【正文】
仿真。從分析系統(tǒng)的角度來講,我掌握了簡單控制系統(tǒng)的建模方法,例如列寫系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的微分方程,從微分方程經(jīng)過拉氏變換繪制系統(tǒng)方框圖,然后對于具體系統(tǒng)通過一定的算法得到系統(tǒng)的總傳遞函數(shù),基于所得到的傳遞函數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)性能分析。此次畢業(yè)設(shè)計建模這一塊我們重在介紹如何通過MATLAB工具求取系統(tǒng)每個環(huán)節(jié)傳遞函數(shù),然后通過一定的算法得到總傳遞函數(shù)。除建模外,我對系統(tǒng)根軌跡有了較深刻的理解。根軌跡法是一種求解閉環(huán)特征方程根的簡便圖解方法,它根據(jù)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)極點(diǎn)和零點(diǎn)的分布,依據(jù)一些簡單的規(guī)則,研究開環(huán)系統(tǒng)某一參數(shù)變化時,閉環(huán)系統(tǒng)極點(diǎn)和零點(diǎn)在s平面上的軌跡。在控制系統(tǒng)的分析中,根軌跡法是—種很適用的工程方法??梢杂糜诜治鱿到y(tǒng),而且指出了改善系統(tǒng)性能的有效途徑。在設(shè)計控制系統(tǒng)時,根軌跡法是有效的,因?yàn)樗赋隽讼到y(tǒng)開環(huán)極點(diǎn)和零點(diǎn)應(yīng)該怎樣變化,才能使系統(tǒng)的性能滿足設(shè)計指標(biāo)。對于給定被控系統(tǒng),按照預(yù)先給定系統(tǒng)的參數(shù)繪制出系統(tǒng)的根軌跡圖,并按照給定的瞬態(tài)性能指標(biāo)要求用根軌跡分析法設(shè)計串聯(lián)校正補(bǔ)償器以及求出校正前后系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。在設(shè)計過程中,根據(jù)設(shè)計中瞬態(tài)性能指標(biāo)的要求的不同,用根軌跡法對系統(tǒng)進(jìn)行串聯(lián)校正,本模塊中用到的校正方法有幾何法超前校正,最大法超前校正,滯后校正以及解析法校正。 當(dāng)然在這次畢業(yè)設(shè)計中我們也有許多不足之處:由于在畢業(yè)設(shè)計初期全局考慮不夠周全,把實(shí)驗(yàn)報告的生成考慮的不夠細(xì)致,導(dǎo)致在最后生成實(shí)驗(yàn)報告時,不得不把實(shí)驗(yàn)報告部分安排在每個分析實(shí)驗(yàn)的界面之下;本來打算把編寫的軟件進(jìn)行打包生成可執(zhí)行文件,由于時間倉促也沒有實(shí)現(xiàn);關(guān)于MATLAB與C語言等其他高級語言的接口問題也沒有涉及,總之本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)也還有較多的需要完善的地方。 我們所設(shè)計的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件只是一個單機(jī)的仿真軟件,對于用戶而言,必須每臺客戶機(jī)都裝有一套軟件,軟件投入資金大,同時,對客戶機(jī)的要求又高,以運(yùn)行很龐大的仿真軟件。我需要一個基于網(wǎng)絡(luò)平臺的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)、仿真系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以使實(shí)驗(yàn)的方式有一個本質(zhì)的改進(jìn),通過網(wǎng)絡(luò),可以使多個人同時共享一臺設(shè)備,使以前一人一臺的實(shí)驗(yàn)方式變?yōu)榱硕嗳艘慌_實(shí)驗(yàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)方式,實(shí)現(xiàn)真正的實(shí)驗(yàn)設(shè)備的共享方式。這將使更多的學(xué)生可以進(jìn)行必要的實(shí)驗(yàn),彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)設(shè)備、仿真軟件的缺乏,改善了學(xué)校的實(shí)驗(yàn)狀況,提高實(shí)驗(yàn)的開出率。同時可以降低對運(yùn)行的硬件平臺的要求,降低軟件的投入,減少軟件運(yùn)行維護(hù)的費(fèi)用,降低客戶機(jī)的配置要求。大大減少實(shí)驗(yàn)室的投入,降低辦學(xué)成本。同時,還可以便于學(xué)生自學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力。要真正實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)、仿真、數(shù)據(jù)分析等,非常困難。必須對那些仿真軟件平臺進(jìn)行研究分析和大量的二次開發(fā)工作,包括遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)、仿真平臺的理論研究、平臺的搭建、數(shù)據(jù)的傳輸、數(shù)據(jù)的安全、數(shù)據(jù)的共享、實(shí)驗(yàn)在線監(jiān)視系統(tǒng)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)情況的專家知識庫、利用知識庫提供在線操作指導(dǎo)等等。這正是該項目的難點(diǎn),也是我們繼續(xù)要開發(fā)研究的。參 考 文 獻(xiàn)[1] 張志涌編著. . 北京:北京航空航天大學(xué)出版社. 2003[2] 魏克新等編著. MATLAB語言與自動控制系統(tǒng)設(shè)計. 北京:[3] 施陽等編著 MATLAB語言精要及動態(tài)仿真工具SIMULINK 西安 西北工業(yè)大學(xué)出版社 1997[4] 胡壽松 自動控制原理 北京 國防工業(yè)出版社 1980[5] 龐國仲 編著 自動控制原理(修訂版) 合肥 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社 1998[6] 薛定宇 反饋控制系統(tǒng)設(shè)計與分析MATLAB語言應(yīng)用 北京 清華大學(xué)出版社 1998[7] 鄭君里 信號與系統(tǒng) 北京 高等教育出版社 2000[8] 施曉紅等編著 精通GUI圖形界面編程 北京 北京大學(xué)出版社 2003[9] 魏巍 編著 控制工程工具箱技術(shù) 北京 國防工業(yè)出版社 2004[9] 陳懷琛等 編著 MATLAB及在電子信息課程中的應(yīng)用 北京 電子工業(yè)出版社 2000[10] 樓順天等 基于MATLAB的系統(tǒng)分析與設(shè)計工程師軟件應(yīng)用系列 西安 西安電子科技大學(xué)出版社 1998[11] 吳大正 信號與線形系統(tǒng)分析 西安 西安電子科技大學(xué)出版社 1998[12] MATLAB User′s Mathworks Inc,1998[13] C L Phillips,R D control Cliffs,:Prentice 致 謝 在這里我要感謝所有曾經(jīng)寄予我關(guān)心和幫助的人,這篇論文的完成和他們中的任何一位都是分不開的。 首先,我要向我的指導(dǎo)老師致以由衷的感謝和誠摯的敬意,他的指導(dǎo)為我們提供了設(shè)計的主題思想,在編程過程中,他在自己的繁忙工作之余指導(dǎo)我們,檢查并排除了我們設(shè)計過程中的諸多漏洞。無論是軟件的使用,還是理論的運(yùn)用,我都有很大的收獲。在論文的編寫過程中,他給我提出寶貴的意見,并且給與細(xì)致的指導(dǎo)。最重要的是指導(dǎo)老師教會我們許多分析、解決問題的方法,這在書本中無法學(xué)到的,他的教誨培養(yǎng)了我科學(xué)的思維方法和一絲不茍的治學(xué)態(tài)度,淵博的學(xué)識更使我受益匪淺。 其次,我要感謝的是我的同伴——陶睿同學(xué),本系統(tǒng)的設(shè)計由我們共同完成。在整個設(shè)計過程中,我們配合的非常默契,共同克服困難,出謀劃策。正是由于我們的努力,整個設(shè)計才能進(jìn)行的那么順利。同時我要感謝機(jī)房的李老師,他每天按時地為我們開機(jī)房的門,為我們提供了很好的上機(jī)環(huán)境。同時也給與我們很多幫助。 再次,我要感謝大學(xué)四年所有教過我的老師和我們的輔導(dǎo)員,感謝他們四年來對我的教誨和幫助。還要感謝我們03電氣所有的同學(xué),正是可愛的你們,我的大學(xué)生活才如此的豐富多彩!最后要感謝的,是我的家人,同時將這篇論文送給他們。感謝他們生活上給我的支持和照顧,在學(xué)習(xí)上給我的關(guān)心和鼓勵,我才能安心,順利的完成大學(xué)學(xué)業(yè)。附錄一 英文科技文獻(xiàn)翻譯英文原文:Linearized Dynamic Models EXAMPLES AND CLASSIFICATIONS OF CONTROL SYSTEMS Control systems exist in a virtually infinite, both in type of application and level of sophistication. The heating system and the water heater in a house are systems in which only the sign of the difference between desired and actual temperatures is used for control. If the temperature drops below a set value, a constant heat is switched on, to be switched off again when the temperature rises above a set maximum. Variations of such relay or onoff control systems, sometimes quite sophisticated, are very mon in practice because of their relatively low cost. In the nature of such control systems, the controlled variable will oscillate continuously between maximum and minimum limits. For many applications the control is not sufficiently smooth or accurate. In the Power steering of a car, the controlled variable or system output is the angle of the front wheels, it must follow the system input, the angle of the steering wheel, as closely as possible but at a much higher Power level. In the Process industries, including refineries and chemical plants, there are many temperatures and level to be held to usually constant values in the presence of various disturbance. of an electric power generation Plant, controlled values of voltage and frequency are outputs, but inside such a plant there are again many temperatures, levels, pressures, and, other variables to be controlled.In aerospace, the control of aircraft, missiles, and satellites is an area of often very advanced system.One Classification of control systems Is the following:1. Process control or regulator systems: The controlled variable, or output, must be held as close as possible to a usually constant desired value, or input, despite any disturbances. 2. Servomechanisms: The input varies and the output must be made to follow it as closely as possible.Power steering is One example of the second class, equivalent to systems for positioning control surfaces on aircraft. Automated manufacturing machinery, such as numerically controlled machine tools, uses servos extensively for the control of positions or speeds.This last example brings to mind the distinction between continuous and discrete systems. The latter are inherent in the use of digital puters for control. The classification into linear nonlinear control systems should also be mentioned at this point. Analysis and design are in general much simpler for the former, to which most of this book is devoted. Yet most systems bee nonlinear if the variables more over wide enough ranges. The importance in practice of linear techniques relies on linearization based on the assumption that the variables stay close enough to a given operating point.OPENLOOP CONTROL AND CLOSEDLOOP CONTROLTo introduce the subject, it is useful to consider an example. In , let it be desired to maintain the actual water level in the tank as close as possible to a desired level. The desired level will be called the system input, and the actual level the controlled or system output. Water flows from the tank via valve Vo and enters the tank a supply via a control valve Vc. The control valve is adjustable, either manually or by some type of actuator. This may be an electric motor or a hydraulic or pneumatic cylinder. Very often it would be pneumatic diaphragm actuator, indicated in Fig 2. Increasing the pneumatic pressure above the diaphragm pushes it down against a spring a