第10章 SIMULINK系统设计与应用.ppt

2020年1月31日04 03 三江学院电气与自动化工程学院 第10章SIMULINK系统设计与应用 MATLAB内置了SIMULINK仿真工具SIMULINK是一种图形化的仿真工具 2020年1月31日04 03 三江学院电气与自动化工程学院 第10章SIMULINK系统设计与应用 续 本章讲述的内容SIMULINK中系统的设计 2020年1月31日04 03 三江学院电气与自动化工程学院 第10章SIMULINK系统设计与应用 续 10 1引言10 2SIMULINK的PID设计与封装10 3SIMULINK的专业模块库介绍10 4SIMULINK中专业库中PID模块的使用10 5SIMULINK与M语言设计比较10 6频域内的验证10 7小结 2020年1月31日04 03 三江学院电气与自动化工程学院 10 1引言 SIMULINK是MATLAB软件的扩展 它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包 它与MATLAB语言的主要区别在于 其与用户交互接口是基于Windows的模型化图形输入 其结果是使得用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建 而非语言的编程上 SIMULINK两个显著的功能SIMULATION 仿真 LINK 连接 2020年1月31日04 03 三江学院电气与自动化工程学院 引言 续 所谓模型化图形输入是指SIMULINK提供了一些按功能分类的基本的系统模块 用户只需要知道这些模块的输入输出及模块的功能 而不必考察模块内部是如何实现的 通过对这些基本模块的调用 再将它们连接起来就可以构成所需要的系统模型 以 mdl文件进行存取 进而进行仿真与分析 2020年1月31日04 03 三江学院电气与自动化工程学院 引言 续 用SIMULINK建立系统模型图后 可以通过改变模块的参数进行系统的设计和仿真 还可以与M文件相结合 实现系统的进一步的分析 2020年1月31日04 03 三江学院电气与自动化工程学院 第10章SIMULINK系统设计与应用 续 10 1引言10 2SIMULINK的PID设计与封装10 3SIMULINK的专业模块库介绍10 4SIMULINK中专业库中PID模块的使用10 5SIMULINK与M语言设计比较10 6频域内的验证10 7小结 2020年1月31日04 03 三江学院电气与自动化工程学院 10 2SIMULINK的PID设计与封装 在控制系统中 控制器最常用的控制规律是PID控制 系统由PID控制器和被控对象组成 2020年1月31日04 03 三江学院电气与自动化工程学院 10 2SIMULINK的PID设计与封装 续 PID的控制规律为 或写成传递函数形式其中kp为比例系数 TI为积分时间常数 TD为微分时间常数 2020年1月31日04 03 三江学院电气与自动化工程学院 10 2SIMULINK的PID设计与封装 续 2020年1月31日04 03 三江学院电气与自动化工程学院 10 2SIMULINK的PID设计与封装 续 2020年1月31日04 03 三江学院电气与自动化工程学院 10 2SIMULINK的PID设计与封装 续 2020年1月31日04 03 三江学院电气与自动化工程学院 10 2SIMULINK的PID设计与封装 续 2020年1月31日04 03 三江学院电气与自动化工程学院 10 2SIMULINK的PID设计与封装 续 2020年1月31日04 03 三江学院电气与自动化工程学院 10 2SIMULINK的PID设计与封装 续 例10 1根据对象 设计PID控制器并进行封装 要求超调量小于20 2020年1月31日04 03 三江学院电气与自动化工程学院 第10章SIMULINK系统设计与应用 续 10 1引言10 2SIMULINK的PID设计与封装10 3SIMULINK的专业模块库介绍10 4SIMULINK中专业库中PID模块的使用10 5SIMULINK与M语言设计比较10 6频域内的验证10 7小结 2020年1月31日04 03 三江学院电气与自动化工程学院 10 3SIMULINK的专业模块库介绍 2020年1月31日04 03 三江学院电气与自动化工程学院 第10章SIMULINK系统设计与应用 续 10 1引言10 2SIMULINK的PID设计与封装10 3SIMULINK的专业模块库介绍10 4SIMULINK中专业库中PID模块的使用10 5SIMULINK与M语言设计比较10 6频域内的验证10 7小结 2020年1月31日04 03 三江学院电气与自动化工程学院 10 4SIMULINK中专业库中PID模块的使用 使用SIMULINK中的专业库是系统设计的捷径 以PID控制器为例 在库中有模块 2020年1月31日04 03 三江学院电气与自动化工程学院 10 4SIMULINK中专业库中PID模块的使用 续 例10 2根据对象 设计PID控制器并进行封装 要求超调量小于20 2020年1月31日04 03 三江学院电气与自动化工程学院 第10章SIMULINK系统设计与应用 续 10 1引言10 2SIMULINK的PID设计与封装10 3SIMULINK的专业模块库介绍10 4SIMULINK中专业库中PID模块的使用10 5SIMULINK与M语言设计比较10 6频域内的验证10 7小结 2020年1月31日04 03 三江学院电气与自动化工程学院 10 5SIMULINK与M语言设计比较 Simulink形象直观 对编程要求低 使用者容易掌握 但盲目性较大 M文件仿真需要编写程序 可以对某一范围内的参数进行扫描 选择最佳的参数 两者经常结合起来使用 2020年1月31日04 03 三江学院电气与自动化工程学院 第10章SIMULINK系统设计与应用 续 10 1引言10 2SIMULINK的PID设计与封装10 3SIMULINK的专业模块库介绍10 4SIMULINK中专业库中PID模块的使用10 5SIMULINK与M语言设计比较10 6频域内的验证10 7小结 2020年1月31日04 03 三江学院电气与自动化工程学院 10 6频域内的验证 对一个控制系统来说 我们经常需要分析其频域特性 特别是增益裕量 相角裕量和相应的截止频率 常用的函数有bode margin nyquist等 Margin 给定模型 margin返回增益裕量 相角裕量和相应的截止频率 当缺省输出变量时 它绘制标明裕量和截止频率的伯德图 比如 km pm wp wg margin Gc Gp H 2020年1月31日04 03 三江学院电气与自动化工程学院 10 6频域内的验证 2020年1月31日04 03 三江学院电气与自动化工程学院 10 6频域内的验证 续 例10 3对例10 2的系统 求其增益裕量 相角裕量和相应的截止频率 以及伯德图 2020年1月31日04 03 三江学院电气与自动化工程学院 10 6频域内的验证 对一个控制系统来说 我们经常需要分析其频域特性 特别是增益裕量 相角裕量和相应的截止频率 常用的函数有bode margin nyquist等 Margin 给定模型 margin返回增益裕量 相角裕量和相应的截止频率 当缺省输出变量时 它绘制标明裕量和截止频率的伯德图 比如 km pm wp wg margin Gc Gp H