Simulink在控制系统仿真

摘 要
本设计利用Simulink强大的运算功能及可视化的优点，建立各种控制系统仿真的模型，并且对该模型在各种不同的参数下进行了仿真和分析，以便取得最佳的参数组合。通过仿真研究可以对照比较各种控制策略与方案,优化并确定相关参数,特别是对于新控制决策与算法的研究,进行系统仿真更是必不可少的。一般而言,对控制系统进行计算机仿真首先应建立系统模型,然后依据模型编制仿真程序,充分利用计算机作为工具对其进行数值求解并将结果加以显示。特别是Simulink的使用得以使仿真工作可以以结构图的形式进行,并且能够方便地选择各种数值算法、仿真步长等重要参数,同时可以借助模拟示波器将仿真动态结果加以显示,因而仿真过程十分直观。
本文主要研究了Simulink在控制系统仿真中的应用，以及如何运用Simulink软件对控制系统进行建模和仿真。本课题在控制系统的理论研究上具有较高的应用价值。

关键词：控制系统 建模 仿真
目 录
摘 要……………………………………………………………………Ⅰ
Abstract…………………………………………………………………Ⅱ

第1章 绪论………………………………………………………………1
1.1 课题研究背景……………………………………………………1
1.2 控制系统概述……………………………………………………1
1.2.1 经典控制理论………………………………………………2
1.2.2 现代控制理论………………………………………………3
1.3 仿真在控制系统中的应用…………………………………………3
第2章 PID控制系统……………………………………………………5
2.1 PID控制概述………………………………………………………5
2.2 比例控制…………………………………………………………6
2.3 比例微分控制……………………………………………………8
2.4 积分控制………………………………………………………11
2.5 比例积分控制…………………………………………………12
2.6 比例积分微分控制……………………………………………14
第3章 串级控制系统…………………………………………………16
3.1 串级控制系统概述………………………………………………16
3.1.1 基本概念……………………………………………………16
3.1.2 串级控制的特点……………………………………………18
3.2 串级控制系统的仿真研究………………………………………19
第4章 比值控制系统…………………………………………………22
4.1 比值控制系统概述………………………………………………22
4.1.1 比值控制系统的特点………………………………………22
4.1.2 比值控制的典型系统………………………………………22
4.2 比值控制系统的仿真研究………………………………………28
4.2.1 单闭环比值控制系统仿真…………………………………28

4.2.2 双闭环比值控制系统仿真…………………………………30
4.2.3 变比值控制系统仿真………………………………………31
第5章 前馈控制系统…………………………………………………34
5.1 前馈控制系统概述………………………………………………34
5.1.1 前馈控制系统的结构………………………………………34
5.1.2 前馈控制系统的特点………………………………………35
5.1.3 前馈控制系统的控制方式…………………………………36
5.2 前馈控制系统的仿真研究………………………………………39
5.2.1 静态前馈控制系统仿真……………………………………39
5.2.2 动态前馈控制系统仿真……………………………………40
结 论……………………………………………………………………44
致 谢……………………………………………………………………45