虚拟控制实验室

课程模块
使用R2021a创建。兼容R2021a及后续版本。

描述

虚拟控制实验室包含控制课程中常用的几种机制的虚拟模型。这些虚拟机制为可视化分析动态系统、识别系统参数、设计和测试控制器等提供了机会。包括四个入门实验的说明。这些实验室旨在直观地介绍基本的控制概念，如反馈控制。学生也有机会在Simulink®中实现和测试简单的控制器。

通过下载并解压存储库，开始使用虚拟控制实验室。然后，双击MATLAB®中的项目.prj文件。从那里开始，您可以按照登录页面的说明开始使用实验室和虚拟机制。

细节

虚拟机制

巡航控制系统 CruiseControl.slx

直流电机 DCMotorControl.slx

倒立摆 InvertedPendulum.slx

旋转摆 RotaryPendulum.slx

球和梁 BallAndBeam.slx

球和板 BallAndPlate.slx

实验室

实验一:巡航控制(Lab1_CruiseControl.mlx)
一个虚拟实验室，探索开环和反馈控制的基础。

学习目标:

• 对比开环控制和反馈控制。
• 在Simulink中实现一个简单的开环控制器。
• 分析开环控制器的性能。
• 在Simulink中实现一个比例控制器。
• 分析比例控制器的性能。

实验二:车辆传递函数模型(Lab2_VehicleModel.mlx)
在本实验中，学生推导出虚拟车辆的传递函数模型。

学习目标:

• 推导一阶系统的传递函数。
• 比较传递函数和虚拟车辆的响应。
• 识别虚拟车辆的模型参数。

实验三:位置控制(Lab3_PositionControl.mlx)
在这个实验中，学生实现了一个PID控制器来控制虚拟直流电机的位置。

学习目标:

• 实现一个PID控制器。
• 确定上升时间、稳定时间、超调和峰值时间。
• 解释PID参数的改变如何影响时域响应。

实验四:位置控制分析(Lab4_PositionAnalysis.mlx)
在本实验中，学生建构并分析反馈控制器的闭环传递函数。

学习目标:

• 构造一个闭环传递函数。
• 画一个闭环传递函数的阶跃响应。
• 确定一个闭环传递函数的极点。
• 评估闭环传递函数的稳定性。

建议Prework

MATLAB斜坡弯道-一个免费的两个小时的入门教程，教授MATLAB的基本知识。
仿真软件斜坡弯道-一个免费的三小时入门教程，教授Simulink的要点。

2022世界杯八强谁会赢？

MATLAB, Simulink，控制系统工具箱™，Simscape™，Simscape多体™，Simscape Driveline™

许可证

该模块的license在许可证。医学博士这个GitHub存储库中的文件。

教育资源

• 特色课程
• 用MATLAB和Simulink教学
• MATLAB平地机

实验室解决方案可根据教师要求提供。如果您想寻求解决方案或有问题，请联系MathWorks在线教学团队。

版权所有:The MathWorks, Inc.