控制系统仿真-薛定宇第一章-控制系统计算机辅助设计概述

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控制系统仿真与CAD

第一章控制系统计算机辅助设计概述东北大学信息学院薛定宇第一章控制系统计算机仿真

与辅助设计概述本章主要内容控制系统计算机辅助设计概述计算机辅助设计语言环境概述仿真语言发展概述MATLAB语言及工具箱概述控制系统计算机辅助设计新方法11/12/20232控制系统仿真与CAD国家级精品课程控制系统计算机辅助设计技术

与计算机工具的发展综述自动化（控制）学科的定位与地位戴先中，高教出版社,2003：自动化科学作为一门学科起源于20世纪初，自动化科学与技术的基础理论来自于物理学等自然科学和数学、系统科学、社会科学等基础科学，在现代科学技术的发展中有着重要的地位，起着重要的作用何毓琦（DoyleJC，48thCDC大会报告，2000）：控制将是21世纪的物理学（Controlwillbethephysicsofthe21stcentury）11/12/20233控制系统仿真与CAD国家级精品课程最早的控制器设计方法1942Ziegler&Nichols的PID控制器整定经验公式利用查表和简单乘除法运算即可设计控制器现在仍用，效果不佳控制性能要求的日益增加、计算机技术的飞速发展催生了“控制系统计算机辅助设计”技术（computer-aidedcontrolsystemsdesign，CACSD，或CADCS）国际控制界学者的关注IEEEProceedings、IEEEControlSystemsMagazine各种控制领域会议上的CACSD专题11/12/20234控制系统仿真与CAD国家级精品课程1.1CACSD计算机工具走向第一阶段：Algo、BASIC、Fortran、C等底层语言第二阶段：197？-198？软件包阶段利用底层语言开发专用Melsa&Jones：McGraw-Hill，1973KarlAstrom：INTRAC（IDPAC、MODPAC、SYNPAC、POLPAC等，及仿真语言SIMNON）CLADP（Cambridgelinearanalysisanddesignprograms）NASAArmstrong：ORACLS（optimalregulatoralgorithmsforthecontroloflinearsystems）孙增圻、袁曾任：清华大学出版社，1988及早期讲义韩京清等：自然科学基金重大项目：CACSDC11/12/20235控制系统仿真与CAD国家级精品课程第三阶段：198?-交互式计算机语言1980CleveMoler，MATLABJackLittle等人研制的CTRL-CBoeing公司的EASY5及EASY5xIntegratedSystems公司的Matrix-X及XmathSystemsTechnologyIncorporated公司的CCVisualSimulation公司的VisSim、O-Matrix韩国汉城国立大学权旭铉教授的CemTool免费软件Octave、Scilab等或多或少受MATLAB影响，语句相似11/12/20236控制系统仿真与CAD国家级精品课程交互式语言阶段的另一种尝试：软件集成1984年，美国SpangIII教授SIMNON、CLADP、IDPACSSDP（statespacedesignprogram）各个组成软件之间靠读写文件的方式来传递数据1986年，英国UMIST的ECSTASY（environmentforcontrolsystemtheoryandsynthesisHowardHRosenbrock、NeilMunro主持MATLAB、ACSL、TSIM、MathematicaLATEX、FrameMaker等排版软件（语言）PC不兼容。SUN工作站上运行11/12/20237控制系统仿真与CAD国家级精品课程集成软件的意义与局限性有很好的历史意义，但未得到普及原来每个软件自身的封闭性导致不易沟通后来每个软件自身的发展扩展了功能MATLAB的仿真环境SimulinkMATLAB的符号运算功能MATLAB与Mathematica、Maple等的接口MATLAB的LaTeX输出第四阶段：199?-(Smalltalk,1972)面向对象（object-oriented）的设计技术MATLAB语言就是一种面向对象的语言11/12/20238控制系统仿真与CAD国家级精品课程1.2仿真软件的发展概述仿真语言阶段国际仿真委员会（SimulationCouncilsInc.，SCi）1967年仿真语言CSMP（computersimulationmodellingprogram）中科院沈阳自动化研究所马纪虎研究员在1988年推出了该语言的推广版本－－CSMP-CMitchellandGauthierAssociates公司

ACSL（adv