ВУЗ:
Составители:
3
Данное пособие содержит сведения по использованию системы MATLAB и ее
применению для моделирования систем автоматического управления.
Материал основывается на MATLAB версии 6.5. Пособие разделено на 4 части ,
посвященных описанию базовых возможностей MATLAB, созданию сценариев ,
использованию MATLAB для анализа систем автоматического управления и
использованию инструментария SIMULINK. Кроме того, приводятся примеры
и задания для индивидуального выполнения. Материалы опробованы при
проведении лабораторных занятий. Пособие предназначено для студентов 4
курса дневного отделения, изучающим дисциплину «Теория автоматического
управления», и может быть использовано далее при изучении дисциплин
специализации.
Содержание
1. Основные возможности ……….…………………..…….…………………..4
1.1. Числа, матрицы , векторы ……..………………………….………………….…4
1.2. Системы уравнений …….………………………………………………..……...6
1.3. Пример программирования ………..…………………………………………..6
1.4. Графика в MATLAB……………………………….……………………………6
1.4.1. 2-D графика ………………………………….…………….……….…………….6
1.4.2. 3-D графика . …………………………………………………………………...… 9
2. M-файлы …….…………………………………………………………………12
2.1. Создание М -файлов в виде М -сценариев…………………………………….12
2.2. Создание М -файлов в виде М -функций ……………...……………………...12
2.2.1. Описание формата М - функции ……………………….………………………….14
2.2.2. Описание формата М - функции ………………………………………………..… 15
3. Применение MATLAB для анализа систем автоматического управления
…………………….……………………………………………………..… .……13
3.1. Преобразование Лапласа в MATLAB — функция laplace ………………….13
3.2. Создание передаточных функций— tf ……………………………………....13
3.3. Взаимное преобразование форм передаточных функций ……………….....14
3.4. Оценка динамики объекта управления по заданной передаточной функции
…………………………..…………………………………………………………...15
3.5. Динамические и частотные характеристики САУ ……………………….…15
3.6. Анализ и синтез САУ методом корневого годографа ………………………17
3.7. Описание систем в пространстве состояний ……………………………..… 20
3.8. Устойчивость линейных систем …………………………………………..… 29
3.9. Синтез оптимального управления с полной обратной связью …………….33
4. SIMULINK … ...…………………………………………………………………38
4.1. Начало работы …………………………………………………………….…..38
4.2. Создание модели ……………………………………………………….……..39
4.3. Текстовые надписи ……………………………………………………………40
4.4. Изменение параметров расчета ………………………………………………40
4.5. Выполнение расчета …………………………………………………………..40
4.6. Завершение работы …………………………………………………………...40
Литература ………………………….………………………………………………40
3
Д анное пособи е сод ерж и т свед ени я по и спользовани ю си стемы MATLAB и ее
при менени ю д ля мод ели ровани я си стем автомати ческого управлени я .
М атери ал основы вается наMATLAB верси и 6.5. Пособи еразд елено на4 части ,
посвя щ енны х опи сани ю базовы х возмож ностей MATLAB, созд ани ю сценари ев,
и спользовани ю MATLAB д ля анали за си стем автомати ческого управлени я и
и спользовани ю и нструментари я SIMULINK. К роме того, при вод я тся при меры
и зад ани я д ля и нд и ви д уального вы полнени я . М атери алы опробованы при
провед ени и лабораторны х заня ти й. Пособи е пред назначено д ля студ ентов 4
курса д невного отд елени я , и зучающ и м д и сци пли ну «Т еори я автомати ческого
управлени я » , и мож ет бы ть и спользовано д алее при и зучени и д и сци пли н
специ али заци и .
С о дер ж а н и е
1. О сновны евозмож ности … … … .… … … … … … … ..… … .… … … … … … … ..4
1.1. Ч и сла, матри цы , векторы … … ..… … … … … … … … … … .… … … … … … … .… 4
1.2.Си стемы уравнени й … … .… … … … … … … … … … … … … … … … … … ..… … ...6
1.3. При мерпрограмми ровани я … … … ..… … … … … … … … … … … … … … … … ..6
1.4. Граф и кав MATLAB… … … … … … … … … … … … .… … … … … … … … … … … 6
1.4.1. 2-D граф и ка… … … … … … … … … … … … … .… … … … … .… … … .… … … … … .6
1.4.2. 3-D граф и ка.… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ...… 9
2. M-ф айлы … … .… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 12
2.1. Созд ани еМ -ф айлов в ви д еМ -сценари ев… … … … … … … … … … … … … … .12
2.2. Созд ани еМ -ф айлов в ви д еМ -ф ункци й … … … … … ...… … … … … … … … ...12
2.2.1. О пи сани еф орматаМ -ф ункци и … … … … … … … … … .… … … … … … … … … … .14
2.2.2. О пи сани еф орматаМ -ф ункци и … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..… 15
3. При менени е MATLAB д ля анали за си стем автомати ческого управлени я
… … … … … … … … .… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..… .… … 13
3.1. Преобразовани еЛ апласав MATLAB — ф ункци я laplace … … … … … … … .13
3.2. Созд ани еперед аточны х ф ункци й— tf … … … … … … … … … … … … … … ....13
3.3. В заи мноепреобразовани еф орм перед аточны х ф ункци й … … … … … … .....14
3.4. О ценка д и нами ки объекта управлени я по зад анной перед аточной ф ункци и
… … … … … … … … … … ..… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ...15
3.5. Д и нами чески еи частотны ехарактери сти ки СА У … … … … … … … … … .… 15
3.6. А нали з и си нтез СА У метод ом корневого год ограф а… … … … … … … … … 17
3.7. О пи сани еси стем в пространствесостоя ни й … … … … … … … … … … … ..… 20
3.8. У стойчи востьли нейны х си стем … … … … … … … … … … … … … … … … ..… 29
3.9. Си нтез опти мального управлени я сполной обратной свя зью … … … … … .33
4. SIMULINK … ...… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 38
4.1. Н ачало работы … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .… ..38
4.2. Созд ани емод ели … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .… … ..39
4.3. Т екстовы енад пи си … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 40
4.4. И зменени епараметров расчета… … … … … … … … … … … … … … … … … … 40
4.5. В ы полнени ерасчета… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..40
4.6. Заверш ени еработы … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ...40
Л и тература… … … … … … … … … … .… … … … … … … … … … … … … … … … … … 40
