)節(jié)時(shí)間是指階躍響應(yīng)曲線只能夠超過附近 5%的誤差而不再超出的最小時(shí)間。通常將控制系統(tǒng)跟跟蹤或復(fù)現(xiàn)階段輸入信號(hào)相應(yīng)的指標(biāo)作為系統(tǒng)控制性能的指標(biāo)。 2）根軌跡對(duì)稱于實(shí)軸，其實(shí)與開環(huán)極點(diǎn)，終止于開環(huán)零點(diǎn)與無窮遠(yuǎn)。 它是一種表示特征方程的根與某一參數(shù)的全部數(shù)值關(guān)系的圖解方法。 連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型為： ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?x t Ax t Bu ty t Cx t D u t??????? （ 26） 式中 ??tu 為 1?r 的系統(tǒng)控制輸入（ r個(gè)）向量； ??xt 為 1?n 的系統(tǒng)狀態(tài)變量； ??ty為 1?m 的系統(tǒng)輸出向量； A為 nn? 的系統(tǒng)矩陣（狀態(tài)矩陣），有控制對(duì)象的參數(shù)決定；B為 rn? 的控制矩陣（輸入矩陣）； C為 nm? 的輸出矩陣（觀測矩陣）； D為 rm? 的輸入輸出矩陣（直接傳輸矩 陣）。 6 傳遞函數(shù) ??sG 的拉普拉斯變換是脈沖響應(yīng) ??tg 。傳遞函數(shù)模型分為連續(xù)和離散兩種。 線性系統(tǒng)模型已被廣泛用于工程、生物、人體、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)問題的研究。與經(jīng)典線性控制理論相比，現(xiàn)代線性系統(tǒng)主要特點(diǎn)是：研究對(duì)象一般是多變量線性系統(tǒng)，而經(jīng)典線性理論則以單輸入單輸出系統(tǒng)為對(duì)象；除輸入和輸出變量外，還描述系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)的變量；在分析和綜合方面以時(shí)域方法為主而經(jīng)典理論主要采用頻域方法 ， 使用更多數(shù)據(jù)工具。在研發(fā)部門和決策部門進(jìn)行溝通的過程中 ， GUI 就顯得特別重要，決策人不了解具體的代碼，而研發(fā)者想讓項(xiàng)目得到?jīng)Q策人的肯定，就必須向決策人 提供圖文并茂的界面，甚至達(dá)到多媒體的效果，這樣可以讓決策人清楚地理解項(xiàng)目的精髓，作出正確的、有益于研發(fā)部門的判斷。最常見的激活方法是用鼠標(biāo)或其他單擊設(shè)備去控制屏幕上鼠標(biāo)指針的運(yùn)動(dòng)。在學(xué)習(xí) MATLAB 過程中了解到它具有強(qiáng)大的數(shù)學(xué)應(yīng)用功能，MATLAB 的 GUI 是圖形用戶界面，可以通過設(shè)置用戶界面調(diào)用內(nèi)部函數(shù)，從而進(jìn)行計(jì)算。該界面人機(jī)交互性好，能對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的可視化仿真分析，在教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、工程中 具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。令人興奮的事，對(duì)于絕大多數(shù)使 用 GUI 的計(jì)算機(jī)用戶都知道如何去應(yīng)用 GUIDE 的標(biāo)準(zhǔn)控件，這也為 GUI 設(shè)計(jì)提供了廣闊的前景。但是 3 MATLAB 提供了一個(gè)簡便的開發(fā)環(huán)境，可以讓研究者很快的上手，讓研究者更加專注于更需要的其他地方，提高研究者的效率。例如一個(gè)電子放大器，在小信號(hào)下就可以看作是一個(gè)線性放大器，只是在大范圍時(shí)才需要考慮其飽和特性即非 線性特性。 論文安排 第 1 章概述，介紹課題研究目的和意義， GUI 圖形用戶界面的概述和線性系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用。 設(shè) ??tu 和 ??ty 及各階導(dǎo)數(shù)在 t=0 時(shí)的值均為零，即是零初始條件，則對(duì)上式中各項(xiàng)分別求拉普拉斯變換，并令 ? ? ? ?? ?tusY ?? ， ? ? ? ?? ?tusU ?? ，可得 s 代數(shù)方程為： ? ? ? ? ? ? ? ?sUbsbsbsbsYasasasa mmmmnnnn ????????? ???? 11101110 .. ... . 于是，由定義得系統(tǒng)傳遞函數(shù)為： ? ? ? ?? ?nnnnmmmm asasasa bsbsbsbsU sYsG ???? ?????????11101110 ? ? （ 22） 傳遞函數(shù)具有以下性質(zhì)： 傳遞函數(shù)是復(fù)變量 s 的有理真分式函數(shù)，具有復(fù)變函數(shù)的所有性質(zhì) nm? 且所有系數(shù)均為實(shí)數(shù)。可以說零極點(diǎn)增益模型是傳遞函數(shù)的一種特殊形式。 線性系統(tǒng)的根軌跡分析 閉環(huán)系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)的基本性能，有閉環(huán)極點(diǎn)在根平面上的分布所確定。因此，所謂根 軌跡，是指當(dāng)系統(tǒng)某一可變參數(shù)有??0 時(shí)，系統(tǒng)極點(diǎn)在 s 平面上所描繪出來的軌跡。 5）根軌跡與虛軸的交點(diǎn)可計(jì)算確定。 線性控制系統(tǒng)的指標(biāo)有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種。當(dāng)建立起系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型后，就可以采用各種方法分析系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)。 峰值：幅頻特性的最大值。 反饋控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是， Nyquist 曲線按逆時(shí)針包圍臨界點(diǎn)（ 1， j0）的函數(shù) p 等于開環(huán)傳遞函數(shù)位于右半 s 平面的極點(diǎn)數(shù)，否則閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。如果系統(tǒng)是線性定常系統(tǒng)，則 ? ?,f X t AX? ，而且當(dāng) A 為非奇異矩陣時(shí)，該系統(tǒng)只有一個(gè)平衡狀態(tài)；當(dāng) A為奇異矩陣時(shí)，該系統(tǒng)有無窮多個(gè)平衡狀態(tài)。系統(tǒng)的可控性與客觀性從狀態(tài) 的控制能力和狀態(tài)的識(shí)別能力兩個(gè)方面反映系統(tǒng)本身的內(nèi)在特性，往往是確定最優(yōu)系統(tǒng)是否有解的先決條件，對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。 GUI 設(shè)計(jì)不能是“即所需即添加”的原則，這樣設(shè)計(jì)出來的界面效果會(huì)大打折扣。而 GUIDE 是一個(gè)專用于 GUI 程序設(shè)計(jì)的快速開發(fā)環(huán)境，使用者通過鼠標(biāo)就能迅速的產(chǎn)生各種 GUI 控件，從而幫助用戶方便地設(shè)計(jì)各種符合要求的圖形用戶界面。 一個(gè) GUI應(yīng)用軟件的實(shí)現(xiàn)，最終是要通過對(duì)控件對(duì)象的操作來完成，而這些操作必定是通過 MATLABE 中函數(shù)代碼的執(zhí)行來實(shí)現(xiàn)。 FontName 屬性：該屬性的取值是控制對(duì)象標(biāo)題等使用字體的字庫名，必須是系統(tǒng)支持的各種字庫。由于實(shí)際應(yīng)用中遇到的問題不同，因而要設(shè)置哪些對(duì)象的屬性，哪些可以不設(shè)置，都需對(duì)具體問題具體分析，其設(shè)置也不盡相同。string39。 為了判斷分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，對(duì)該烯烴進(jìn)行理論分析結(jié)果如下： 典型二階系統(tǒng)傳遞函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)為： ? ?2222 nnn wsss ??? ???? （ 32) 比較 （ 31） 、（ 32） 兩式，可得到該系統(tǒng)的自然頻率為 ? ?12 .46 3 /n rad s? ?? ，阻尼比為 428 62 6? ??因?yàn)?0 1? ，故該系統(tǒng)為無零點(diǎn)欠阻尼二階系統(tǒng)。 20 圖 42線性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型界面設(shè)計(jì) 應(yīng)用下表函數(shù)建立數(shù)學(xué)模型： 表 41建立數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用函數(shù) 函數(shù) 功能 tf 建立傳遞函數(shù)模型 zpk 建立零極點(diǎn)函數(shù)模型 ss 建立狀態(tài)空間函數(shù)模型 點(diǎn)擊圖 42 中建立傳遞函數(shù)模型的按鈕，彈出圖 43 圖 43 傳遞函數(shù)模型的建立和轉(zhuǎn)換調(diào)試結(jié)果 21 分子分母對(duì)應(yīng)的 edit 框中輸入數(shù)值，點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕，即可建立傳遞函數(shù)模型，同時(shí)還可以把傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)化為零極點(diǎn)增益模型和狀態(tài)空間模型。 圖 46 伯德圖調(diào)試結(jié)果 下圖是對(duì)奈奎斯特曲線的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，在分子分母對(duì)應(yīng)的 edit 框中輸入想要計(jì)算的 23 式子得分子分母，通過調(diào)用 M 文件函數(shù)實(shí)現(xiàn)求取實(shí)部、虛部、頻率和繪制奈奎斯特曲線。 函數(shù) 功能 lyap 求特征值 eig 李雅普諾夫法 ctrb 求系統(tǒng)的秩 rank 求系統(tǒng)的矩陣 26 圖 412 系統(tǒng)的可觀性矩陣及其秩調(diào)試