基于MATLAB/Simulink的自动控制系统设计与仿真
自动控制系统设计流程解析
核心工具: MATLAB, Simulink
应用场景: 电机电流控制, 汽车悬挂系统 (包括传统液压悬挂和现代电磁悬挂)
设计步骤:
- 系统建模: 根据系统物理特性,建立描述系统行为的微分方程(组)。例如,对于汽车悬挂系统,需要考虑弹簧弹性系数、液压筒阻尼系数等参数。
- 传递函数分析: 对系统微分方程进行拉普拉斯变换,得到系统的开环和闭环传递函数。
- 系统校正与稳定性分析: 根据传递函数,分析系统的稳定性并进行必要的校正,确保系统稳定运行。
- 控制器离散化 (针对数字控制系统): 对校正后的控制器进行Z变换,将其转换为离散域模型。
- 差分方程生成: 对离散域模型进行Z逆变换,得到系统的差分方程。
- 程序实现: 基于差分方程,编写程序实现控制算法,最终部署到计算机或单片机等数字控制平台。
连续系统 vs 离散系统:
- 连续系统 (如传统液压悬挂) 通常只需要完成前三个步骤,即可进行分析和设计。
- 离散系统 (如电磁悬挂) 则需要完成全部六个步骤,以便在计算机或单片机上实现控制算法。
本资源将深入探讨如何利用MATLAB和Simulink进行自动控制系统的建模、分析、设计和仿真,帮助您掌握自动控制系统的核心概念和实践技能。
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