最新ControlSystemToolbox控制系统工具箱汇总.docx

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最新ControlSystemToolbox控制系统工具箱汇总

ControlSystemToolbox控制系统工具箱

ControlSystemToolbox

设计和分析控制系统

产品概览1:

56

ControlSystemToolbox™为系统地分析、设计和调节线性控制系统提供行业标准算法和工具。

您可以将您的系统指定为传递函数、状态空间、零极点增益或频率响应模型。

通过交互式工具和命令行函数（如阶跃响应图和波特图），您可以实现时域和频域中系统行为的可视化效果。

可以使用自动PID控制器调节、波特回路整形、根轨迹方法、LQR/LQG设计及其他交互式和自动化方法来调节补偿器参数。

您可以通过校验上升时间、超调量、稳定时间、增益和相位裕度及其他要求来验证您的设计。

ControlSystemToolbox

Designandanalyzecontrolsystems

ProductOverview1:

56

ControlSystemToolbox™providesindustry-standardalgorithmsandtoolsforsystematicallyanalyzing,designing,andtuninglinearcontrolsystems.Youcanspecifyyoursystemasatransferfunction,state-space,pole-zero-gain,orfrequency-responsemodel.Interactivetoolsandcommand-linefunctions,suchasstepresponseplotandBodeplot,letyouvisualizesystembehaviorintimedomainandfrequencydomain.YoucantunecompensatorparametersusingautomaticPIDcontrollertuning,Bodeloopshaping,rootlocusmethod,LQR/LQGdesign,andotherinteractiveandautomatedtechniques.Youcanvalidateyourdesignbyverifyingrisetime,overshoot,settlingtime,gainandphasemargins,andotherrequirements.

简介

ControlSystemToolbox™为系统地分析、设计和调节线性控制系统提供行业标准算法和工具。

您可以将您的系统指定为传递函数、状态空间、零极点增益或频率响应模型。

通过交互式工具和命令行函数（如阶跃响应图和波特图），您可以实现时域和频域中系统行为的可视化效果。

可以使用自动PID控制器调节、波特回路整形、根轨迹方法、LQR/LQG设计及其他交互式和自动化方法来调节补偿器参数。

您可以通过校验上升时间、超调量、稳定时间、增益和相位裕度及其他要求来验证您的设计。

主要功能

●线性系统的传递函数、状态空间、零极点增益和频率响应模型

●线性模型的串联、并联、反馈连接和一般框图连接

●用于分析稳定性和性能指标的阶跃响应、奈奎斯特图以及其他时域和频域工具

●根轨迹图、波特图、LQR、LQG及其他经典工具和状态空间控制系统设计方法

●自动PID控制器调节

●模型表示方式转换、连续时间模型离散化和高阶系统的低阶近似

●针对精确度和性能而优化的LAPACK和SLICOT算法

ControlandEstimationToolsManager（顶部）是一个基于工作流的GUI，用来交互地分析、设计和调节控制器。

可用的工具包括根轨迹图、波特图和阶跃响应图（底部）。

KeyFeatures

●Transfer-function,state-space,pole-zero-gain,andfrequency-responsemodelsoflinearsystems

●Series,parallel,feedback,andgeneralblock-diagramconnectionoflinearmodels

●Stepresponse,Nyquistplot,andothertime-andfrequency-domaintoolsforanalyzingstabilityandperformancemeasures

●Rootlocus,Bodediagrams,LQR,LQG,andotherclassicalandstate-spacecontrolsystemdesigntechniques

●AutomatictuningofPIDcontrollers

●Modelrepresentationconversion,continuous-timemodeldiscretization,andlow-orderapproximationofhigh-ordersystems

●LAPACKandSLICOTalgorithmsoptimizedforaccuracyandperformance

ControlandEstimationToolsManager（top）,aworkflow-basedGUIthatletsyouinteractivelyanalyze,design,andtunecontrollers.Availabletoolsincluderootlocus,Bode,andstep-responseplots（bottom）.

使用ControlSystemToolbox

线性控制技术是控制系统设计和分析的基础。

ControlSystemToolbox可帮助您创建和操作控制系统的线性模型。

使用交互式可视化工具，您可以分析这些模型，深入了解控制系统的行为、性能和限制。

您还可以使用单入/单出（SISO）和多入/多出（MIMO）设计方法，系统地调节控制系统参数。

ControlSystemToolbox生成的线性模型可用于其他控制设计产品，如RobustControlToolbox™和ModelPredictiveControlToolbox™。

您可以使用SimulinkControlDesign™搭配ControlSystemToolbox，在Simulink®中进行控制系统设计和分析。

通过PIDTunerGUI，调节由方程式定义的PID控制器C。

您可以自动计算初始设计，然后以交互方式调节响应时间，重新计算PID增益。

WorkingwithControlSystemToolbox

Linearcontroltechniquesarethefoundationofcontrolsystemdesignandanalysis.ControlSystemToolboxletsyoucreateandmanipulatethelinearmodelsofyourcontrolsystem.Usinginteractivevisualizationtools,youcananalyzethesemodelstogaininsightintoyourcontrolsystem’sbehavior,performance,andlimitations.Youcanalsosystematicallytunecontrolsystemparametersusingsingle-input/single-output（SISO）andmulti-input/multi-output（MIMO）designtechniques.

LinearmodelsfromControlSystemToolboxcanbeusedinothercontroldesignproducts,suchasRobustControlToolbox™andModelPredictiveControlToolbox™.YoucanuseSimulinkControlDesign™togetherwithControlSystemToolboxforcontrolsystemdesignandanalysisinSimulink®.

TuningaPIDcontrollerC,definedbytheequation,withthePIDTunerGUI.YoucanautomaticallycalculateaninitialdesignandtheninteractivelyadjusttheresponsetimetorecomputePIDgains.

创建和操作线性模型

ControlSystemToolbox可帮助您创建和操作作为对象的系统线性模型。

支持所有的标准模型表示形式，包括传递函数、零极点增益、显式和描述器状态空间以及频率响应数据。

线性模型可以是SISO或MIMO、连续或离散的。

您可以将PID控制器表示为PID对象。

而且，您还可以对带有时间延迟的系统进行精确建模和仿真，包括系统的反馈回路有延迟的情况。

ControlSystemToolbox提供的命令用于：

●对线性模型进行算术运算

●通过简单模型的串联、并联或反馈连接，构建复杂的框图，

●对连续时间模型进行离散化处理，

●对高阶模型进行低阶的近似计算，

构建受控对象的线性模型通常是设计控制系统的第一步。

如果尚无可用的线性模型，可利用SystemIdentificationToolbox™通过拟合测试数据构建一个线性模型，或使用SimulinkControlDesign线性化一个Simulink模型。

一旦创建了线性模型，便可使用ControlSystemToolbox分析该模型并设计控制器。

用于创建和分析带有控制器C和受控对象模型G的反馈回路的MATLAB代码。

受控对象模型被描述为第一阶传递函数，延迟时间为T秒。

CreatingandManipulatingLinearModels

ControlSystemToolboxletsyoucreateandmanipulatelinearmodelsofyourcontrolsystemasobjects.Allstandardmodelrepresentationsaresupported,includingtransferfunction,zero-pole-gain,explicitanddescriptorstatespace,andfrequency-responsedata.LinearmodelscanbeSISOorMIMO,andcontinuouso