控制系统仿真与CAD(东北大学)

  • 名称:控制系统仿真与CAD(东北
  • 分类:分析计算  
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  • 时间:2020/9/9 19:47:40
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    本课程以国际上最流行的MATLAB/Simulink语言为主要工具,在全新的框架下对控制系统建模、仿真、分析与设计进行了较全面的介绍,包括MATLAB语言的编程方法及其在各类数学问题求解中的应用;各类线性系统模型的表示方法与模型转换、系统辨识问题的求解方法;控制系统的计算机辅助分析;基于Simulink的控制系统建模仿真的方法;应用技巧及建模实例;控制系统的计算机辅助设计算法等内容。

MATLAB 语言的首创者Cleve Moler 教授在数值分析,特别是在数值线性代数的领域中很有影响。他曾在密西根大学、斯坦福大学和新墨西哥大学任数学与计算机科学教授。1980 年前后,时任新墨西哥大学计算机系主任的Moler 教授在讲授线性代数课程时,发现了用其他高级语言编程极为不便,便构思并开发了MATLAB(MATrix LABoratory,即矩阵实验室),这一软件利用了他研制的、在国际上颇有影响的EISPACK[30](基于特征值计算的软件包)和LINPACK两大软件包中可靠的子程序,用Fortran 语言编写了集命令翻译、科学计算于一身的一套交互式软件系统。

所谓交互式语言,是指用户给出一条命令,立即就可以得出该命令的结果。该语言无需像C 和Fortran 语言那样,首先要求使用者去编写源程序,然后对之进行编译、连接,最终形成可执行文件。这无疑会给使用者带来极大的方便。在MATLAB 下,矩阵的运算变得异常的容易,所以它一出现就广受欢迎,这一系统逐渐发展、完善,逐步走向成熟,形成了今天的模样。

目前,MATLAB 已经成为国际上最流行的科学与工程计算的软件工具,现在的MATLAB 已经不仅仅是一个“矩阵实验室”了,它已经成为了一种具有广泛应用前景的、全新的计算机高级编程语言了,有人称它为“第四代”计算机语言,它在国内外高校和研究部门正扮演着重要的角色。MATLAB 语言的功能也越来越强大,不断适应新的要求提出新的解决方法。另外,很多长期以来对MATLAB 有一定竞争能力的软件(如Matrix-X)已经被MathWorks 公司吞并,所以可以预见,在科学运算与系统仿真领域MATLAB 语言将长期保持其独一无二的地位。

MATLAB 目前已经成为控制界国际上最流行的软件,它除了传统的交互式编程之外,还提供了丰富可靠的矩阵运算、图形绘制、数据处理、图像处理、方便的Microsoft Windows 编程等便利工具。此外,控制界很多学者将自己擅长的CAD 方法用MATLAB 加以实现,出现了大量的MATLAB 配套工具箱,如控制界最流行的控制系统工具箱(Control System Toolbox)、系统辨识工具箱(System Identification Toolbox)、鲁棒控制工具箱(Robust Control Toolbox)、多变量频域设计工具箱(Multivariable Frequency Design Toolbox)、μ 分析与综合工具箱(μ-Analysis and Synthesis Toolbox)、神经网络工具箱(Neural Network Toolbox)、最优化工具箱(Optimization Toolbox)、信号处理工具(Signal Processing Toolbox)以及仿真环境Simulink。参与编写这些工具箱的设计者包括国际控制界的名流,如Alan Laub、Michael Sofanov、Leonard Ljung、Jan Maciejowski 等这些在相应领域的著名专家,这当然地提高了MATLAB 的声誉与可信度,使得MATLAB 风靡国际控制界,成为最重要也是最流行的语言。