控制系統(tǒng)仿真及CAD chapter 8

1、2022-5-91高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院2022-5-92高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院2022-5-93高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院2022-5-94高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院 自校正調(diào)節(jié)器自校正調(diào)節(jié)器2022-5-95高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院 模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)2022-5-96高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLA

2、B語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院假設(shè)假設(shè) 2 階連續(xù)線性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型為階連續(xù)線性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型為 模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)的框圖模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)的框圖2022-5-97高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院建立模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)的建立模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)的 Simulink 模型模型2022-5-98高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院將對(duì)象模型的一階環(huán)節(jié)模型由原來的將對(duì)象模型的一階環(huán)節(jié)模型由原來的 改改寫成寫成 ， 系統(tǒng)參數(shù)選擇系統(tǒng)參數(shù)選擇 控制器參數(shù)控制器參數(shù) ，取，取 輸入信號(hào)為方波信號(hào)且其幅值為輸入信號(hào)為方波信號(hào)且其

3、幅值為 10 , 頻率為頻率為 1 ，并將仿真范圍設(shè)置為，并將仿真范圍設(shè)置為 015 秒，進(jìn)一步調(diào)秒，進(jìn)一步調(diào)整系統(tǒng)模型的參數(shù)整系統(tǒng)模型的參數(shù) ，使之在，使之在 0.02 , 0.1 , 1 , 2 , 5 , 10 的范圍內(nèi)變化，進(jìn)行仿真的范圍內(nèi)變化，進(jìn)行仿真 :2022-5-99高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院2022-5-910高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)2022-5-911高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院 Diophantine 方程及其求解方

4、程及其求解Diophantine 方程方程2022-5-912高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院該方程的矩陣形式該方程的矩陣形式2022-5-913高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院用用 MATLAB 語言編寫的求解通用函數(shù)語言編寫的求解通用函數(shù)2022-5-914高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院試求解該方程。試求解該方程。2022-5-915高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院其中其中 使得預(yù)測誤差的方差使得預(yù)測誤差的方差 為

5、最為最小的提前小的提前 d 步預(yù)測信號(hào)滿足下面的方程步預(yù)測信號(hào)滿足下面的方程 假設(shè)在第假設(shè)在第 t 時(shí)刻所有可以測出的輸入輸出數(shù)據(jù)為時(shí)刻所有可以測出的輸入輸出數(shù)據(jù)為 則由這些數(shù)據(jù)對(duì)則由這些數(shù)據(jù)對(duì) t+d 時(shí)時(shí)刻的輸出進(jìn)行預(yù)測，稱提前刻的輸出進(jìn)行預(yù)測，稱提前 d 步預(yù)測，記步預(yù)測，記 2022-5-916高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院2022-5-917高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院 提前兩步預(yù)報(bào)的仿真模型提前兩步預(yù)報(bào)的仿真模型 設(shè)信號(hào)發(fā)生器給出的是幅值為設(shè)信號(hào)發(fā)生器給出的是幅值為 4 的方波信號(hào)，采的方

6、波信號(hào)，采樣周期樣周期 T=0.01 秒，隨機(jī)白噪聲均值為秒，隨機(jī)白噪聲均值為 0，方差為，方差為 12022-5-918高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院最小方差控制律為最小方差控制律為若若 ，則最小方差控制問題退化成最小方差則最小方差控制問題退化成最小方差的調(diào)節(jié)問題，調(diào)節(jié)器的自適應(yīng)律可以簡化成的調(diào)節(jié)問題，調(diào)節(jié)器的自適應(yīng)律可以簡化成 該控制律適用于最小相位系統(tǒng)的自校正調(diào)節(jié)該控制律適用于最小相位系統(tǒng)的自校正調(diào)節(jié)2022-5-919高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院自適應(yīng)控制律自適應(yīng)控制律其中其中2022-5-9

7、20高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院 ，遺忘因子選擇，遺忘因子選擇為為 ，設(shè)定值選擇為設(shè)定值選擇為 ，對(duì)自校正系統(tǒng)對(duì)自校正系統(tǒng) 進(jìn)行仿真。進(jìn)行仿真。2022-5-921高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院廣義預(yù)測控制廣義預(yù)測控制 (general predictive control，GPC)廣義預(yù)測控制研究的受控對(duì)象模型為廣義預(yù)測控制研究的受控對(duì)象模型為廣義預(yù)測控制的性能指標(biāo)為廣義預(yù)測控制的性能指標(biāo)為2022-5-922高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院用廣義預(yù)測控制

8、的方式進(jìn)行控制。用廣義預(yù)測控制的方式進(jìn)行控制。2022-5-923高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院2022-5-924高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院 構(gòu)建模糊推理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)建模糊推理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 添加系統(tǒng)的輸入和輸出變量添加系統(tǒng)的輸入和輸出變量2022-5-925高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院 把新生成的規(guī)則矩陣把新生成的規(guī)則矩陣 R ，補(bǔ)加到模糊推理系統(tǒng)補(bǔ)加到模糊推理系統(tǒng) f i s 原有規(guī)則后原有規(guī)則后 模糊推理問題求解模糊推理問題求解 解模糊化解

9、模糊化2022-5-926高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院 模糊模糊 PD 控制器控制框圖控制器控制框圖2022-5-927高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院 8 段模糊子集示意圖段模糊子集示意圖 PD 控制器模糊邏輯控制器模糊邏輯2022-5-928高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院2022-5-929高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院2022-5-930高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信

10、息學(xué)院2022-5-931高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院模糊邏輯整定模糊邏輯整定 PID 控制器的表達(dá)式為控制器的表達(dá)式為其中，其中， 為校正速度量為校正速度量2022-5-932高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院計(jì)算控制量計(jì)算控制量2022-5-933高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院 模糊模糊 PID 控制器控制框圖控制器控制框圖2022-5-934高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院 模糊模糊 PID 控制器結(jié)構(gòu)控制器結(jié)

11、構(gòu)2022-5-935高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真2022-5-936高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院2022-5-937高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院 神經(jīng)元的基本結(jié)構(gòu)神經(jīng)元的基本結(jié)構(gòu)2022-5-938高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院 神經(jīng)元的基本結(jié)構(gòu)神經(jīng)元的基本結(jié)構(gòu)2022-5-939高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院 基于單個(gè)神經(jīng)元的基于

12、單個(gè)神經(jīng)元的 PID PID 控制器框圖控制器框圖2022-5-940高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院, ,歸一化權(quán)值歸一化權(quán)值微積分模塊計(jì)算量：微積分模塊計(jì)算量：三個(gè)權(quán)值的更新規(guī)則三個(gè)權(quán)值的更新規(guī)則：控制率為控制率為2022-5-941高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院 基于單個(gè)神經(jīng)元的基于單個(gè)神經(jīng)元的 PID PID 控制器模塊框圖控制器模塊框圖2022-5-942高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院2022-5-943高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATL

13、AB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院 BP BP 網(wǎng)網(wǎng) PID PID 控制器仿真結(jié)構(gòu)控制器仿真結(jié)構(gòu)2022-5-944高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院采樣周期采樣周期 T = 0.001 T = 0.001 秒秒 非線性受控對(duì)象非線性受控對(duì)象2022-5-945高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院 系統(tǒng)仿真框圖系統(tǒng)仿真框圖2022-5-946高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院 徑向基函數(shù)徑向基函數(shù) PID PID 控制器仿真結(jié)構(gòu)控制器仿真結(jié)構(gòu)2022-5-947高等應(yīng)用數(shù)學(xué)

14、問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院 非線性受控對(duì)象非線性受控對(duì)象2022-5-948高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院 系統(tǒng)仿真框圖系統(tǒng)仿真框圖2022-5-949高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院2022-5-950高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院簡單遺傳算法的一般步驟為：簡單遺傳算法的一般步驟為： 選擇選擇 N N 個(gè)個(gè)體構(gòu)成初始種群個(gè)個(gè)體構(gòu)成初始種群 ，并求出種群內(nèi)各并求出種群內(nèi)各個(gè)個(gè)體的函數(shù)值。染色體可以用二進(jìn)制數(shù)組表示，也個(gè)個(gè)體

15、的函數(shù)值。染色體可以用二進(jìn)制數(shù)組表示，也可以用實(shí)數(shù)數(shù)組來表示，種群可以由隨機(jī)數(shù)生成函數(shù)可以用實(shí)數(shù)數(shù)組來表示，種群可以由隨機(jī)數(shù)生成函數(shù)建立。其實(shí)使用遺傳算法求解函數(shù)建立。其實(shí)使用遺傳算法求解函數(shù) gaopt( ) gaopt( ) ，則會(huì)則會(huì)自動(dòng)生成所需的初始種群自動(dòng)生成所需的初始種群 。 設(shè)置代數(shù)為設(shè)置代數(shù)為 i=1 i=1 ，即設(shè)置其為第即設(shè)置其為第 1 1 代。代。2022-5-951高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院 計(jì)算選擇函數(shù)的值，所謂選擇即通過概率的形式計(jì)算選擇函數(shù)的值，所謂選擇即通過概率的形式從種群中選擇若干個(gè)體的方式。遺傳算法最優(yōu)化工從

16、種群中選擇若干個(gè)體的方式。遺傳算法最優(yōu)化工具箱提供了具箱提供了 3 3 個(gè)選擇函數(shù)，其中個(gè)選擇函數(shù)，其中 roulette( )roulette( )實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了輪盤選擇算法，了輪盤選擇算法，normGeomSelect( )normGeomSelect( )函數(shù)實(shí)現(xiàn)了歸函數(shù)實(shí)現(xiàn)了歸一化幾何選擇方法，一化幾何選擇方法，tournSelect( )tournSelect( )實(shí)現(xiàn)了錦標(biāo)賽實(shí)現(xiàn)了錦標(biāo)賽形式的選擇方式，形式的選擇方式，normGeomSelect( )normGeomSelect( )函數(shù)為默認(rèn)選函數(shù)為默認(rèn)選擇函數(shù)。擇函數(shù)。2022-5-952高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MA

17、TLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院2022-5-953高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院2022-5-954高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院2022-5-955高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院2022-5-956高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院2022-5-957高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院編寫一個(gè)描述目標(biāo)函數(shù)的文件：編寫一個(gè)描述目標(biāo)函數(shù)的文件：2022-5-958高等應(yīng)用數(shù)

18、學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院用用 MATLAB MATLAB 函數(shù)描述目標(biāo)函數(shù)函數(shù)描述目標(biāo)函數(shù)2022-5-959高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院2022-5-960高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院2022-5-961高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院用用 MATLAB MATLAB 函數(shù)來描述此最優(yōu)化問題的目標(biāo)函數(shù)函數(shù)來描述此最優(yōu)化問題的目標(biāo)函數(shù)2022-5-962高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院 模糊模糊 PD PD 控制的尋優(yōu)控制的尋優(yōu)2022-5-963高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院 常規(guī)常規(guī) PD PD 控制的尋優(yōu)控制的尋優(yōu)2022-5-964高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的 MATLAB 求解MATLAB語言與應(yīng)用東北大學(xué)信息學(xué)院n模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)與自校正調(diào)節(jié)器系統(tǒng)，一模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)與自校正調(diào)節(jié)器系統(tǒng)，一 種常用的模型