matlab的學(xué)科應(yīng)用ppt課件-文庫(kù)吧資料
2025-05-11 18:19本頁(yè)面
【正文】 理任務(wù)。 （ 3）求臨界穩(wěn)定增益。 sisotool SISO設(shè)計(jì)器通過(guò)零極點(diǎn)配置、根軌跡分析、系統(tǒng)波特圖分析等傳統(tǒng)的方法對(duì)線性系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 （ 1）建立系統(tǒng)模型，然后啟動(dòng) SISO設(shè)計(jì)器。 【 例 】 在圖 ， Gc(s)是一比例環(huán)節(jié)。r.39。39。Impulse39。Step39。)。 impulse(Cloop, 39。 %構(gòu)造閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù) step(Cloop)。 G2 = zpk([0 2],10,1)。 試?yán)?M A T L A B 控制系統(tǒng) 工具箱求出負(fù)反饋結(jié)構(gòu)的時(shí)域響應(yīng)曲線。 使用控制系統(tǒng)工具箱中的函數(shù)還可以進(jìn)行各種系統(tǒng)的補(bǔ)償設(shè)計(jì)，如 LQG（線性二次型設(shè)計(jì)）、 Root Locus（線性系統(tǒng)的根軌跡設(shè)計(jì)）、 Pole placement（線性系統(tǒng)的極點(diǎn)配置）、 Observerbased regulator（線性系統(tǒng)觀測(cè)器設(shè)計(jì)）等 應(yīng)用實(shí)例 【例 1 2 . 4 】 圖 1 2 . 2 所示為一典型線性反饋控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。在 SISO設(shè)計(jì)器中，用戶可以同時(shí)使用根軌跡圖與波特圖，通過(guò)修改線性系統(tǒng)零點(diǎn)、極點(diǎn)以及增益等傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行SISO線性系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 控制系統(tǒng)工具箱提供了 GUI和命令行兩種方式進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。每一種模型形式都有相應(yīng)的LTI對(duì)象的表達(dá)。命令行方式調(diào)用各種函數(shù)完成模型分析?？刂葡到y(tǒng)工具箱能夠完成系統(tǒng)的時(shí)域和頻域分析。 [x,fval]=fmincon(xymb,x0,A,b) MATLAB在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 控制系統(tǒng)的分析工具包括控制系統(tǒng)工具箱（ Control System Toolbox）、系統(tǒng)辨識(shí)工具箱（ System Identification Toolbox）、模糊邏輯工具箱（ Fuzzy Logic Toolbox）、魯棒控制工具箱（ Robust Control Toolbox）、模型預(yù)測(cè)控制工具箱（ Model Predictive Control Toolbox）、線性矩陣不等式工具箱（ LMI Control Toolbox）等。484。 b=[400。 1 0。 A=[1 0 0 0。1。 （ 2）主程序 x0=[1。試制定出資金的使用計(jì)劃，以使 4年效益之和為最大。 3．非線性規(guī)劃 求解非線性規(guī)劃問(wèn)題的函數(shù)是 fmincon，其調(diào)用格式為 [x, fval] = fmincon(f, x0, A, b, Aeq, beq, lb, ub) 其中， x0是初值，其余參數(shù)含義與 linprog函數(shù)的相同。在安排 3種產(chǎn)品的計(jì)劃時(shí)，不得超過(guò)設(shè)備 A、 B的可用工時(shí)，材料消耗總量不得超過(guò)材料 C、 D的供應(yīng)量，生產(chǎn)的產(chǎn)量不能小于零。已知在計(jì)劃期內(nèi)設(shè)備的加工能力各為 200臺(tái)時(shí)，可供材料分別為 360kg、300kg；每生產(chǎn)一件甲、乙、丙 3種產(chǎn)品，企業(yè)可獲得利潤(rùn)分別為 50元，假定市場(chǎng)需求無(wú)限制。某企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)計(jì)劃生產(chǎn)甲、乙、丙 3種產(chǎn)品。函數(shù)中的各項(xiàng)參數(shù)是 線性規(guī)劃問(wèn)題 標(biāo)準(zhǔn)形式中的對(duì)應(yīng)項(xiàng)， x 、 b 、 b e q 、 lb 、 ub 是向量 ， A 、 Ae q 為矩陣 ， f 為目標(biāo)函數(shù)。 2 ．線性規(guī)劃 研究線 性約束條件下線性目標(biāo)函數(shù)的極值問(wèn)題的數(shù)學(xué)理論和方法，用線性規(guī)劃求解的典型問(wèn)題有運(yùn)輸問(wèn)題、生產(chǎn)計(jì)劃問(wèn)題、配套生產(chǎn)問(wèn)題、下料和配料問(wèn)題等。 求解得到： x = fval = ? 即剪掉的正方形的邊長(zhǎng)為 ，水槽的容積最大，最大容積為 2m3。 【 例 】 對(duì)邊長(zhǎng)為 3m的正方形鐵板，在 4個(gè)角剪去相等的正方形以制成方形無(wú)蓋水槽，問(wèn)如何剪法使水槽的容積最大？ 設(shè)剪去的正方形的邊長(zhǎng)為 x，則水槽的容積為 (3 ? 2x)2x。使用優(yōu)化工具箱，先要定義目標(biāo)函數(shù)和約束條件，然后設(shè)置優(yōu)化參數(shù)（如算法），最后調(diào)用優(yōu)化工具求解。 2．優(yōu)化函數(shù) 表 1 2 . 1 優(yōu)化工具箱中的 常用 函數(shù) 函 數(shù) 描 述 f g o a l a t t a i n 多目標(biāo)達(dá)到問(wèn)題 f m i n b n d 有約束的一元函數(shù)最小值求解 f m i n c o n 多變量有約束非線形函數(shù) 極小值 f m i n i m a x 最大最小化 f m i n s e a r c h 采用 N e l d e r M e a d 簡(jiǎn)單搜尋法求多變量無(wú)約束函數(shù)極小值 f m i n u n c 采
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