MATLAB在控制系统的介绍及应用.docVIP

MATLAB在控制系統的介紹及應用 作者姓名：郭育豪 班別：生機大三乙 學號：0914420 MATLAB是一套可以用來分析控制系統的高階程式語言，工程人員常常 用它來分析系統的行為，而MATLAB對於控制系統的設計上也有不小的幫助 ，故學好它可以使得在以後的系統設計上更為方便，也更為快速。 一、前言 首先對MATLAB的基本操作指令作一說明，在熟悉基礎的用法之後，再舉一個有關於MATLAB應用於控制系統的例子。 二、材料與方法 以下是MATLAB的基本語法： （1）基本運算 乘法：* 次方：^ 減法：－ 除法：/ （2）向量和 向量的表示可用列向量來表示。 同一列的數字以空格或逗號隔開，不同列以分號隔開。 size(x)：會列出兩數字，前面代表列數，後面代表行數。 X’：表示對X作轉置。 inv(x)：找出x的反矩陣。 若將一矩陣加、減、乘或除一常數，則矩陣內所有元素均作此一運算。 若要將兩矩陣作加、減運算，則兩矩陣的維度必須相同。 若要將兩矩陣作乘法運算，則第一個矩陣的行數必須等於第二個矩陣的列數。 點乘或點除代表兩矩陣中同一位置的元素彼此作運算。 （3）多項式 root(s)：找出s的根。 conv(x,y)：將x、y相乘。 [a,b]=deconv(x,y)：將x、y相除，a為商，b為餘數。 若要將兩不同最高次方的多項式相加或相減，則較低次方的多項式其係數必須補零至與較高次方的多項式係數相同。 （4）函數與常數 共用函數：sin、cos、log、exp、sqrt、mean、std。 共用常數：pi、i、j。 （5）繪圖 plot(x,y)：將y(x)的圖形畫出來。 hold on：把數個圖畫在同一張紙上。 ginput(N)：在圖形上作定位，N代表定位點的數目。 xlabel(‘字串’)：將x軸標上說明，y軸也可如此做。 step(s)：畫出轉移函數的步階響應。 impulse(s)：畫出轉移函數的脈衝響應。 四、結果與討論 以下舉一個在實務上應用的例子： 本設備包含下述單元及軟體： （）多輸入控制機構單元控制介面卡三控制軟體多輸入控制機構單元主旋轉系統：旋轉角度：300°以上主螺旋槳尺寸：280mm驅動馬達：永磁式直流馬達：24V，3200rpm尾翼旋轉系統：旋轉角度：300° 以上主螺旋槳尺寸：128mm驅動馬達：永磁式直流馬達：24V，3200rpm速度量測：500pulse/rev 編碼器位置量測：500pulse/rev 編碼器伺服放大器：240W，24V控制介面卡類比輸入：取樣率：30KHz，DMA?解析度：12bit通道數：16?(4) 輸入範圍：±1V，±2V，±5V，±10V 。類比輸出：解析度：12bit?通道數：2輸入範圍：0 ~ 5數位輸入：通道數：16 TTL數位輸出：通道數：16 TTL控制軟體：需在 MATLAB? 環境中執行即時控制軟體需具下述功能：量測值處理。數位濾波器。資料攫取暫存器。內建控制法則。致動器控制軟體。內部激勵信號產生器。MATLAB?-RTK介面軟體。MATLAB是一套實用的軟體，經由上面的例子可以了解到它在控制系統中 的重要性，也可以知道它已經廣泛使用於各種控制系統中。 參考文獻 .tw/edu_equipment/Lab/Lab_control.htm J.Wilkie，M.Johnson，R.Katebi﹒2002﹒Control Engineering – An introductory Course﹒ISBN﹒