[毕业论文] 基于MATLAB语言系统分析 [复制链接]

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　　硕士毕业论文 基于MATLAB语言系统分析 共116页，46234字
　　
摘    要
　　
控制系统仿真是研究控制系统必不可少的手段，是建立在控制系统模型基础上的过程实验。通过仿真，设计者可以找到对于模型是最佳的控制方案，但该方案应用于实际系统，效果却不一定好，需要反复修改甚至重新设计。这样就会导致设计周期太长，费用高等缺点。能否使仿真和测试实际应用效果这两者统一于一个平台中，便成为缩短控制系统设计周期,降低成本,提高效率的关键。
　　
根据MATLAB各工具箱的特点，特别是MATLAB RTW实时工具箱能用于各种实时应用这一特点，本文提出了在MATLAB环境中将离线仿真和实时仿真结合起来对控制系统实施实时控制的构想。应用硬件在回路仿真技术，本文采用系统运行环境部分采用实物，部分采用实时数字模型来模拟的方式，实现对整个控制系统的仿真测试。本文详细分析了MATLAB RTW下单机型模式（实时视窗目标）和双机型模式的系统结构，确定了在MATLAB RTW下构建实时控制平台的方案。针对这两种模式
　　
本文提出对应驱动I/O板卡的方式，并将Simulink生成的仿真模型下载到实时内核中运行，实现对控制系统的控制。本文设计了一系列基于三容水箱液位控制实验装置的控制实验，包括数学分析建立对象数学模型和测试法获取对象特性。实验将离线仿真和在线实时控制结合起来,把Simulink模型框图作为系统控制前台，绕开了繁琐的程序设计，让实验者集中精力于控制器结构的设计和参数整定，并利用数据存储功能观察系统历史曲线，对控制过程进行分析，调整控制参数。实验中采取的控制策略可由实验者自行设计，给实验者留出一定创新空间。
　　
最后，本文通过水位实时控制实验验证了该实验平台的可行性，并分析了造成离线仿真和实时控制效果之间差异的原因。该实验平台便于实验者离线—在线反复实验，获取最佳的控制策略或控制参数，是提高效率，增强实验者开发创新能力的可行途径。该实验平台的性能有待进一步优化,但随着软硬件技术的发展,该实验平台对促进实验室建设具有一定推动作用。
　　
关键词：MATLAB，硬件在回路仿真，实时内核，实时视窗目标
　　

　　
目录
　　
中文摘要
　　
英文摘要
　　
1绪论
　　
1.1问题的提出及研究意义
　　
1.2国内外研究现状
　　
1.3本文研究的主要内容
　　
1.3.1实验平台设计
　　
1.3.2具体的实验设计
　　
1.3.3工作重点
　　
1.3.4论文结构安排
　　
2系统实现方案
　　
2.1硬件在回路仿真技术概述
　　
2.2 MATLAB及其工具箱
　　
2.3系统实现方案及选择
　　
2.3.1方案的提出
　　
2.3.2 MATLAB RTW系统概述
　　
2.3.3 Real-Time Windows Target方案
　　
2.3.4 xPC Target方案
　　
2.3.5方案的确定
　　
2.4本章小结
　　
3实验平台设计
　　
3.1实验平台设计思路
　　
3.2构建实验平台
　　
3.2.1内核和C语言编译器的安装
　　
3.2.2在Simulink环境中创建仿真模型
　　
3.2.3创建和下载实时应用程序
　　
3.2.4对目标程序进行控制及信号跟踪
　　
3.2.5数据的存储
　　
3.3人机界面设计
　　
3.3.1界面的设计
　　
3.3.2程序设计
　　
3.4本章小结
　　
4实验设计
　　
4.1实验设计思路
　　
4.2系统的数学模型推导
　　
4.2.1单输入单输出系统
　　
4.2.2多输入多输出系统1
　　
4.3具体实验
　　
4.3.1准备工作
　　
4.3.2实验对象特性测定•
　　
4.3.3一阶单容系统PID调节实验•4
　　
4.3.4其他控制方案及实验对象
　　
4.4本章小结
　　
5系统测试及结果分析
　　
5.1测试过程
　　
5.2结果分析
　　
5.3本章小结
　　
6结论
　　
致谢
　　
参考文献附录：A.部分m文件源代码
　　
B.作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录

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