MATLAB实现自控系统极点配置与响应可视化

本文档是关于"自控设计用MATLAB实现极点配置"的课程设计指南，主要针对自动控制原理II的学习者。该设计要求使用MATLAB编程语言来创建用户界面，实现对被控系统的状态空间模型处理。以下是关键知识点的详细解析： 1. 用户界面设计与功能实现： - 用户需要输入的状态空间模型的参数（可能是系统的A、B、C和D矩阵）通过四个文本框（edit1到edit4）完成，每个文本框的内容通过`str2num`函数转换为数值型数据。 - `WP_Callback(hObject,eventdata,handles)`函数用于处理用户输入的系统动态特性，计算未综合系统的单位阶跃响应曲线。通过调用`step(a,b,c,d)`函数，根据输入的A、B、C、D矩阵计算响应。 2. 极点配置： - 推动按钮"pushbutton2_Callback(hObject,eventdata,handles)"触发了极点配置过程。这里需要首先判断系统的能控性，即检查系统的传递函数矩阵是否满秩，如果能控则可以继续。能控性的判断通常通过观察或计算系统的雅可比矩阵（由A、B矩阵构成）的秩。 - 一旦确认系统能控，用户可以输入希望设置的闭环系统极点位置，存储在`edit6`文本框中。极点配置的具体实现可能涉及到计算状态反馈矩阵（K），然后通过状态反馈控制系统公式改变系统特征方程，以达到期望的极点分布。 3. 反馈系统响应的显示： - 无论是未综合系统的单位阶跃响应曲线，还是采用一般设计方法得到的状态反馈矩阵参数，或是配置后闭环系统的响应，都需要在用户界面上以图形方式展示出来，以便用户直观地理解和评估结果。 4. 总体流程： - 用户通过输入状态空间模型参数和期望极点位置，程序先验证系统能控性，然后执行极点配置，最后更新系统并显示新的响应。这个过程体现了MATLAB在自控设计中的应用，有助于学生理解如何利用数值计算工具进行控制系统的分析和设计。 通过这个文档，学习者能够掌握如何在MATLAB环境中设计交互式用户界面，并通过代码实现状态空间系统的极点配置，增强实际问题解决的能力。