最新ControlSystemToolbox控制系统工具箱汇总Word格式文档下载.docx
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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。
Designandanalyzecontrolsystems
ProductOverview1:
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
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