【正文】 [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) 2020. [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) 2020. [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) 2020. [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) 2020. [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) 2020. [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) 2020. [8]丘允陽(yáng) . 嵌入式 GUI 系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn) [D]. 電子科技大學(xué) 2020. [9]韓雄振 . 基于統(tǒng)計(jì)學(xué)的預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)域間相互作用方法的研究 [D]. 吉林大學(xué) 2020. [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) 2020. 選題是否合適： 是□ 否□ 課題能否實(shí)現(xiàn)： 能□ 不能□ 指導(dǎo)教師（簽字） 年 月 日 選題是否合適： 是□ 否□ 課題能否實(shí)現(xiàn)： 能 □ 不能□ 審題小組組長(zhǎng)（簽字） 年 月 日 天津大學(xué)仁愛(ài)學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘 要 《計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)》是自動(dòng)化專業(yè)的一門(mén)必修課程 ,其研宄對(duì)象為線性或近似線性的離散系統(tǒng)。然而搭建計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái) ,需要購(gòu)買(mǎi)特定的實(shí)驗(yàn)儀器 ,這將大大地增加教學(xué)成本?？梢赃\(yùn)用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算功能和圖像處理能力 ,建立起計(jì)算機(jī)控制虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)完成教學(xué)實(shí)驗(yàn)。 該虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)配置要求低、操作簡(jiǎn)單容易 ,并完全配合《計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)》的教學(xué)內(nèi)容 ,其展示的結(jié)果和曲線都是根據(jù)輸入的參數(shù)計(jì)算獲得 ,在 可視性、互動(dòng)性和科學(xué)性方面具有突出優(yōu)勢(shì)。因此 ,利用計(jì)算機(jī)為本科教學(xué)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)一個(gè)合適和綜合的計(jì)算機(jī)控制理論虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是具有實(shí)際意義的 ,并且可作為大學(xué)實(shí)驗(yàn)室的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。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。 laboratory. Key words: Computer Control System； Pulse transfer Function。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的成本大幅度降低，另一方面計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)理論的分析方式和設(shè)計(jì)方法正不斷地日臻完善，因此運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)的離散控制方法逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)連續(xù)化控制方法成為未來(lái)發(fā)展方向。早在上世紀(jì) 50 年代，己經(jīng)形成了采樣控制系統(tǒng)的理論，隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的推廣和應(yīng)用，人們不斷總結(jié)和提高，逐步形成了較完善的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)理論。1947 年 MIT Radiation Laboratory 的霍爾維茲 ()研究 SCR584 雷達(dá)控制系統(tǒng)的過(guò)程中， 提出通過(guò)引入了一種變換方法進(jìn)行離散序列的處理方法，大大簡(jiǎn)化了運(yùn)算步驟，進(jìn)而發(fā)展起了脈沖控制系統(tǒng)理論 。上世紀(jì) 70 年代，隨著美國(guó)的 提出計(jì)算機(jī)集成制造的概念以及美國(guó)初步建成 ARPA 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，使得計(jì)算機(jī)控制理論在更多領(lǐng)域的應(yīng)用獲得了成功。 控制系統(tǒng)意味著通過(guò)它可以按照所希望的方式保持和改變機(jī)器、機(jī)構(gòu)或其他設(shè)備內(nèi)任何感興趣或可變化的量?？刂葡到y(tǒng)仿真是建立在控制系統(tǒng)模型基礎(chǔ)之上的控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程試驗(yàn) ,目的是通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行系統(tǒng)方案論證 ,選擇系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù) ,驗(yàn)證系統(tǒng)的性能指標(biāo)等。 北京理工大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 MATLAB 它具有豐富的可用于控制系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的函數(shù)， MATLAB 的控制系統(tǒng)工具箱提供對(duì)線性系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)和建模的各種算法； MATLAB 提供了交互式操作的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真、分析集成環(huán)境。對(duì)于實(shí)際控制系統(tǒng) , 利用其提供的各種模塊搭建數(shù)學(xué)模型 ,可以在示波器中迅速顯示出精確的響應(yīng)曲線 ,有利于觀察系統(tǒng)的輸出和中間過(guò)程 ,并同時(shí)得到各種信號(hào)的數(shù)值解 , 使得 課程內(nèi)容更簡(jiǎn)潔直觀地表達(dá)出來(lái) , 加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。從教學(xué)和創(chuàng)新人才培養(yǎng)的角度上講 ,由于課程中的很多作業(yè)往往需要復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算 ,筆算解答較為繁瑣甚至無(wú)法實(shí)現(xiàn) , 而利用 MATLAB 快速精確地對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)、調(diào)試和分析 ,避免了教學(xué)中將大量精力停留在復(fù)雜的數(shù)學(xué)表達(dá)式上 , 有助于學(xué)生理解抽象的概念 ,理清解題思路和方法 ,接收到更多的信息 ,有效地增大課堂容量 ,在和諧和充滿啟發(fā)的教學(xué)氛圍中 , 提高 課程的實(shí)踐效果和效率。學(xué)生在學(xué)習(xí)“計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)”課程的過(guò)程中，通常需要完成多個(gè)實(shí)驗(yàn)。因此，有必要在實(shí)驗(yàn)前使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、控制系統(tǒng)模型、可調(diào)參數(shù)等有足夠的了解。本文介紹了該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要內(nèi)容、表現(xiàn)形式、軟件設(shè)計(jì)方法 及操作流程。生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使完成某種特定功能的各事物相互之間產(chǎn)生了一定的聯(lián)系，形成各種各樣的系統(tǒng)。 50 年代至 60 年代初對(duì)洲際導(dǎo)彈和宇宙飛船姿態(tài)及軌道控制動(dòng)力學(xué)的研究，促進(jìn)了混合仿真技術(shù)的發(fā)展。 仿真技術(shù)是以相似原理、系統(tǒng)技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)的專業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)和各種物理效應(yīng)設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對(duì)真實(shí)北京理工大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 的或設(shè)想的系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)試驗(yàn)研究的一門(mén)學(xué)科綜合性技術(shù)。其重要作用可以概括為如下幾點(diǎn)： （ 1）在系統(tǒng)尚未建立之前利用仿真技術(shù)可以論證系統(tǒng)方案及其可行性，可以避免許多不必要的挫折并為系統(tǒng)設(shè)計(jì)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)； （ 2）在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中利用仿真技術(shù)可以幫助設(shè)計(jì)人員建立系統(tǒng)的模型，進(jìn)行模型驗(yàn)證與模型簡(jiǎn) 化并進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)； （ 3）在系統(tǒng)建成后，利用仿真技術(shù)可以分析系統(tǒng)工作的狀況，尋求系統(tǒng)改進(jìn)的途徑，以及找出最佳運(yùn)行參數(shù)，尤其對(duì)于復(fù)雜控制系統(tǒng)，要采用智能的高級(jí)控制算法，而每一種算法在建立前是不成熟的．這就需要采取仿真技術(shù)改進(jìn)算法，并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。物理模型仿真是以物理過(guò)程相似、幾何尺寸相似及環(huán)境條件相似為基礎(chǔ)的仿真。物理仿真的優(yōu)點(diǎn)是能最大限度地反映系統(tǒng)的物理本質(zhì)，具有直觀性及形 象化的特點(diǎn)，它能將模型中發(fā)生的綜合過(guò)程在模型中全面反映出來(lái)。而數(shù)學(xué)仿真不僅經(jīng)濟(jì)、方便、而且通用性強(qiáng)，在一定程度上滿足了小系統(tǒng)或簡(jiǎn)單系統(tǒng)的仿真。因此，把仿真技術(shù)和人工智能技術(shù)相結(jié)合發(fā)展智能仿真技術(shù)，成為仿真技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新的焦點(diǎn)。 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 雖然控制規(guī)律靈活多樣，改動(dòng)方便；控制精度高，抑制擾動(dòng)能力強(qiáng)，能實(shí)現(xiàn) 最優(yōu)控制 ；能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和工況顯示，控制效率高；控制與管理一體化，進(jìn)一步提高自動(dòng)化程度。系統(tǒng)的數(shù)學(xué) 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。而系統(tǒng)分析的數(shù)學(xué)模型主要用狀態(tài)空間描述。傳統(tǒng)控制通常認(rèn)為 模型 是已知的或經(jīng)過(guò)辨識(shí)可以得到的，對(duì)于不確定性的模型 ，傳統(tǒng)控制難以滿足要求。 (三 )復(fù)雜的任務(wù)要求在傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，控制任務(wù)往往要求輸出量為定值或者要求輸出量跟隨期望的 運(yùn)動(dòng)軌跡，因此控制任務(wù)比較單一。 本文的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排 本文采用模型建立→算法選擇→系統(tǒng)仿真的三段式步奏，完成最小拍有紋波、最小拍無(wú)紋波、大林算法等仿真設(shè)計(jì)。對(duì)仿真平臺(tái)做了簡(jiǎn)單的分析，并由此指出了本次研究的主要內(nèi)容。 MATLAB 領(lǐng)域中高效便捷的運(yùn)算和簡(jiǎn)易直觀的特點(diǎn)，以及優(yōu)秀而強(qiáng)大的仿真功能，使得它成為自動(dòng)化領(lǐng)域中最為常用的工具。 第四章是對(duì)本課題的總結(jié)與展望，分析該設(shè)計(jì)的不足并提出改進(jìn)措施。它作為一種編程語(yǔ)言和可視化工具，可解決工程、科學(xué)計(jì)算和數(shù)學(xué)學(xué)科中許多問(wèn)題。 MATLAB 的應(yīng)用非常廣泛，在很多領(lǐng)域都有著重要的地位，在大學(xué)高等數(shù)學(xué)教學(xué)上可以作為輔助工具來(lái)進(jìn)行教學(xué)。LAB 內(nèi)核及輔助工具箱，兩者的調(diào)用構(gòu)成了 MATLAB 的強(qiáng)大功能。 MATLAB 是國(guó)際上最流行的科學(xué)與工程計(jì)算的軟件工具，有人稱它為 “第四代 ”計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，它在國(guó)內(nèi)外高校和研究部門(mén)正扮演著重要的角色。本文簡(jiǎn)要提及了 MATLAB的發(fā)展史以及其基本知識(shí)，對(duì) MATLAB 的矩陣計(jì)算、數(shù)值計(jì)算尤其是圖形處理做了詳細(xì)闡述 , 包含了大量操作實(shí)例。MATLAB 系統(tǒng)由五個(gè)重要部分組成： MATLAB 的語(yǔ)言體系、 MATLAB 的工作環(huán)境、圖形系統(tǒng)、 MATLAB 的數(shù)學(xué)函數(shù)庫(kù)、 MATLAB 的應(yīng)用程序接口（ API）。它具有以下幾個(gè)特點(diǎn)： MATLAB 軟件編程效率高，易于使用： MATLAB 語(yǔ)言被 稱作 “演算紙式 ”的科學(xué)計(jì)算語(yǔ)言，它將編輯、編譯、連接和執(zhí)行結(jié)合在一起。 ，語(yǔ)句簡(jiǎn)便，內(nèi)涵非常豐富：在 MATLAB 中的用戶文件可用做庫(kù)函數(shù)來(lái)調(diào)用，用戶可根據(jù)自身開(kāi)發(fā)的需要方便地簡(jiǎn)歷和擴(kuò)充新的庫(kù)函數(shù)，以提高其使用效率和擴(kuò)充它的功能。 、方便的繪圖功能等：在 MATLAB 中，運(yùn)算符大部分無(wú)需改變，可以照搬到數(shù)組間的運(yùn)算，它不需要定義數(shù)組位數(shù)，并且包含有關(guān)于矩陣函數(shù)、特殊矩陣等專門(mén)的庫(kù)函數(shù)，使之在求解信號(hào)處理、建模和系統(tǒng)識(shí)別、控制等問(wèn)題時(shí)更為簡(jiǎn)捷、高效。還有在圖中標(biāo)出斜軸標(biāo)注、圖題、格（柵）繪制等也只需要調(diào)用相對(duì)應(yīng)的命令即可，簡(jiǎn)單易行。 (2)既具有結(jié)構(gòu)化的控制語(yǔ)句，如 for 循環(huán)、 while 循環(huán)、 break 語(yǔ)句、 if 語(yǔ)句和 switch 語(yǔ)句 。 (3)圖形功能強(qiáng)大。 (4)獨(dú)具特色的應(yīng)用工具箱。 (5)擴(kuò)展性強(qiáng)。 MATLAB 主要功能包括 : (1)數(shù)據(jù)分析、可視化 (2)數(shù)值和符號(hào)計(jì)算 (3)工程與科學(xué)繪圖 (4)控制系統(tǒng)與通訊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真 (5)數(shù)字圖像處理和信號(hào)處理技術(shù) MATLAB 工作環(huán)境 在桌面上雙擊 MATLAB 圖標(biāo)即可啟動(dòng) MATLAB 系統(tǒng)。 (2)工作空間游覽器 (Workspace)工作空間窗口是 MATLAB 一個(gè)變量管理中心，可以顯示變量的名稱、數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)、該變量的字節(jié)數(shù)及其類型，同時(shí)用不同的圖標(biāo)表示矩陣、元胞數(shù)組、字符數(shù)組、構(gòu)架數(shù)組等變量類型。 (4)當(dāng)前路徑窗口 (Current Directory)當(dāng)前路徑窗口顯示著當(dāng)前用戶工作所在的路徑。 (5))幫助游覽器 (Help Browser ) 的幫助窗口非常全面，該軟件 的所有內(nèi)容選擇 MATLAB 主窗口中 Help 下拉菜單中的前四項(xiàng)命令中的任何一項(xiàng)， 幾乎均可進(jìn)入幫助窗口。這些常量主要有 : Pi:圓周率 ans:用作結(jié)果的默認(rèn)變量名 eps:浮點(diǎn)數(shù)相對(duì)誤差 inf:無(wú)窮大 i 和 j:虛數(shù)單位 NaN 或 nan:不定數(shù) 變量是 MATLAB 的基本元素之一 ,在 MATLAB 語(yǔ)言中 ,變量的命名有如下規(guī)則 (1)變量名必須以字母開(kāi)頭 ,后面可以為其他字符 。 (3)變量名長(zhǎng)度不超過(guò) 31 位 ,超過(guò) 31 位的字符系統(tǒng)將忽略不計(jì)。 MATLAB 當(dāng)中的字符串是由 單 引號(hào)括起來(lái)的簡(jiǎn)單文本 。見(jiàn)表 21 所示。 表 22 數(shù)值運(yùn)算符號(hào)表 符號(hào) 功能 + 加法 減法 * 乘法 / 除法 \ 左除 23 所示。 取消運(yùn)行顯示 , 區(qū)分列 （） 指定運(yùn)算優(yōu)先級(jí)別 ... 續(xù)行號(hào) “ 字符號(hào)的標(biāo)示符號(hào) % 注釋語(yǔ)句 向量、矩陣與數(shù)組 1. 向量的生成 在 MATLAB 中 ,