控制系統(tǒng)仿真-薛定宇第一章-控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)概述

國(guó)家級(jí)精品課程

控制系統(tǒng)仿真與CAD

第一章控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)概述東北大學(xué)信息學(xué)院薛定宇第一章控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真

與輔助設(shè)計(jì)概述本章主要內(nèi)容控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)概述計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)語(yǔ)言環(huán)境概述仿真語(yǔ)言發(fā)展概述MATLAB語(yǔ)言及工具箱概述控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)新方法11/12/20232控制系統(tǒng)仿真與CAD國(guó)家級(jí)精品課程控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)

與計(jì)算機(jī)工具的發(fā)展綜述自動(dòng)化（控制）學(xué)科的定位與地位戴先中，高教出版社,2003：自動(dòng)化科學(xué)作為一門學(xué)科起源于20世紀(jì)初，自動(dòng)化科學(xué)與技術(shù)的基礎(chǔ)理論來(lái)自于物理學(xué)等自然科學(xué)和數(shù)學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、社會(huì)科學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中有著重要的地位，起著重要的作用何毓琦（DoyleJC，48thCDC大會(huì)報(bào)告，2000）：控制將是21世紀(jì)的物理學(xué)（Controlwillbethephysicsofthe21stcentury）11/12/20233控制系統(tǒng)仿真與CAD國(guó)家級(jí)精品課程最早的控制器設(shè)計(jì)方法1942Ziegler&Nichols的PID控制器整定經(jīng)驗(yàn)公式利用查表和簡(jiǎn)單乘除法運(yùn)算即可設(shè)計(jì)控制器現(xiàn)在仍用，效果不佳控制性能要求的日益增加、計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展催生了“控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”技術(shù)（computer-aidedcontrolsystemsdesign，CACSD，或CADCS）國(guó)際控制界學(xué)者的關(guān)注IEEEProceedings、IEEEControlSystemsMagazine各種控制領(lǐng)域會(huì)議上的CACSD專題11/12/20234控制系統(tǒng)仿真與CAD國(guó)家級(jí)精品課程1.1CACSD計(jì)算機(jī)工具走向第一階段：Algo、BASIC、Fortran、C等底層語(yǔ)言第二階段：197？-198？軟件包階段利用底層語(yǔ)言開發(fā)專用Melsa&Jones：McGraw-Hill，1973KarlAstrom：INTRAC（IDPAC、MODPAC、SYNPAC、POLPAC等，及仿真語(yǔ)言SIMNON）CLADP（Cambridgelinearanalysisanddesignprograms）NASAArmstrong：ORACLS（optimalregulatoralgorithmsforthecontroloflinearsystems）孫增圻、袁曾任：清華大學(xué)出版社，1988及早期講義韓京清等：自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目：CACSDC11/12/20235控制系統(tǒng)仿真與CAD國(guó)家級(jí)精品課程第三階段：198?-交互式計(jì)算機(jī)語(yǔ)言1980CleveMoler，MATLABJackLittle等人研制的CTRL-CBoeing公司的EASY5及EASY5xIntegratedSystems公司的Matrix-X及XmathSystemsTechnologyIncorporated公司的CCVisualSimulation公司的VisSim、O-Matrix韓國(guó)漢城國(guó)立大學(xué)權(quán)旭鉉教授的CemTool免費(fèi)軟件Octave、Scilab等或多或少受MATLAB影響，語(yǔ)句相似11/12/20236控制系統(tǒng)仿真與CAD國(guó)家級(jí)精品課程交互式語(yǔ)言階段的另一種嘗試：軟件集成1984年，美國(guó)SpangIII教授SIMNON、CLADP、IDPACSSDP（statespacedesignprogram）各個(gè)組成軟件之間靠讀寫文件的方式來(lái)傳遞數(shù)據(jù)1986年，英國(guó)UMIST的ECSTASY（environmentforcontrolsystemtheoryandsynthesisHowardHRosenbrock、NeilMunro主持MATLAB、ACSL、TSIM、MathematicaLATEX、FrameMaker等排版軟件（語(yǔ)言）PC不兼容。SUN工作站上運(yùn)行11/12/20237控制系統(tǒng)仿真與CAD國(guó)家級(jí)精品課程集成軟件的意義與局限性有很好的歷史意義，但未得到普及原來(lái)每個(gè)軟件自身的封閉性導(dǎo)致不易溝通后來(lái)每個(gè)軟件自身的發(fā)展擴(kuò)展了功能MATLAB的仿真環(huán)境SimulinkMATLAB的符號(hào)運(yùn)算功能MATLAB與Mathematica、Maple等的接口MATLAB的LaTeX輸出第四階段：199?-(Smalltalk,1972)面向?qū)ο螅╫bject-oriented）的設(shè)計(jì)技術(shù)MATLAB語(yǔ)言就是一種面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言11/12/20238控制系統(tǒng)仿真與CAD國(guó)家級(jí)精品課程1.2仿真軟件的發(fā)展概述仿真語(yǔ)言階段國(guó)際仿真委員會(huì)（SimulationCouncilsInc.，SCi）1967年仿真語(yǔ)言CSMP（computersimulationmodellingprogram）中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所馬紀(jì)虎研究員在1988年推出了該語(yǔ)言的推廣版本－－CSMP-CMitchellandGauthierAssociates公司

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