计算机自动控制与MATLAB实现的

摘 要 ：文章对计算机自动控制系统进行了研究,总结实现计算机控制系统的具体设计思想和方法.还通过运用MATLAB的仿真,来验证系统描绘和稳定性,从多方面来对计算机自动控制方面进行阐述.

关 键 词 ：计算机 自动控制 MATLAB仿真

中图分类号：TP13 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 02-0073-01

计算机在我国现代工业生产自动化中发挥着重要的作用,自动控制是利用计算机来对操作过程进行远程控制,对系统进行检测和控制,而目前控制系统的设计和实现都是采用组态软件的操作方法.对于设计对象与设计部分没有严格的界限,因此可以把面向设计对象分析理解为是面向对象设计的组成的一个部分,面向对象设计的基本出发点是尽可能按照人类的思维去分析和解决问题,能够很好进行人工系统的仿真,模拟现实世界,来完成计算机与人类直接的对接.

一、自动控制系统的设计特点及应用

从设计者的角度出发,面向对象的自动控制在系统的设计是面向被控制系统对象的一种设计方法,控制系统的设计人员要将控制系统分成许多对象构成的子系统,同时,将控制系统中的硬件以及物理量虚拟为相应的对象.设计者的目的要确定被控制系统对象属性及控制方法,将各种控制连接起来,封装在控制系统内,调用控制对象进行操作,完成各项数据的传递及计算操作.

面向对象设计则要看做是从对象中提炼出来并定义对象之间的交互协议,定义数据的结构和过程上,还可以将面向对象的自动控制系统设计为两个方向：高级方向、低级方向.高级方向的设计主要是解决自动控制系统划分为较大的对象；低级方向设计则是通过设计来确定对象的方法和属性.面对对象是想是指软件功能的实现过程,包括对每个对象内部功能的实现,来确定对象那些处理能力在那些类中进行描述,最终实现系统的界面输出形式.

二、自动控制系统的MATLAB的表达方式

自动控制分析过程,是将时间区域上的表达映射到复数区域中,之后在进行性能分析.时间区域分析虽然具有直观和准确表达的优点,但是在分析系统的稳定上、瞬态过程和稳态误差以及微积方程的求解上还有一定的弊端,所以采取复数域上的分析方法.控制系统最常用的分析方法.控制系统最常用的分析主要有两个步骤：一是确定激励信号；二是确定传递函数的形式,最后求出响应.

一种输入为单位冲击响应函数的Impulse（sys）：一般用于绘制系统Sys（由函数zpk、ss或tf产生）的单位激励响应,结果不返回数据,只返回图形.第二种为输入阶跃响应函数Setp（sys）,这种函数用于绘制系统Sys（由函数zpk、ss或tf产生）的阶跃响应,其计算结果不返回数据,只返回图形,案例如下：

设系统函数为：G（s）等于4/（s2+2s+5）；求其脉冲响应.

MATLAB的编写程序如下：

>> sys 等于 tf （4,[1 14]）；

> > implus （sys）；

> > title （脉冲响应）；

程序运行结果如图1所示

控制系统稳定性的判断：

设系统特征方程为s5+s4+2s3+5s2+3s+4等于0,计算其特征并计算系统的稳定性.在计算机Command Windows窗口下输入下列程序,计算结果输出如下：

上面计算机结果中两个复数计算结果是两个实部大于零的根,所以系统为不稳定.

已知系统开环传递函数G（S）等于10000/[S（S2+5S+100）],在Command Windows窗口输入程序,用阶跃相应曲线验证,如下图2.

从输入的响应曲线来看为不收敛,可以推断出该系统不稳定.

三、结论

总之,计算机自动控制的事项是一个将业务逻辑由具体的编程技术当中提取出来的过程,将问题的最主要的方面抽象成一个简单的框架,来解决主要矛盾.在解决的过程中,将问题化解为多个细小问题,再去解决细节问题,计算机自动化控制是一个将繁琐华为简便的过程,是为人们提供方便怎么写作的工具.