计算机仿真复习.doc

计算机仿真是一种利用计算机模拟真实系统行为的技术，广泛应用于工程、科学和信息技术领域。在计算机仿真中，我们将实际的物理或逻辑系统转化为数学模型，然后在软件环境中运行这些模型以预测和分析系统的性能。MATLAB是一款强大的数值计算软件，它提供了丰富的工具箱用于建立和模拟各种系统，包括控制系统。 在给定的复习资料中，我们看到几个关于MATLAB控制系统的应用实例： 1. 首先，给定一个连续时间系统的传递函数，通过`tf2ss`函数将其转换为状态空间表示。状态空间表达式是控制系统理论中的基本形式，由矩阵A、B、C和D定义，它们描述了系统内部动态和输入、输出之间的关系。在这个例子中，我们得到的A矩阵是非对角线的，表示系统存在耦合。 2. 接着，对这个系统进行了离散化处理，这是将连续时间系统转换为适合数字控制器的离散时间系统的过程。这通常在采样周期（T=0.1）下完成，这里使用了`zpk2ss`函数，该函数将零极点增益（ZPK）表示转换为状态空间表示。离散化后，系统的动态特性可能会改变，如A、B、C、D矩阵的值。 3. 然后，我们考虑了两个子系统的串联和并联。MATLAB中的`series`函数用于串联两个系统，而`parallel`函数则用于并联。这两个函数可以帮助我们分析不同连接方式下的系统行为，比如传递函数的改变。在MATLAB中，可以直观地观察到串联和并联后系统的传递函数的系数变化。 4. Simulink是MATLAB的一个可视化仿真环境，用于构建、仿真和分析多域动态系统。在这里，可以通过搭建Simulink模型来实现同样的串联和并联操作，从而直观地比较MATLAB代码计算和Simulink仿真的结果。 5. 最后，讨论了系统的稳定性分析。在MATLAB中，可以使用根轨迹（`roots`函数）和零极点图（`zplane`函数）来确定系统的稳定性。稳定系统的所有闭环极点必须位于s平面的左半部分。对于给定的系统，通过计算极点并检查它们的位置，我们可以判断系统的稳定性。 总结来说，这些知识点涵盖了MATLAB在控制系统的状态空间表示、离散化、系统串并联、稳定性分析等关键领域的应用。理解并掌握这些概念和技术对于理解和设计复杂的控制系统至关重要。在实际工程问题中，MATLAB和Simulink提供了强大且灵活的工具，使得分析和优化控制系统的性能变得更加高效。