第9章-控制系統(tǒng)模擬仿真演示系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

控制系統(tǒng)模擬仿真演示系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)第9章本章節(jié)適用于課程設(shè)計或者畢業(yè)設(shè)計控制系統(tǒng)模擬仿真演示系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)第9章1概述1、選題背景2、本次設(shè)計的主要內(nèi)容

建立數(shù)學(xué)模型在Simulink中繪制模型

設(shè)計GUI圖形用戶界面

進行仿真及結(jié)果分析。3、設(shè)計的獨特之處控制系統(tǒng)模擬仿真演示系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)第9章2控制系統(tǒng)模擬仿真演示系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)第9章系統(tǒng)設(shè)計流程控制系統(tǒng)模擬仿真演示系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)第9章3理論分析1、一階系統(tǒng)的時域響應(yīng)一階系統(tǒng)的輸出量隨時間變化的規(guī)律是單調(diào)上升的指數(shù)曲線2、二階系統(tǒng)的時域響應(yīng)單位階躍響應(yīng)分析取值范圍響應(yīng)狀態(tài)特征根形式響應(yīng)特點0＜＜1欠阻尼狀態(tài)實部為負的共軛復(fù)根衰減的振蕩特性=1臨界阻尼狀態(tài)相等的負實根非周期響應(yīng)，無振蕩＞1過阻尼狀態(tài)兩個不相等的負實根非周期響應(yīng)，無振蕩=0零阻尼狀態(tài)一對純虛根持續(xù)的等幅振蕩控制系統(tǒng)模擬仿真演示系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)第9章43、數(shù)值積分法本文采用龍格一庫塔法二階龍格—庫塔公式：

四階龍格—庫塔公式:控制系統(tǒng)模擬仿真演示系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)第9章5液位控制仿真系統(tǒng)的制作過程一、 數(shù)學(xué)模型的建立一階系統(tǒng)研究對象的結(jié)構(gòu)圖，如下圖所示：二階系統(tǒng)研究對象

的結(jié)構(gòu)圖，如下圖

控制系統(tǒng)模擬仿真演示系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)第9章6二、創(chuàng)建SIMULINK1、為什么選擇SIMULINK2、SIMULINK建模的具體步驟如下:（1）開始準備。首先啟動SIMULINK程序，F(xiàn)ile→New→Model控制系統(tǒng)模擬仿真演示系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)第9章7

(2)畫出系統(tǒng)的各個模塊。(3)給出各個模塊的參數(shù)。(4)畫出連接線。(5)指定輸入和輸出端子。

控制系統(tǒng)模擬仿真演示系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)第9章8三、創(chuàng)建GUI1、為什么選擇GUI2、設(shè)計步驟

(1)布置GUI。(2)編寫GUI程序

3、具體制作過程

（1）使用的控件（2）制作步驟第一步:修改圖形用戶界面的屬性。第二步:在圖形窗口中布置控件第三步:對控件的位置進行調(diào)整。第四步:打開對象屬性編輯器設(shè)置控件的屬性及控件的標識(Tag)。控制系統(tǒng)模擬仿真演示系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)第9章9四、編寫回調(diào)程序（1）系統(tǒng)階次彈出式菜單的回調(diào)程序number=get(handles.order_popup,'Value')switchnumbercase1I=imread('oneorder.bmp','bmp');

axes(handles.function_axes);

image(I);

axisoff;

set([handles.panel1],'visible','on');set([handles.panel2],'visible','off')；case2I=imread('twoorder.bmp','bmp');

axes(handles.function_axes);image(I);axisoff;set([handles.panel1],'visible','off');set([handles.panel2],'visible','on')End（2）解算器彈出式菜單回調(diào)程序v=get(handles.solver_popup,'value');set_param('develop','solver',v+1)（3）七個編輯框回調(diào)程序NewStrVal=get(handles.edit1,'String');set_param('develop/TransferFcn','Numerator',NewStrVal)仿真起止時間，仿真步長編寫回調(diào)程序的方法相似。NewStrVal=get(handles.starttime_edit,'String');set_param('develop','StartTime',NewStrVal)控制系統(tǒng)模擬仿真演示系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)第9章10五、運行程序

控制系統(tǒng)模擬仿真演示系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)第9章11控制系統(tǒng)模擬仿真演示系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)第9章五、運行程序控制系統(tǒng)模擬仿真演示系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)第9章12六、仿真結(jié)果分析

(1)一階系統(tǒng)：單調(diào)非周期，沒有超調(diào)量。二階系統(tǒng)在欠阻尼狀態(tài)下的的單位階躍響應(yīng)特性：衰減的振蕩特性。(2)當(dāng)仿真步距確定后，采用的數(shù)值積分公式的階次將導(dǎo)致系統(tǒng)仿真時產(chǎn)生截斷誤差，階次越高，截斷誤差越小。通常仿真時多采用四階龍格—庫塔法，其原因就是這種計算公式的截斷誤差較小。（3）一般來說，ODE45是解算普通微分方程的第一選擇。為達到同樣精度，ODE23的積分步長總要比ODE45取得小。

控制系統(tǒng)模擬仿真演示系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)第9章控制系統(tǒng)模擬仿真演示系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)第9章13總結(jié)：利用matlab平臺對液位控制系統(tǒng)進行設(shè)計，并在GUI環(huán)境中對液位控制系統(tǒng)進行仿真，可事先讓技術(shù)改造的設(shè)計者直觀地看出不同算法的仿