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。
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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
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.
용양식
布莱恩在香港(2022)。虚拟硬件和控制实验室GitHub (https://github.com/MathWorks-Teaching-Resources/Virtual-Controls-Laboratory/releases/tag/v1.0.1)。검색됨.