发布时间 : 星期四 文章基于MATLAB控制系统的仿真与应用毕业论文设计更新完毕开始阅读ca151d1cabea998fcc22bcd126fff705cd175c56
得 MATLAB的应用更加广泛。 3．MATLAB的数据可视化功能
MATLAB可以给计算数据以二维、三维的图形表现，通过对图形线型、立面、色彩、 渲染、立视角等品质的处理，可把计算数据的特征表现的淋漓尽致，MATLAB还开发了一些面向图形对象的图形函数，它可以图形句柄为界面，设置各种不同按钮和控件，以执行相应的操作命令，从而实现人机交互控制。MATLAB5.１版本的图形用户界面（GUI）增加了交互式GUI编码程序向导 （GUIDE）；句柄图形属性编辑程序：列表框：模态和非模态对话框，信息框：多线程和直接插入可编辑文本等。它的数据可视化和图形功能进一步加强，可以快速精确显示3D图形和各种图形文件格式，支持真彩色和高效8位图象数据输入显示。
4. MATLAB的文字处理功能
MATLAB把Microsoft word与note book集成为一整体，它既可看作是能解决计算问题的字处理软件，也可看作是文字编辑功能的应用软件，在note book中，可以对指令进行修改编辑，及时演算，及时执行命令，它的指令都是“活”指令，可以像在MATLAB的主窗口运行命令一样运行它。 5．MATLAB的工具箱
迄今为止MATLAB己拥有至少37个工具箱，这些工具箱可以分为两类：功能型工具箱和领域型工具箱，功能型工具箱主要用来扩展MATLAB的符号计算功能，图形建模仿真，文字处理功能以及与硬件的实时交互功能，而领域型工具箱是专业性很强的工具箱如自动控制工具箱、信号处理工具箱、神经网络工具箱、模糊逻辑工具箱、通讯、小波分析、高阶谱分析、偏微分方程、统计、金融、图象处理等工具箱，应用领域遍布工程、经济、数学、化学以及电力等多个领域。在这些工具箱中MATLAB提供了开放式体系结构使用户能够进入工具箱源码以便修改、定制、扩展算法和工具箱功能以适应用户特殊需要。MATLAB进行仿真的现状如下：
MATLAB语言由于使用极其方便、且提供了丰富的矩阵处理功能，所以很快引起了控制理论领域研究人员的高度重视，并在此基础上开发了控制理论与CAD和图形化模块化设计方法相结合的控制系统仿真工具箱，目前它已成为国
际控制界最流行的仿真语言。MATLAB可以在各种类型的机型上运行，如：PC及兼容机、Macintosh、Sun工作站、VAX机、Apollo工作站、HP工作站、DECstation工作站、SGI工作站、RS6000工作站、Convex工作站及Cray计算机等。使用MATLAB语言进行编程，可以不作任何修改直接移植到这些机器上运行，它与机器类型无关，这大大拓宽了MATLAB语言的应用范围。 MATLAB语言除可以进行传统的交互式编程来设计控制系统以外，可以调用它的控制系统工具箱来设计控制系统。许多控制界的使用者还结合自己的 研究领域将擅长的CAD方法与MATLAB结合起来，制作了大量的控制系统 工具箱，如控制系统工具箱，系统辨识工具箱，鲁棒控制工具箱，多变量频域设计工具箱，“分析与校正工具箱，神经网络工具箱，最优化工具箱，模糊控制工具箱等，可以说伴随着控制理论的不断发展和完善，MATLAB的工具箱也在不断的增加和完善。MATLAB的Simulink和Stateflow功能的增加使控制系统的设计更加简便容易，而且可以设计更为复杂的控制系统。用MATLAB 设计出控制系统进行仿真后，可以利用MATLAB的工具在线生成Ｃ语言代码， 用于延时控制。可以毫不夸张的说，MATLAB己不仅是一般的编程工具，而 是作为一种控制系统的设计平台出现的。目前，国外的许多工业控制软件的设 计就明确提出了与MATLAB的兼容性。
MATLAB及其工具箱将一个优秀软件包的易用性、可靠性、通用性和专业性，以及以一般目的应用和高深的专业应用完美的集成在一起，并凭借其强大的功能，先进的技术和广泛的应用，使其逐渐成为国际性的计算标准，为世界各地超过20万名科学家和工程师所采用。今天，MATLAB的用户团体几乎遍及西方各主要大学，公司和政府研究部门，其应用也已遍及现代科学和技术的方方面面。据1996年的统计，全球共有52个国家，2000余所大学购买了MATLAB的使用许可，世界排名前100名的大公司有82家使用它，相反目前我国的科技人员了解和使用它的还比较少，使用的版本还比较低，离广泛使用和普及还有很大的距离。
下面是MATLAB的几个典型应用，由此可见一斑。
在瑞典Lunds大学反射物理学研究所在一项为期三个月的极地探险计划中，广泛使用MATLAB及其工具箱，在北冰洋研究放射性物质对环境生态学 的影响。研究人员主要用MATLAB进行数据分析，用神经网络工具箱辨识北冰 洋
流木的年轮图案，并据此识别这些漂流数年的数木成长自何方。 Forsmark核 电站使用MATLAB优化反应堆的功率输出。工程师们从堆芯读取大量数据，算出燃料棒和控制棒的最佳位置．以便产生最大的输出功率。这是一个极为庞大且十分复杂的数值分析问题，包括分析1700个以上的节点。为了简化计算过程，Forsmark用MATLAB开发出他们自己的图形用户界面，这个图形用户界面容许没有任何使用经验的使用者执行计算和评价分析结果。Forsmark还使用MATLAB建模和分析各种设想的失效及扰动情况。在反应堆中当发生扰动时，数据必须被详细分析以便确定扰动的原因。借助于MATLAB和它的系统辨识及控制工具箱，Forsmark的工程师们将分析时间从原来的一星期减少到现在的15分钟。
Calspan先进技术中心试验高度可修改的实验型飞行器，它可以成倍提高其它飞行器的性能。其仿真程序运行在一组并行操作的浮点DSP上，所用硬件来自dSPACE。飞行器和飞行控制系统首先在地面用Simulink模块建模、仿真，然后用实时Workshop生成C源代码并被下载到飞行器的DSP上。当实验飞机飞行时，试飞员可以在飞机在预先编好的程序DSP模块控制时评价飞行器和飞行控制系统，飞行中各种控制参数可以直接被调整并被下载给硬件作试验，这种形式的实时试验节省了大量时间和经费，一个1s行控制系统在其原型被建立之前就可以完成几乎全部试验。
2.4 MATLAB仿真集成环境—Simulink
Simulink是对动态系统进行建模，仿真和综合分析的图形化软件。它可以
处理线性和非线性、离散、连续喝混合系统，也可以处理单任务和多任务系统，并支持具有多种采样频率的系统。
在Simulink是图形化仿真方式，使其具有更直观现象，更简单方便与灵活的特点。比如，由Simulink创建的控制系统动态方框图模型，是系统最基本的直觉图形化形式、非常直观、容易理解。并且可以再仿真进行的时间，就能看到仿真的结果。这样可以大大的简化设计流程，减轻设计负担和降低设计成本，提高工作效率。
在MATLAB命令窗口键入Simulink,或在工具栏上选择按钮打开
Simulink Library Browser,即可打开一个空白模型窗口。此时就可以再模型窗口中建立模型进行仿真工作，如图2-1所示
图2-1 Simulink Library Browser界面
在模块库中选择构建系统模型所需的模块，并把它们直接拖放到所建立的系统模型窗口中。之后需要做的工作是按照系统的信号流程将各系统模块真确连接起来。用鼠标单击并移动所需功能模块至合适位置，将光标指向源模块的输出端口，此时光标变成“+”。此时松开鼠标按键就完成如图2-2所示的连接。