MATLAB在自动控制系统中应用研究

还想那个

ＭＡＴＬＡＢ在自动控制系统中应用研究

官俊１

刘泉民２

（１．９１４５８部队装备部，海南三亚５７２０２１；２．９２５７１部队，海南三亚５７２０２１）

摘

要：ＭＡＴＩ。ＡＢ是一种广泛应用于自动控制系统的计算机仿真分析软件。它具有速度快、使用方法简便等优点，是

控制工程设计中不可多得的工具，并且在科研、生产和教学等领域具有广泛的应用前景和推广价值。本文简要地介绍了ＭＡＴＬＡＢ在走动控制系统中的应用。

关键词：自动控制；ＭＡＴＬＡＢ；仿真中图分类号：ＴＰ

文献标识码ｉＡ

文章编号：１６７２—３１９８（２０１０）１６－０３３８—０２

Ｏ

引言

１．２调节系统的状态空间设计方法

ＭＡＴＬＡＢ环境（中文名是矩阵实验室）是ＭＡＴＬＡＢ是

控制系统分为调节系统和跟踪系统。调节系统是指在Ｍａｔｈｗｏｒｋｓ公司推出的种面向工程和科学运算的交互式计干扰或参数变化等情况下。保持输出不变，此种系统设计算软件，经过近二十年的发展与竞争、完善，现已成为国际的主要依据期望的动态性能指标，跟随系统要求输出以较公认的最优秀的科技应用软件。ＭＡＴＬＡＢ有三大特点：一小的误差跟随输入的变化，跟随系统的动态响应和稳态误是功能强大，它包括了数值计算和符号计算、计算结果和编差必须符合要求的性能指标。

程可视化、数学和文字统一处理、离线和在线计算等功能；２

ＭＡＴＬＡＢ在电力系统自动控制领域中的应用

二是界面友好、语言自然，ＭＡＴＬＡＢ以复数矩阵为计算单火电厂的热工自动控制系统受机组安全运行的限制，

元，指令表达与标准教科书的数学表达式相近；三是开放性一般很难在现场对系统进行有效的试验研究，而ＭＡＴＬＡＢ强，ＭＡＴＬＡＢ有很好的可扩充性，可以把它当作一种高级软件对自动控制系统的设计、安装调试和运行维护有着重的语言去使用，用它容易地编写各种通用或专用应用程序。

要的指导意义。ＳＩＭＵＬＩＮＫ是ＭＡＴＬＡＢ的一个重要的伴随工具，它２．Ｉ时域分析

通过对真实世界中的各种物理系统建立模型，进而用计算（１）性能指标。

机实现仿真的软件工具。将ＳＩＭＵＬＩＮＫ应用于自动控制为了保证电力生产设备的安全运行。在设计电力自动系统，可以很容易构建出符合要求的模型，灵活的修改参控制系统时，必须给出明确的系统性能指标．即控制系统的数，方便的改变系统结构或进行转换模型，同时可以得到大稳定性、准确性和快速性指标。通常用这三项技术指标来量的有关系统设计的充分的、直观的曲线，这使得它成为国综合评价一个系统的控制水平。对于一个稳定的控制系际控制界应用最广的首选计算机工具软件。

统．定量衡量其性能的好坏有以下几个指标：①峰值时间１

ＭＡＴＬＡＢ在自动控制中的一般应用

ｔ。，系统初始阶段快慢；②调节时间ｔ。，系统总体快慢；③上ＭＡＴＬＡＢ包含了进行控制系统分析与设计所必须的

升时间ｔ，，系统局部快慢；④超调量Ｍ，，系统总体平稳性。

工具箱函数，控制系统工具箱的内容几乎包含了经典控制（２）具有延迟环节的时域分析。

理论和现代控制理论的主要内容，其中包括的函数有：模型在许多电力控制系统中，有不少的过程特性（对象特建立，模型交换，模型简化，模型实现，模型特性，方程求解，性）具有较大的延迟，例如多容水箱。对于具有延迟过程的时域响应，频域响应，根轨迹。电力控制系统无法保证系统的控制质量，因此进行设计时１．１经典控制系统设计方法

必须考虑实际系统存在延迟的问题所以设计的首要问题是经典控制系统常采用传递函数来表示，最常用的两种在设计系统中建立延迟环节的数学模型。在ＭＡＴＬＡＢ环境下建立具有延迟环节的数学模型有两种方法。以多容水

设计方法是根轨迹法和频率法，常用的闭环系统中特性参箱为例说明：

数有稳态误差与阶跃响应参数，如上升时问ｋ、过渡过程时电厂多容水箱常具有以下延迟环节的数学模型：

间ｔ、超调量等。

Ｇ（ｓ）。石西干南丽方法一：在ＭＡＴＩＡＢ命令窗口

．一Ｉ

（１）根轨迹法。

根轨迹是描述当一特殊传递函数参数（通常为增益）变中用函数ｐａｄｅ（ｎ，Ｔ）。

化时，闭环系统极点位置的交化轨迹，根轨迹是确定闭环系ｎｕｍｌ＝Ｉ

Ｆｄｅｎｌ—ｃｏｎｙ（［１０，１３，Ｅｓ，１］）；ｇｌ＝ｔｆ（ｎｕｎｌＩ，

统的绝对稳定性与相对稳定性的非常好的方法。

ｄｅｎｌ）；