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《應(yīng)用軟件論文軟件應(yīng)用論文計算機(jī)應(yīng)用軟件論文 MATLAB》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、應(yīng)用軟件論文軟件應(yīng)用論文計算機(jī)應(yīng)用軟件論文：MATLAB軟件在系統(tǒng)穩(wěn)定性分析與仿真中的應(yīng)用摘要:系統(tǒng)的穩(wěn)定性是系統(tǒng)實現(xiàn)其功能的前提，因此，對系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性判斷就顯得很有必要．判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性可以從系統(tǒng)的線性模型出發(fā)，導(dǎo)出系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)，利用MATLAB軟件對系統(tǒng)函數(shù)的極點分布情況和沖擊響應(yīng)的模式進(jìn)行分析，并對系統(tǒng)進(jìn)行建模仿真，得到系統(tǒng)的極點分布圖和沖擊響應(yīng)的模式圖，在此基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)的極點分布圖和沖擊響應(yīng)的模式進(jìn)行分析，根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定的條件，判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定．關(guān)鍵詞:系統(tǒng);穩(wěn)定性;系統(tǒng)函數(shù);仿真0引言系統(tǒng)是由若干相互聯(lián)系、
2、相互作用的單元組成的具有一定功能的有機(jī)整體．不同的系統(tǒng)實現(xiàn)的功能是不一樣的，但是，任何系統(tǒng)要使其能按照預(yù)期的目標(biāo)實現(xiàn)其功能，都是以系統(tǒng)穩(wěn)定為先決條件的．即系統(tǒng)必須是穩(wěn)定的系統(tǒng)，穩(wěn)定性是系統(tǒng)自身的一種屬性，與外部條件無關(guān)．因此，對于一個系統(tǒng)來說，設(shè)法判斷它的穩(wěn)定性是十分重要的．系統(tǒng)穩(wěn)定性的判斷方法有多種，利用傳統(tǒng)方法判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，一是工作量大、效率差，二是且缺乏強有力的圖形輸出支持．隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種功能強大的科學(xué)計算和系統(tǒng)仿真軟件也應(yīng)運而生，使人們對各種系統(tǒng)的分析處理變得更加的方便快捷．MATLAB就是一
3、種應(yīng)用廣泛，既可以對系統(tǒng)性能進(jìn)行分析，又可以對系統(tǒng)進(jìn)行建模仿真的軟件．1MATLAB的功能特點MATLAB被譽為“巨人肩膀上的工具”、是一種功能強大的科學(xué)計算和工程仿真軟件，它的交互式集成界面能夠幫助用戶快速地完成數(shù)值分析、矩陣運算、數(shù)字信號處理、仿真建模、系統(tǒng)控制與優(yōu)化等功能，廣泛應(yīng)用于航天航空、汽車制造、半導(dǎo)體制造、電子通信、醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域．它采用與數(shù)學(xué)表達(dá)式相同的形式，不需要傳統(tǒng)的程序設(shè)計語言，可以在較短時間內(nèi)掌握并用它來解決一些實際問題．系統(tǒng)開發(fā)人員能借助MATLAB軟件迅速測試設(shè)計構(gòu)想，綜合測評系統(tǒng)性能，快速設(shè)
4、計更好的方案來確保更高技術(shù)要求，它有如下幾個特點:(1)編程效率高．MATLAB是一種面向科學(xué)與工程計算的高級語言，允許采用數(shù)學(xué)形式的語言編寫程序，且比BASIC、FORTRAN和C等語言更加接近我們的思維方式．(2)使用方便．MATLAB是一種解釋型語言，執(zhí)行前不需要進(jìn)行專門的編譯．(3)擴(kuò)充能力強．MATLAB語言有豐富的庫函數(shù)，在進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算時可以直接調(diào)用，用戶文件也可以作為MATLAB的庫函數(shù)來調(diào)用，用戶可以根據(jù)自己的需要方便地建立和擴(kuò)充新的庫函數(shù)，以提高M(jìn)ATLAB使用效率和擴(kuò)充它的功能．(4)語句簡單，
5、內(nèi)涵豐富．MATLAB語言中最基本最重要的成分是函數(shù)，一個函數(shù)由函數(shù)名、輸入變量和輸出變量組成．同一函數(shù)名，不同數(shù)目的輸入變量及不同數(shù)目的輸出變量代表著不同的含義．(5)高效方便的矩陣和數(shù)組運算．MATLAB語言規(guī)定了矩陣的算術(shù)運算符、關(guān)系運算符、邏輯運算符、條件運算符及賦值運算符，而且這些運算符大部分可以毫無改變地照搬到數(shù)組間的運算．另外，它不需要定義數(shù)組的維數(shù)，而且的MATLAB中，給出了矩陣函數(shù)，特殊矩陣專門函數(shù)，使之在求解諸如信號處理、建模、系統(tǒng)識別、控制、優(yōu)化等領(lǐng)域的問題時顯得簡捷、高效，這是高級語言所不能比擬
6、的．(6)方便的繪圖功能．MATLAB的繪圖是十分方便的，它有一系列繪圖函數(shù)，只需調(diào)用不同的繪圖函數(shù)，簡單易行．2系統(tǒng)穩(wěn)定性分析及判別依據(jù)一個系統(tǒng)是否穩(wěn)定，直觀地來看，就是當(dāng)該系統(tǒng)受到某種干擾信號作用時，由干擾信號所引起的系統(tǒng)響應(yīng)在干擾信號消失后能否自動消失，也就是系統(tǒng)能否回到干擾信號作用前的原來狀態(tài)，如果由干擾信號引起的系統(tǒng)響應(yīng)在干擾信號消失后，經(jīng)過一定的時間，其響應(yīng)能自動消失，即被衰減為零．系統(tǒng)能夠回到干擾作用前的原來狀態(tài)，則系統(tǒng)就是穩(wěn)定的系統(tǒng)，若由干擾引起的系統(tǒng)響應(yīng)在干擾信號消失后，經(jīng)過一定的時間后，系統(tǒng)仍無法回到
7、干擾作用前的原來狀態(tài)，則系統(tǒng)就是非穩(wěn)定的系統(tǒng)．基于以上理論，對于控制系統(tǒng)，要判斷它的穩(wěn)定性，不妨采用通過給系統(tǒng)人為加干擾的方法來進(jìn)行判斷，這就涉及到如何選擇干擾源的問題．干擾源的選擇是要滿足一定的條件的，其條件為:必須是瞬間出現(xiàn)的，作用時間很短的信號．事實上，理論上的單位沖擊函數(shù)δ(t)就是滿足這種要求的一種很好的“干擾”信號源，若以其作為“干擾”信號，則由其引起的系統(tǒng)的響應(yīng)就是系統(tǒng)的沖擊響應(yīng)h(t)，根據(jù)h(t)的變化模式完全可以判斷出系統(tǒng)是否穩(wěn)定，若h(t)的變化模式是隨時間t呈指數(shù)規(guī)律衰減或呈減幅正弦振蕩的，則系統(tǒng)
8、就是穩(wěn)定的，否則系統(tǒng)就是不穩(wěn)定的．而h(t)的變化模式又與其像函數(shù)H(s)(系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù))的極點分布情況有關(guān)，若H(s)的所有極點均位于其s平面的左半平面上，則其對應(yīng)的h(t)的幅度將隨時間t的增長逐漸衰減，當(dāng)t→∞時，h(t)衰減至零，這樣的系統(tǒng)稱為穩(wěn)定系統(tǒng)，若H(s)的極點分布不滿足上面的要求，則h(t)的變化
