MATLAB GUI控制系统仿真软件设计与实现(2)
致 谢 33
参考文献 34
附 录 35
第一章 概述
1.1 论文选题背景和意义
自动控制原理可以说是我们专业本科阶段最重要的课程，是本科阶段所要求的必修课和学习自控系统的核心课程。自动控制原理可以使学生掌握自动控制系统的理论基础，分析方法和设计方法，能够为更加深层次地学习各种自动控制系统以及现代控制理论打下坚实基础。
在有关自控范围的很多科学软件设计以及很多实际研究中需要完成庞大而复杂的计算，同时也需要绘制各种各样的仿真曲线，这样一来在系统的设计过程中也相应的会带来各种不变，为了减轻烦重的工作量提高效率，人们发明了各式各样的相关软件，他们依靠自己所发明的软件强悍的计算能力以及绘制图纸的能力，大大的提高了系统在分析以及设计方面的工作效率。在他们所发明的这些软件当中，MATLAB脱颖而出，MATLAB凭借自身强悍的计算功能，模块化的计算方式以及直观简便的图形功能，再配合Simulink仿真这个强大的工具，成为了同类型软件当中最受人们欢迎的软件。
然而，MATLAB软件自己本身也会存在一些不足之处，这些不足对其的使用也造成了一些影响。一，MATLAB的运行是以解释为基础的，所以相应的处理效率就显得不足，尤其当它在处理图像的时侯最为突出；二，MATLAB程序运行的环境是这个软件本身所特有的，因此它与某些商用软件并不能兼容；三，MATLAB的程序会生成一个脚本文件，其后缀名称是m，在使用过程中人们可以随意修改，但很多时候为了保障代码的安全性，不需要用户知道和随意改变主要程序；四，MATLAB本身窗口的设计功能比较单调，很多时候达不到用户的更高端的要求。但是在这些缺点不影响本次毕业设计的实现，本次设计的安全性也没有很高要求，所以用MATLAB GUI这个工具既简单又方便。
1.2 控制系统仿真中计算机辅助分析与设计的发展现状
自动控制可以说是一个发展非常快速的学科。纵观过去近百年来的发展，随着“经典控制理论”和“现代控制理论”这两个体系越来越成熟，尤其是近几十年来，“先进控制理论”得到了比较不错的发展。现代的控制理论不单单只是我们这个专业的基础，同时也是很多现代科学工程领域发展中不可缺少的一部分，而且现代医学与其他相关行业发展也都与其密不可分。随着控制理论更加深层次的发展，相应的也出现了许多控制方法和设计算法，近年来计算机技术的飞速发展，大多数设计可以利用CAD程序完成。这样的现状可以使人们抛弃较为复杂的底层编码和一些困难的计算，并且让使用者不需要了解详细的专业基础知识就可以很好的操作，这样就大大降低了控制理论的使用门槛，使用控制理论的人越来越多，其实用性和使用范围得到极大提高。
上个世纪70年代，美国的两位学者发行了一本书，这本书介绍了许多利用电脑辅助相关的程序以及研究方法。这些都是关于控制系统的，其中有求系统的频域响应，根轨迹，时间响应和一些和控制系统相关的程序。类似的其他国家也推出了相关的一些软件，如CACSD软件，INTRAC软件，DPACS-F软件等。在这一过程中还出现了很多专业的仿真语言，其中比较常见的有TSIM，CSMP，ACSL，ESL。人们必须按照它自己本身特有的语句以及模块编写对应的程序来满足需求，只有基于此才可以对系统进行仿真。
在我们国家最具有代表性的当属中国科学院系统科学研究所针对控制系统仿真的CADCSC软件。来自清华大学两位科研人员也发表了一些相关成果，他们的这些作品以及程序也很具有代表性。上个世纪80年代末，中国科学院自动化所马纪虎先生推出了一款名为CSMP-C的仿真语言，在我们国内也得到了广泛的推崇。