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基于matlab工具箱的控制系统

发布时间:2021-12-28 14:53:33

⑴ 求基于MATLAB机器人工具箱的6自由度工业机器人GUI界面设计 能否设计此作

一个电机一个编码器,大多是绝对的。全闭环伺服控制是指控制电机的形式,就是驱动器的反馈形式。具体指电流反馈、电压反馈、位置反馈。

⑵ 如何使用matlab中的工具箱

如果是系统自带的,你可以直接用,如果是外部的或者是自编的你需要先把文件夹拷贝到tools文件夹下,再设置路径。
Matlab常用工具箱介绍(英汉对照)
Matlab Main Toolbox——matlab主工具箱
Control System Toolbox——控制系统工具箱
Communication Toolbox——通讯工具箱
Financial Toolbox——财政金融工具箱
System Identification Toolbox——系统辨识工具箱
Fuzzy Logic Toolbox——模糊逻辑工具箱
Higher-Order Spectral Analysis Toolbox——高阶谱分析工具箱
Image Processing Toolbox——图象处理工具箱
LMI Control Toolbox——线性矩阵不等式工具箱
Model predictive Control Toolbox——模型预测控制工具箱
μ-Analysis and Synthesis Toolbox——μ分析工具箱
Neural Network Toolbox——神经网络工具箱
Optimization Toolbox——优化工具箱
Partial Differential Toolbox——偏微分方程工具箱
Robust Control Toolbox——鲁棒控制工具箱
Signal Processing Toolbox——信号处理工具箱
Spline Toolbox——样条工具箱
Statistics Toolbox——统计工具箱
Symbolic Math Toolbox——符号数学工具箱
Simulink Toolbox——动态仿真工具箱
System Identification Toolbox——系统辨识工具箱
Wavele Toolbox——小波工具箱

例如:控制系统工具箱包含如下功能:
连续系统设计和离散系统设计
状态空间和传递函数以及模型转换
时域响应(脉冲响应、阶跃响应、斜坡响应)
频域响应(Bode图、Nyquist图)
根轨迹、极点配置

较为常见的matlab控制箱有:

控制类:

控制系统工具箱(control systems toolbox)
系统识别工具箱(system identification toolbox)
鲁棒控制工具箱(robust control toolbox)
神经网络工具箱(neural network toolbox)
频域系统识别工具箱(frequency domain system identification toolbox)
模型预测控制工具箱(model predictive control toolbox)
多变量频率设计工具箱(multivariable frequency design toolbox)

信号处理类:
信号处理工具箱(signal processing toolbox)
滤波器设计工具箱(filter design toolbox)
通信工具箱(communication toolbox)
小波分析工具箱(wavelet toolbox)
高阶谱分析工具箱(higher order spectral analysis toolbox)

其它工具箱:
统计工具箱(statistics toolbox)
数学符号工具箱(symbolic math toolbox)
定点工具箱(fixed-point toolbox)
射频工具箱(RF toolbox)

1990年,MathWorks软件公司为Matlab提供了新的控制系统模型化图形输入与仿真工具,并命名为Simulab,使得仿真软件进入了模型化图形组态阶段,1992年正式命名为Simulink,即simu(仿真)和link(连接)。matlab7.0里的simulink为6.0版本,matlab6.5里的simulink为5.0版本。

MATLAB的SIMULINK子库是一个建模、分析各种物理和数学系统的软件,它用框图表示系统的各个环节,用带方向的连线表示各环节的输入输出关系。
启动SIMULINK十分容易,只需在MATLAB的命令窗口键入“SIMULINK”命令,此时出现一个SIMULINK窗口,包含七个模型库,分别是信号源库、输出库、离散系统库、线性系统库、非线性系统库及扩展系统库。
1.信号源库
包括阶跃信号、正弦波、白噪声、时钟、常值、文件、信号发生器等各种信号源,其中信号发生器可产生正弦波、方波、锯齿波、随机信号等波形。
2.输出库
包括示波器仿真窗口、MATLAB工作区、文件等形式的输出。
3.离散系统库
包括五种标准模式:延迟,零-极点,滤波器,离散传递函数,离散状态空间。
4.线性系统库
提供七种标准模式:加法器、比例环节、积分环节、微分环节、传递函数、零-极点、状态空间。
5.非线性系统库
提供十三种常用标准模式:绝对值、乘法、函数、回环特性、死区特性、斜率、继电器特性、饱和特性、开关特性等。
6.系统连接库包括输入、输出、多路转换等模块,用于连接其他模块。
7.系统扩展库
考虑到系统的复杂性,SIMULINK另提供十二种类型的扩展系统库,每一种又有多种模型供选择。
使用时只要从各子库中取出模型,定义好模型参数,将各模型连接起来,然后设置系统参数,如仿真时间、仿真步长、计算方法等。SIMULINK提供了Euler、RungeKutta、Gear、Adams及专用于线性系统的LinSim算法,用户根据仿真要求选择适当的算法。

当然,不同版本的Matlab/Simulink内容有所不同。

另外,Simulink还提供了诸如航空航天、CDMA、DSP、机械、电力系统等专业模块库,给快速建模提供了很大的便利。

⑶ 数学建模MATLAB工具箱是什么怎么用

Matlab工具箱已经成为一个系列产品,Matlab主工具箱和各种工具箱(toolbox )。
工具箱简介
1功能型工具箱 —— 通用型
功能型工具箱主要用来扩充Matlab的数值计算、符号运算功能、图形建模仿真功能、文字处理功能以及与硬件实时交互功能,能够用于多种学科。
2领域型工具箱 —— 专用型
领域型工具箱是学科专用工具箱,其专业性很强,比如控制系统工具箱( Control System Toolbox);信号处理工具箱(Signal Processing Toolbox);财政金融工具箱( Financial Toolbox)等等。只适用于本专业。

3
Matlab常用工具箱
Matlab Main Toolbox——matlab主工具箱
Control System Toolbox——控制系统工具箱
Communication Toolbox——通讯工具箱
Financial Toolbox——财政金融工具箱
System Identification Toolbox——系统辨识工具箱
Fuzzy Logic Toolbox——模糊逻辑工具箱
Bioinformatics Toolbox——生物分析工具箱
Image Processing Toolbox——图象处理工具箱
Database Toolbox——数据库工具箱
Model predictive Control Toolbox——模型预测控制工具箱
Neural Network Toolbox——神经网络工具箱
Optimization Toolbox——优化工具箱
Partial Differential Toolbox——偏微分方程工具箱
Robust Control Toolbox——鲁棒控制工具箱
Signal Processing Toolbox——信号处理工具箱
Spline Toolbox——样条工具箱
Statistics Toolbox——统计工具箱
Symbolic Math Toolbox——符号数学工具箱
Simulink Toolbox——动态仿真工具箱
Virtual Reality Toolbox——虚拟现实工具箱
Wavelet Toolbox——小波工具箱
等等…….
而且每个新出的版本都在增加、更新完善。

⑷ 基于matlab工具箱函数带纯迟延系统仿真里怎么

:1、如果仿真一个传递函数的阶跃、脉冲等响应,可以直接使用matlab函数。专 2、如果是一个复杂的系统,需属要使用matlab中的Simulink工具箱。3、仿真方法,仿真(s+1)/(2s^2+2s+1)的阶跃响应num=[1 1];den=[2 2 1];f=tf(num,den)Transfer function: s ...

⑸ MATLAB做一个控制系统

我刚毕业 做的是模糊控制在电机调速的应用
你应该去知网找找 我当时的论文就是很多论文改的,你要是需要可以留言 至于MATLAB矩阵实验室 入门容易 但是学精很难 没有汉化版,大图不好打。不过你的模型库全不啊,要不很多组件都没有,画的时候很费劲。以下是我论文的开题摘要:
摘 要
电气传动系统的智能控制是目前研究的主要课题,而模糊控制是智能控制的一个重要的分支,它不需要建立对象的精确数学模型,且具有良好的鲁棒性和非线性的控制特性,正受到越来越多的研究人员的关注。调压调速和矢量控制的调速系统有许多的优良特性,具有广阔的发展和应用前景,同时也存在着诸如系统结构复杂、非线性和电机参数变化影响系统性能等问题。
本文主要研究了模糊控制在交流异步电动机调压调速系统中的应用。首先介绍了电动机调速的方法及模糊控制原理,其中详细讨论了模糊控制器的设计;其次论文建立了异步电动机调压调速系统的仿真模型,模型中采用了模糊控制器和PID控制器相结合的双闭环控制系统,其中模糊控制器用来调节速度的变化,在速度环中将速度指令信号与速度反馈信号进行比较而得到速度偏差,由速度调节器按速度偏差进行调节控制,使电动机转速快速跟随指令值变化,稳态时速度无静差;最后研究了模糊控制器在交流电动机的模糊控制调速系统中的应用,仿真实验结果表明,模糊控制器可以有效的克服交流电机模糊控制系统的非线性和参数变化对系统性能的影响,提高了系统的鲁棒性,是一种具有广阔应用前景的智能控制方法。

关键词:异步电动机;模糊控制;PID控制

需要留言 可以送你个论文 要的加分

⑹ 用MATLAB工具箱如何编写急急急

MATLAB
方法/步骤
1
MATLAB自带工具箱
查看方式:
我们首先详细介绍一下MATLAB自带工具箱的使用。
在我们不熟悉一些调用工具箱的命令的时候,我们可以按照如下图所示:
在MATLAB主窗口中,点击左下角start--toolboxes,就会罗列出你的MATLAB已经安装的所有工具箱,可以根据你的需要选择你将要使用的工具箱。我们可以看到有拟合工具箱、金融工具箱、最优化工具箱等等。

2
调用(打开)方式:
下面我们介绍一下如何打开一个工具箱。
我们以调用拟合工具箱为例,进行详细的示例。
调用方式一:
按照如下图所示的步骤:
点击主窗口左下角start--toolboxes--curve fitting--curve fitting tool 单击,就可以打开拟合工具箱.

3
调用方式二:
在上一步中,我们在start--toolboxes--curve fitting--curve fitting tool ,到这里的时候,会看到在其后面有一个简写 cftool 如下图,这就是我们的拟合工具箱调用命令函数。在MATLAB主窗口中输入cftool ,回车,同样可以打开拟合工具箱。

4
工具箱的使用:
拟合工具箱打开之后,如下,我们就可以进行多种曲线拟合了。
关于MATLAB拟合工具箱等,一些工具箱的详细用法,由于篇幅的有限,在我的其他经验中都会陆续给出,有兴趣的可以查看。

5
非自带工具箱
非自带工具箱,需另外下载,然后按照一定的步骤导入,导入后一般不能像上面工具箱一样,通过界面操作,一般都通过函数使用。由于工具箱的导入有几个小的细节需要注意,所以在我的其他经验中,关于如何导入工具箱,我也进行了详细的介绍。

⑺ 如何使用MATLAB仪器与控制工具箱

首先确认 0 7这两个参数 也就是Agilent Technologies board index 和 instrument at primary address 板好和地址设置正确 通过GPIB连接的仪器,如果你专用一个软件和它建立通属信 那么它的连接通道已经被占,其他软件就连不上它了

⑻ 利用matlab对控制系统进行仿真有哪些方式

1 MATLAB简介
MATLAB是Mathworks公司开发的一种集数值计算、符号计算和图形可视化三大基本功能于一体的功能强大、操作简单的优秀工程计算应用软件。MATLAB不仅可以处理代数问题和数值分析问题,而且还具有强大的图形处理及仿真模拟等功能。从而能够很好的帮助工程师及科学家解决实际的技术问题。
MATLAB的含义是矩阵实验室(Matrix Laboratory),最初主要用于方便矩阵的存取,其基本元素是无需定义维数的矩阵。经过十几年的扩充和完善,现已发展成为包含大量实用工具箱(Toolbox)的综合应用软件,不仅成为线性代数课程的标准工具,而且适合具有不同专业研究方向及工程应用需求的用户使用。
MATLAB最重要的特点是易于扩展。它允许用户自行建立完成指定功能的扩展MATLAB函数(称为M文件),从而构成适合于其它领域的工具箱,大大扩展了MATLAB的应用范围。目前,MATLAB已成为国际控制界最流行的软件,控制界很多学者将自己擅长的CAD方法用MATLAB加以实现,出现了大量的MATLAB配套工具箱,如控制系统工具箱(control systems toolbox),系统识别工具箱(system identification toolbox),鲁棒控制工具箱(robust control toolbox),信号处理工具箱(signal processing toolbox)以及仿真环境SIMULINK等。
(1)MATLAB的安装
本节将讨论操作系统为Microsoft Windows环境下安装MATLAB6的过程。
将MATLAB6的安装盘放入光驱,系统将自动运行auto-run.bat文件,进行安装;也可以执行安装盘内的setup.exe文件启动MATLAB的安装程序。启动安装程序后,屏幕将显示安装MATLAB的初始界面,根据Windows安装程序的常识,不断单击[Next],输入正确的安装信息,具体操作过程如下:
输入正确的用户注册信息码;
选择接收软件公司的协议;
输入用户名和公司名;
选择MATLAB组件(Toolbox);
选择软件安装路径和目录;
单击[Next]按钮进入正式的安装界面。安装过程界面如图1所示。

图1 MATLAAB安装过程界面

图2MATLAAB启动过程界面

安装完毕后,选择[Restart my computer now]选项以重新启动计算机。
重新启动计算机后,用户就可以点击图标使用MATLAB6了。MATLAB启动过程界面如图2所示。
(2)MATLAB桌面系统
MATLAB的桌面系统由桌面平台以及桌面组件共同构成,如图3。桌面平台是各桌面组件的展示平台,它提供了一系列的菜单操作以及工具栏操作,而不同功能的桌面组件构成了整个MATLAB操作平台。其组件主要包含如下8个组件部分:
①命令窗口(Command Window)②历史命令窗口(Command History)③组件平台(Launch Pad)④路径浏览器(Current Directory Browser)⑤帮助浏览器(Help Browser)⑥工作空间浏览器(Workspace Browser)⑦数组编辑器(Array Editor)⑧M文件编辑调试器(Editor-Debugger)。
用户可以在View菜单下选择打开或关闭某个窗口。

⑼ 基于matlab的pid控制系统仿真的建模具体步骤

1. PID 控制系统原理及算法
当我们不能将被控对象的结构和参数完全地掌握,或者是不能得到精确的数学模型时,在这种情况下最便捷的方法便是采用PID 控制技术。为了使控制系统满足性能指标要求,PID 控制器一般地是依据设定值与实际值的误差,利用比例(P)、积分(I)、微分(D)等基本控制规律,或者是三者进行适当地配合形成相关的复合控制规律,例如,PD、PI、PID 等。
图1 是典型PID 控制系统结构图。在PID 调节器作用下,对误差信号分别进行比例、积分、微分组合控制。调节器的输出量作为被控对象的输入控制量。

图1 典型PID控制系统结构图
PID 控制器主要是依据给定值r(t)与实际输出值y(t)构成控制偏差,用公式表示即e(t)=r(t)-y(t),它本身属于一种线性控制器。通过线性组合偏差的比例(P)、积分(I)、微分(D),将三者构成控制量,进而控制受控对象。控制规律如下:

其传递函数为:

式中:Kp--比例系数; Ti--积分时间常数; Td--微分时间常数。
2. PID 控制器的MATLAB 仿真
美国MathWorks 公司推出的MATLAB 是一套具备高性能的数值计算和可视化软件。由于MATLAB 可以将矩阵运算、图形显示、信号处理以及数值分析集于一体,构造出的用户环境使用方便、界面友好,因此MATLAB 受到众多科研工作者的欢迎。本文利用MATLAB 仿真工具箱Simulink 的功能,在基于仿真环境Matlab/Simulink 工具上用图形化方法直接建立仿真系统模型,启动仿真过程,将结果在示波器上显示出来。
3. 仿真实例分析
3.1 建立数学建模
设被控对象等效传递函数为

3.2 仿真建模
仿真建模的目的就是将数学模型转换成计算机能够执行的模型,运用Simulink 可以达到此目的。图2 是综合图1 和给定计算公式运用Simulink 建立的PID 控制的连续系统的仿真模型(建模步骤略)。

图2 Simulink仿真建模
3.3 仿真实验
在传统的PID 调节器中,参数的整定问题是控制面临的最主要的问题,控制系统的关键之处便是将Kp、Ti、Td三个参数的值最终确定下来。而在工业过程控制中首先需要对PID 控制中三参量对系统动态性的影响进行实际深入地了解,才能确定怎样将三参数调节到最佳状态。在本实验中,对各参量单独变化对系统控制作用的影响进行讨论,其中在对一个参量变化引发的影响进行讨论时,需要将其余两个参数设定为常数。
3.3.1 P 控制作用分析
分析比例控制作用。设Td= 0、Ti=∞、Kp= 3 ~ 10.输人信号阶跃函数,分别进行仿真,如图3 所展示的系统的阶跃响应曲线。
图3 显示的仿真结果表明:系统的超调量会随着Kp值的增大而加大,系统响应速度也会会随Kp值的增大而加快。但是系统的稳定性能会随着Kp的增大而变差。

图3 单闭环调速系统P控制阶跃响应曲线
3.3.2 比例积分控制作用的分析
设比例积分调节器中Kp= 1,讨论Ti= 0.01 ~ 0.05 时。输人信号阶跃函数,分别进行仿真,如图4 所展示的系统的系统的阶跃响应曲线。

图4 单闭环调速系统PI控制阶跃给定响应曲线
系统的超调量会随着Ti值的加大而减小,系统响应速度随着Ti值的加大会略微变慢。
3.3.3 微分调节作用的分析
设Kp= 1、Ti= 0.01,讨论Td= 10 ~ 100 时对系统阶跃响应曲线的影响。输人信号阶跃函数,分别进行仿真,如图5 所展示的系统的阶跃响应曲线。

图5 单闭环调速系统PID控制阶跃给定响应曲线
图5 所显示的仿真结果表明:根据单闭环调速系统的参数配合情况,起始上升段呈现较尖锐的波峰,Kp= 1、Ti= 0.01不变时,随着Td值的加大,闭环系统的超调量增大,响应速度变慢。
4 .结论
(1)对于PID 参数采用MATLAB 进行整定和仿真,使用起来不仅快捷、方便,而且更为直观,同时也避免了传统方法反复修改参数调试。
(2)系统的响应速度会随Kp值的增大而加快,同时也有助于静差的减小,而Kp值过大则会使系统有较大超调,稳定性变坏;此外,系统的动作会因为过小的Kp值减慢。
(3)超调的减小、振荡变小以及系统稳定性的增加都取决于积分时间Ti的增大,但是系统静差消除时间会因为Ti的增大而变长。
(4)增大微分时间Td对于系统的稳定性、系统响应速度的加快以及系统超调量的减小都会有所帮助。但是如果Td过大,则会使得调节时间较长,超调量也会增大;如果Td过小,同样地也会发生以上状况。
(5)总之PID 参数的整定必须考虑在不同时刻三个参数的作用以及彼此之间的作用关系。
5.结语
PID 控制应用领域极为广泛,可将其应用于电力、化工、轻工、冶金以及机械等工业过程控制中。通常情况下,最适合采用PID 控制技术的条件是:当我们对目标系统或被控对象的内部特征不完全清楚时,或者是系统的全部参数不能经过有效的测量手段来获取,同时必须依赖于经验和现场调试来确定系统控制器的结构参数情况下采用该技术。

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