【正文】 內(nèi)蒙古科技 大學(xué)課程設(shè)計(jì) II 目 錄 第 1 章 MATLAB 仿真軟件的應(yīng)用 ................................................................................3 MATLAB 的基本介紹 ............................................................................................... 3 MATLAB 的仿真 ....................................................................................................... 3 控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真 ............................................................................................. 4 小結(jié) ......................................................................................................................... 6 第 2 章 直線一級(jí)倒立擺系統(tǒng)及其數(shù)學(xué)模型 .........................................................7 系統(tǒng)組成 ................................................................................................................... 7 倒立擺的組成 ................................................................................................. 7 電控箱 ............................................................................................................. 8 其它部件圖 ..................................................................................................... 8 倒立擺特性 ..................................................................................................... 8 模型的建立 ............................................................................................................... 9 微分方程的推導(dǎo) ............................................................................................. 9 傳遞函數(shù) ........................................................................................................11 狀態(tài)空間結(jié)構(gòu)方程 ....................................................................................... 12 實(shí)際系統(tǒng)模型 ............................................................................................... 13 采用 MATLAB 語(yǔ)句形式進(jìn)行仿真 ............................................................. 15 第 3 章 直線一級(jí)倒立擺的 PID 控制器設(shè)計(jì)與調(diào)節(jié) ..................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 PID 控制器設(shè)計(jì) MATLAB 仿真 ............................................................................ 19 結(jié) 論 .................................................................................................................................. 24 致 謝 ........................................................................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 (1)MATALB語(yǔ)言體系： MATLAB是高層次的矩陣／數(shù)組語(yǔ)言．具有條件控制、函數(shù)調(diào)用、數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)、輸入輸出、面向?qū)ο蟮瘸绦蛘Z(yǔ)言特性。 (2)MATLAB工作環(huán)境：這是對(duì) MATLAB提供給用戶使用的管理功能的總稱．包括管理工作空間中的變量據(jù)輸入輸出的方式和方法，以及開發(fā)、調(diào)試、管理 M文件的各種工具。 (4)MATLAB數(shù)學(xué)函數(shù)庫(kù)：這是對(duì) MATLAB使用的各種數(shù)學(xué)算法的總稱．包括各種初等函數(shù)的算法，也包括矩陣運(yùn)算、矩陣分析等高層次數(shù)學(xué)算法。 可以看出 MATLAB是一個(gè)功能十分強(qiáng)大的系統(tǒng)，是集數(shù)值計(jì)算、圖形管理、程序開發(fā)為一體的環(huán)境。 MATLAB有幾種在不同電腦作業(yè)系統(tǒng)的版本，例如在視窗 MATLAB for Windows, SIMULINK，在麥金塔上的 MATLAB for Macintch，另外還有在 Unix上的各種工作站版本。 MATLAB 的仿真 工 具 SIMULINK MATLAB的 SIMULINK子庫(kù)是一個(gè)建模、分析各種物理和數(shù)學(xué)系統(tǒng)的軟件。 MATLAB命令窗口啟動(dòng) SIMULINK程序后 ,出現(xiàn)的界面如下。下面分別介紹 : 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 4 （ 1） 信號(hào)源 程序提供了八種信號(hào)源 ,分別為階躍信號(hào)、正弦波信號(hào)、白噪聲、時(shí)鐘、常值信號(hào)、文件、信號(hào)發(fā)生器等可直接使用。 （ 2） 信號(hào)輸出 程序提供了三種輸出方式 ,可將仿真結(jié)果通過(guò)三種方式之一如仿真窗口、文件等形式輸出。并且每種標(biāo)準(zhǔn)模式都可方便地改變參數(shù)以符合被仿真系統(tǒng)。同離散系統(tǒng)一樣 ,每種標(biāo)準(zhǔn)模式都可方便地改變參數(shù)以符合被仿真系統(tǒng)。 （ 6）系統(tǒng)連接 系統(tǒng)連接庫(kù)提供了四種模式 ,輸入、輸出、多路轉(zhuǎn)換等。 控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真 由于 SIMULINK提供了豐富的數(shù)學(xué)模型 ,且兼容于 WINDOWS,所以用 WINDOWS提供的簡(jiǎn)單命令即形成各種復(fù)雜的系統(tǒng)模型。 連續(xù)系統(tǒng) 某一位置隨動(dòng)系統(tǒng)的方塊圖如下所示 圖 傳遞函數(shù)圖 根據(jù) SIMULINK提供