基于Matlab的最优励磁控制系统设计

武汉理工大学毕业设计（论文）

武汉理工大学

毕业设计（论文）

基于matlab的小车控制系统设计

学院（系）： 机电工程学院

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武汉理工大学毕业设计（论文）

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I 摘要

小车，即轮式移动机器人。本论文中的小车采用的是轮式差速移动模型，即通过该小车的两个电机转速的变化和正反转调节以及导向轮的辅助来改变小车的运动方向。软件控制方面采用常用数据处理软件Matlab来编程完成。利用Matlab语言构建出小车自动控制系统，可以实现对小车按设定轨迹行驶、行驶至指定位置等多种形式的控制。

论文主要研究了轮式机器人作为非完整控制系统在反演算法下的模拟情况，以及轮式机器人在程序运行下真实的轨迹跟踪路线。

研究结论表明：依照别人研究出的算法，根据二自由度轮式移动机器人的运动学模型，利用积分backstepping设计思想构造出更加简单的模拟反馈变量，同时结合Lyapunov直接法设置出时变反馈控制律，其控制效果能够达到全局渐近稳定。仿真结果表明机器人在控制律的作用下，能够迅速且有效地跟踪期望轨迹。并且在实物中也能运行出来。

第１１期　颜波涛：不同杂波环境下恒虚警检测应用分析　１１　

数一正态分布杂波的概率密度函数为：　

俐　ｅ印｛一　］　】（５）　

是Ｉｎｘ的标准差，　是　的中值。　

若将　取对数．即令　

Ｊ＝　ｅ印［＿寺　溉　２】　（６）　

这是正态分布．Ｉｎｘｍ是它的平均值，ｃｒ２是它的　

方差。　

对变量ｚ进行归一化处理，即令　

：　（７）　

则得到　

去ｅ　孚）　（８）　

这是与杂波参数　０－３无关的标准正态分布，　

因而能实现恒虚警率处理　

非参量恒虚警率处理是在雷达环境比较复杂，　

杂波分布时变未知情况下所采用的一种具有更强　

适应性或鲁棒性的方法．采用非参量ＣＦＡＲ的主要　

原因如下：　

１）参量检测是基于对雷达杂波干扰环境的了　

解．建立杂波分布的数学模型，然后据此设计恒虚　

警处理电路．如果所建立的杂波模型与实际杂波环　

境匹配，则电路具有恒虚警性能，如果二者失配，则　

恒虚警失效。非参量检测不存在这一问题，因为它　

不需要知道杂波环境属于何种分布　

２）雷达杂波分布不仅与雷达参数有关。而且随　

天线仰角高低、气候、海情、风向、风速等多种因素的　变化而不同．因而它有可能是时变的，在这种情况　

下．可采用能适应杂波环境宽广变化的非参量检测。　

３）参量检测中．即使所建立的杂波模型与杂波　

环境相匹配．由于要对其参数进行估计．而参与估　

计的参考单元有限．估计是有误差的．这种估计误　

差将影响参量检测的恒虚警率性能应当说明．由于　

非参量检测不知道或没有利用杂波的有关信息．损　

失比较大．特别在脉冲积累数目较小时尤为严重．　

因此．在实际地面雷达中用得比较多的还是基于瑞　

利分布的参量法　

３结论　

雷达目标信号确切的检测判定．是建立在一定　

的信噪比及系统发现概率及虚警概率的基础上的．　

为了确保雷达在各类杂波存在的条件下能完成对　

目标信号的正常检测．可不同杂波不同信噪比采用　

不同的恒虚警处理，增强雷达抗干扰能力。对于非高　

斯分布的杂波采用非参量恒虚警具有更强的适应　

性。　

２ｏ＂年４月　繁４期　电子漏试　ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ　ＴＥＳＴ　Ａｐｒ．２０１１　Ｎｏ．４　

基于ＡＴ８９Ｃ５　１的同步发电机励磁控制系统设计　

张秀珍　

（福建工程学院电子信息与电气工程系福州３５０１０８）　

摘要：发电机在正常运行时，负载总是不断变化的。为了保持同步发电机的端电压稳定，需要根据负载的大　

小及负载的性质调节同步发电机的励磁电流。本文以ＡＴ８９Ｃ５１为核心，以模糊自适应ＰＩＤ控制为主要的控制　

思想，采用模块化的设计原理，首先对同步发电机励磁控制器的硬件、软件组成及运行流程进行了分析设　

计；然后给出了系统硬件原理图及软件流程图；最后对实验结果用ＭＡＴＬＡＢ进行了仿真验证，实验结果表明　

该方法有很好的有效性。　

关键字：励磁控制；ＡＴ８９Ｃ５１；ＭＡＴＬＡＢ仿真　．　

中图分类号：ＴＰ３９３　文献标识码：Ｂ　

Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　

ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＡＴ８９Ｃ５　１　

Ｚｈａｎｇ　Ｘｉｕｚｈｅｎ　

（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｄｅｐａ￣ｍｅｎｔ，Ｆｕｊｉａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｆｕｚｈｏｕ，Ｆ￣ｉａｎ　

３５０１０８）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｌｏａｄ　ａｌｗａｙｓ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　ｉｓ　ｒｕｎｎｉｎｇ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｎｏｒｍａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｔｏ　ｋｅｅｐ　ｔｈｅ　ｔｅｒｍｉｎａｌ　

ｖｏｌｔａｇｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ，ｔｈｅ　ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｍｕｓｔ　ｂｅ　ｒｅｇｕｌａｔｅｄ　

ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｉｚｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｎａｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌｏａｄ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｔａｋｅｓ　ｔｈｅ　ＡＴ８９Ｃ５１　ａｓ　ｔｈｅ　ｃｏｒｅ，ｔｈｅ　ｆｕｚｚｙ　ｓｅｌｆ－ａｄａｐｔｉｖｅ　

实 验 技 术 与 管 理 第37卷 第2期 2020年2月 Experimental Technology and Management Vol.37 No.2 Feb. 2020

ISSN 1002-4956 CN11-2034/T

DOI: 10.16791/ki.sjg.2020.02.033

基于MATLAB GUI的PID控制仿真系统设计

陈 梅1，王 健2

（1. 曲阜师范大学 工学院，山东 日照 276826； 2. 山东水利职业学院 经济管理系，山东 日照 276826）

摘 要：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。 关键词：PID控制；仿真；MATALB GUI；教学方法 中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1002-4956(2020)02-0140-04

Design of PID control simulation system based on MATLAB GUI

CHEN Mei1, WANG Jian2

(1. College of Engineering, Qufu Normal University, Rizhao 276826, China; 2. Department of Economic Management, Shandong Water Conservancy Vocational College, Rizhao 276826, China)

Abstract: In order to intuitively explain the influence of parameters in PID control on system performance in the “Automatic control principle” course, a PID control simulation system based on MATLAB GUI is designed. The simulation control system can obtain data through direct input and from the workspace, which has the functions of dynamic adjustment of PID parameters and drawing dynamic performance parameters of control system and corresponding unit step response curve. The data acquisition and graphics display of the system are real-time and intuitive, which can be used in the classroom teaching demonstration and in the experimental teaching to improve the students’ ability to analyze problems. Key words: PID control; simulation; MATLAB GUI; teaching method