基于MATLAB GUI的PID控制仿真系统设计

为在"自动控制原理"课程中直观地讲解PID控制中各参数对系统性能的影响,设计了基于MATLAB GUI的PID控制仿真系统。该仿真控制系统可以通过直接输入和从工作空间获取两种方式获取数据,并实现PID参数的动态调整、控制系统动态性能参数及对应单位阶跃响应曲线的绘制等功能。该系统数据的获取及图形的显示实时、直观,可用于课堂教学演示中,也可用于实验教学中,以提高学生分析问题的能力。     

基于MATLAB GUI的Ziegler-Nichols PID参数整定仿真系统

PID控制器的设计是"自动控制原理"课程的重要内容,Ziegler-Nichols法是一种典型的PID控制参数整定方法。该方法中比例系数K、时间常数T、延迟时间τ的确定是关键,其值可通过开环单位阶跃响应曲线的拐点及切线分析获得,拐点及切线从图形直接观察分析不够准确、快速。通过Matlab GUI仿真,实现了参数K、T和τ的直接获取,拐点及切线的绘制,PID整定参数的计算及对应单位阶跃响应曲线的显示。该仿真系统操作方便、能够直观快速地获取参数、节省了大量的分析和计算时间。该仿真系统可用于"自动控制原理"课程教学和实验教学,有助于学生对Ziegler-Nichols法的理解,提高学生的分析和设计能力。     

模糊自整定PID温控系统的设计及仿真分析

本文分析了PID控制和模糊控制的优缺点,考虑将它们结合起来,实现优势互补,采用模糊规则在线整定PID的K,、如、K,三个参数的模糊自适应PID控制方案。仿真结果表明,模糊自整定PID控制能满足调节时间短、超调量小且稳态误差小的控制要求,对干扰的抑制能力也很强。     

基于Matlab的菲涅尔直边衍射仿真与GUI设计

利用Matlab软件进行了菲涅尔直边衍射实验的模拟仿真,给出了对应的光强分布曲线和仿真图像．利用Matlab的图形用户界面（GUI）建立动态的实验仿真界面．仿真结果图形细致逼真,使该过程的物理规律直观形象,有助于学生理解菲涅尔直边衍射现象中的物理规律．     

数字通信实验软件平台的GUI设计与实现

设计功能齐全、实现灵活、移植方便的数字通信实验软件平台对于现有硬件数字通信实验平台进行验证和补充扩展,将有助于教学工作的展开。基于Matlab GUI功能的数字通信实验软件平台的设计与实现主要包括完整通信过程的仿真实现及其界面设计,其中,"完整通信过程实现"重点围绕采样、编码、调制、扩频等技术展开,并引入了信道中的噪声和衰落,能够更好地模拟实际通信系统的通信状况。教学实践证明:软件实验平台能够加深学生对于数字通信理论知识的掌握,并通过和实际硬件通信系统平台相结合,进一步锻炼学生的实践动手和自主综合设计能力。学生通过独立设计、调试程序,并与实际电路比对、测量,增强了学习的兴趣和积极性。     

基于MATLAB GUI的氢气膜分离虚拟仿真实验平台设计

为提高氢能利用课程中氢气膜分离知识点的教学效果,使用MATLAB图形用户界面（graphicaluser interface,GUI）开发了氢气膜分离虚拟仿真实验平台。学生可自定义膜组件尺寸、物理参数等进行虚拟实验,计算得到氢气渗透总量和膜组件内氢气流率变化的曲线,直观地观察膜长度、渗透系数和压力等因素对氢气膜分离效果的影响作用。该虚拟仿真实验平台有助于学生对于氢气膜分离模型的理解,提升了教学质量。     

模糊自整定PID控制在石英炉温度控制系统中的仿真

在石英炉温度模型基础上,将模糊控制与PID控制结合,通过模糊自整定PID控制参数实现了石英炉温度控制系统的设计,并应用Matlab软件在Simulink环境下对石英炉温度控制进行仿真,结果表明：模糊自整定PID控制与常规PID控制相比具有较好的动态性和稳态性.     

基于Matlab GUI的“信号与系统”教学仿真平台开发

针对当前信号与系统课程教学中存在的问题,在面向对象设计思想的指导下,采用层次化的设计方法,实现了基于GUI的信号与系统仿真平台。该平台采用GUIDE实现图形用户界面,能以交互的方式实现对信号与系统课程中的重要教学内容的动态仿真。平台界面友好,使用简单,将其应用于该课程的辅助教学,有助于加深学生对该课程内容的理解及掌握,激发学生的学习兴趣和提高课堂教学效率和效果。     

PID控制与性能评价仿真实验系统设计

针对传统PID算法实验教学中,算法种类少、参数整定过程不直观、实验教学效果不理想等问题,采用Matlab设计开发了一个PID控制与性能评价仿真实验系统。该系统将PID控制算法进行分类,通过人机交互方式动态调整PID参数,引入性能评价方法对各类PID控制算法进行性能评价,实现控制系统动态系统参数以及对应阶跃响应曲线可视化。实验教学结果表明,该系统人机交互界面友好,系统参数和曲线显示实时性高,系统性能评价客观有效,有利于教师教学讲解和学生的学习理解,教学效果良好。     

锅炉温度控制系统的设计与仿真研究

针对锅炉水温与流量串级控制系统,用实验方法建立了锅炉温度数学模型,设计出一种模糊自整定PID调节器,此调节器作为锅炉水温与流量串级系统的主调节器,可以使系统同时具有良好的目标值跟踪特性和干扰抑制特性.仿真试验结果表明,与常规PID控制相比,系统的动态性能和稳态性能得到了进一步的提高.     

非奇异终端滑模控制仿真实验设计

以二阶非线性系统为研究对象,采用非奇异终端滑模控制器进行控制。在非奇异终端滑模控制器的设计中,提出了一种变速指数趋近律。采用饱和函数代替符号函数,对抖振现象进行抑制。采用Matlab/Simulink软件建立了仿真实验系统,对提出的方法进行了仿真验证。采用变速指数趋近律时,状态变量的收敛速度更快。该仿真实验系统将理论学习和编程实现相结合,提高了学生学习的兴趣和积极性,激发学生的创新意识。     

基于GUI的光的干涉实验模拟研究

基于Matlab软件,利用光的干涉光强分布函数,设计了简洁的图形用户界面GUI仿真软件,可以静态和动态模拟、演示干涉现象。模拟了几个典型的光的干涉实验,仿真的结果形象逼真,与通过光学仪器进行观察到的实验结果一致,该研究对光学理论课和实验教学提供了新的教学辅助手段。     

基于dSPACE的永磁同步电机控制半实物仿真实验设计

永磁同步电机数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的时变多变量系统,数字离线仿真在实际应用中无法取得理想效果,而采用单片机或DSP的实际电机控制系统又需要编写复杂的程序.基于dSPACE半实物仿真系统设计了永磁同步电机控制实验,在实践中取得了较好效果.     

高时延混合网络拥塞控制仿真实验设计

TCP Hybla拥塞控制算法因其具有较好的吞吐量和兼容性,被广泛应用于高时延混合网络中以解决网络性能下降问题。针对Hybla拥塞控制原理抽象,过程变化快,在混合网络环境下较之传统实验教学难以直观展现的问题,引入了NS-3仿真实验平台。通过搭建哑铃状高时延混合网络环境,添加追踪和流量监测机制得到仿真数据。与Hybla理论分析对比,实验数据与理论结果一致,真实反映了混合网络环境。同时通过与其他拥塞控制算法对比,直观地验证了TCP Hybla算法能够提供较好的网络公平性、友好性以及响应灵敏性,突破了传统实验教学难以形象直观分析拥塞控制的局限性。     

模拟仿真实验研究

模拟仿真实验作为计算机在教学中应用的一种教学模式,多年来在教学中发挥了一定积极作用,但在模拟仿真实验构建时,模型创建和教学性能设计存在一些普遍问题。为了使模拟仿真实验能够在教学应用中更有效地发挥作用,文章将研究模拟仿真实验及其教学设计问题。     

基于GUI的自适应滤波器仿真平台设计

自适应滤波器在数字信号处理中应用广泛。利用GUI设计了基于LMS算法的自适应滤波器仿真平台。该平台对抽象的自适应滤波仿真进行简明直观的动态展示,经过测试,性能良好可靠。滤波器设置参数改变方便,便于工程技术人员开发,在现代信号处理领域有一定的使用价值。     

基于MATLAB-GUI的永磁同步电机调速系统仿真平台设计

基于MATLAB软件的simulink仿真工具箱和可视化编程技术(GUI),构建了永磁同步电机调速系统的仿真技术平台,该平台包含永磁电机调速系统仿真模型和调速过程仿真分析,替代硬件实验无法完成的实验内容,将抽象的理论知识变为直观的感性认识,有助于学生直观理解永磁同步电机调速控制系统的组成及工作原理,具有较强的教学、实验和工程研究价值.     

一种无人直升机定高飞行控制系统的设计与仿真

为提高无人直升机定高飞行控制系统稳定性和快速性,通过建立无人直升机动力数学模型,在模型指导下调整控制器参数,提高闭环系统的控制性能,并用MATLAB完成系统仿真,通过性能评估与串联、反馈校正,提高系统性能指标,改善无人直升机定高飞行品质,该方法可有效减小建模工作量和难度,直观表现无人直升机的定高飞行控制过程.     

解耦控制仿真实验设计与解算错误规避

为促进学生对解耦控制的深入理解,设计了基于Simulink的仿真实验,在设计方案无误的情况下,发现仿真结果与理论分析差异较大,这将可能误导学生对知识的理解。通过研究仿真架构在不同仿真条件下的响应结果的差异,发现Simulink在处理冲激响应时,不同的解算方法结果差异很大,进一步分析产生差异的原因。综合一些实际因素,提出改善的方法,即能保证解耦控制结果基本正确反映理论,也能对残留的误差找到符合逻辑的解释,使得理论内容与仿真结果达到统一。