开题报告-控制系统建模方法与实现.doc

长安大学毕业设计（论文）开题报告表课题名称控制系统建模方法与实现课题来源学生姓名课题意义：控制系统的数学模型仿真是分析、研究、设计控制系统的一种快速和经济的辅助手段，近年来，随着计算机技术的飞速发展，使控制系统、复合控制、最佳控制、自适应控制等新的控制方法成为可能，涉及到专业理论和技术，比如系统分析、控制理论和计算机方法等，这些复杂系统的物理模型很难建立，在实际系统上进行试验研究比较困难，物理模仿难以实现，所以只能用计算机仿真才能实现。经过半个多世纪的发展,仿真技术已经成为对人类社会发展进步具有重要影响的一门综合性技术学科。仿真技术应用的领域不再局限于某些尖端学科技术研究领域,而成为一项被众多学科领域广泛采用的通用性技术。半个多世纪以来,仿真技术一方面始终是建模技术、计算技术和其他信息技术最先的应用者,另一方面是对计算技术和网络技术等的发展不断提出新的挑战。国内外发展状况：国外概况：仿真科技作为信息时代除理论推导和科学试验之外的第三门新型科研方法，其技术及相关产品广泛应用于工业产品的研究、设计、开发、测试、生产、培训、使用、维护等各个环节。随着仿真技术的发展，仿真产业俨然已经成为具有相当规模的新型产业，并广泛应用于国防、能源、电力、交通、物流、教育、航天航空、工业制造、生物医学、医疗、石油化工、船舶、汽车、电子产品、虚拟仪器、农业、体育、娱乐、社会经济运行、环境及安全科学等等领域。近十年来,建模与仿真技术受到发达国家的高度重视,尤其是美国、日本和欧洲各国。从1990年开始,美国国防部(DoD)一直把仿真技术列在20多项国防关键技术计划的前几位;1992年,新组建了国防建模与仿真办公室（Defense Modeling Simulation Office 简称DMSO），其主要任务是密切关注美DOD建模与仿真活动的有关信息,宣传并推广建模与仿真的一系列方针、政策、倡议及指南,促进DoD各部门间的密切协作。美军不仅非常重视C4ISR系统本身的建模与仿真研究,而且特别强调C41SR仿真系统与其他作战仿真系统之间的互操作。专门成立了有关机构和作战实验室来研究C4|SR系统仿真,着重解决信息过程以及信息对作战影响的建模仿真,由此分析C4ISR的信息优势能力和评价信息优势在作战中的价值,以促进美军C4ISR系统的建设和发展。20世纪80年代以来,陆续出现了一些应用较为成功的典型环境和系统,比如，由LoralSystem公司和Saic公司研制的半自动兵力生成系统ModsAF和CCTTSA，在美国军方的许多仿真系统中得到了成功的应用,目前, 美国军方正以这两个系统为基础,开发一个更为通用的半自动兵力生成系统OneSAF。国内概况： 2007中国（上海）国际仿真工业展览会组委会曾历时两年做过一次“中国仿真产业发展现状”的市场调查，调查显示中国仿真市场存在如下特点：1、科技含量高、市场潜力大、学术性强是目前中国仿真市场的主要特点；2、仿真属于高科技领域，企业主要集中在国内大中型城市；3、中国仿真市场目前主要销售市场仍然集中在国内；4、中国仿真企业普遍年轻，其中尤以19902000年及2004年后为主；5、从事仿真技术的企业普遍抱着乐观态度，对仿真行业市场容量扩大抱有信心，目前需求主要是市场潜力开发及新技术知识产权的保护，行业竞争一般。我国著名的仿真界院士，中国工程院院士王子才教授专著亦表明，在先进分布交互仿真技术方面，我国初步建成了分布交互综合仿真系统14J，该系统是一个含有灵境技术的、开放的、支持分布交互仿真的支撑环境，支持复杂系统设计、运行和评估，并开始应用于实际系统的研制和开发工作。在民用工业中，我国已自行研制生产电力工业的大型电站(200MW，300MW，600MW)仿真系统、交通运输仿真系统、石油化工过程仿真系统等。近年来，随着仿真技术的发展，中国仿真市场增长异常迅猛，在某些方面达到了国际先进水平。但总体技术水平，特别是应用水平与发达国家相比还有差距。本课题的研究内容：学习控制系统建模的相关理论，熟悉传递函数、状态空间建模方式的原理、步骤。掌握matlab在控制系统建模方面的应用及利用Simulink对模型进行仿真分析。结合实例熟悉利用matlab建模过程，完成电-液速度控制系统传递函数建模。本课题的研究方法：本课题的研究方法是先了解传递函数建模和状态空间建模法的原理、步骤，学习matlab中与控制系统建模相关的函数及编程方式及simulink仿真的方法。结合实例在matlab中完成电-液速度控制系统传递函数建模并利用simulink进行分析。本课题的研究手段：阅读有关控制系统建模、matlab知识、simulink仿真相关的书籍，对基于matlab控制系统建模有一定的了解，在此基础上，完成电-液速度控制系统传递函数建模并利用simulink进行仿真。本课题的研究成果：本课题最后在matlab中完成电-液速度控制系统传递函数建模并利用simulink进行分析。详细说明传递函数与状态空间建模法的建模步骤。完成电-液速度控制系统、Bode图、电-液速度控制系统参数调整实验数据、电-液速度控制系统Nichols图、电-液速度控制系统Simulink模型。任务完成的阶段安排及时间安排： 3月1日-3月14日(第1-2周)阅读相关书籍，完成开题报告。3月15日-3月28日(第3-4周)学习控制系统，对常见的控制系统有所了解。3月29日-4月11日(第5-6周)研究控制系统中常用的仿真与建模。4月12日- 5月9日(第7-10周)建立电-液速度控制系统的模型。5月10日-5月16日(第11周)完成电-液速度控制系统的Simulink仿真5月17日- 6月8日(第12-14周)撰写毕业设计论文6月9日-6月17日(第15周)提交论文评审与答辩任务所具备的条件因素：对控制系统仿真技术有初步了解了解并知道常见控制系统仿真技术的研究现状和发展趋势。熟悉常见控制系统模型的原理及特点。能够比较熟练