控制算法仿真环境搭建

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仿真环境概述

什么是控制算法仿真、为什么需要仿真、仿真与实物的区别。

基础概念入门

MATLAB/Simulink基础

MATLAB界面介绍、Simulink库浏览器、基本模块操作。

Simulink模型搭建

创建新模型、添加模块、连接信号线、模型参数设置。

连续系统仿真

传递函数模块、状态空间模块、积分器模块、仿真时间设置。

连续传递函数

离散系统仿真

离散传递函数、零阶保持器、采样时间设置、离散求解器。

PID控制器仿真

PID模块使用、手动搭建PID、参数整定方法、抗积分饱和。

信号源与示波器

阶跃信号、正弦信号、随机信号、Scope模块使用、数据导出。

子系统与封装

创建子系统、Mask封装技术、参数对话框设计、图标绘制。

数学运算模块

增益模块、求和模块、乘积模块、三角函数、逻辑运算。

非线性环节仿真

饱和模块、死区模块、滞环模块、继电器模块、量化模块。

非线性环节

状态空间模型

状态空间方程建立、状态空间模块、状态观测器设计基础。

状态空间观测器

阶跃响应、脉冲响应、性能指标（超调量、调节时间、稳态误差）。

Bode图绘制、Nyquist图绘制、稳定裕度计算、频域指标。

根轨迹分析

rlocus函数、根轨迹绘制、根轨迹设计、动态特性分析。

根轨迹rlocus

Python控制库简介

control库安装、TransferFunction类、反馈系统连接。

Python时域仿真

step_response、impulse_response、initial_response、仿真结果绘图。

Python频域分析

bode_plot、nyquist_plot、margin函数、频率响应数据。

Python根轨迹

root_locus函数、极点配置、增益选择、动态响应验证。

根轨迹极点

离散系统Python仿真

采样系统建模、c2d离散化、数字控制器仿真。

状态反馈控制

极点配置算法、acker函数、place函数、状态反馈仿真。

状态反馈极点配置

LQR最优控制

LQR理论简介、lqr函数、权重矩阵选择、LQR仿真验证。

卡尔曼滤波器

卡尔曼滤波原理、kalman函数、状态估计、噪声滤波仿真。

卡尔曼估计

模型预测控制(MPC)

MPC基本原理、MPC工具箱、预测模型搭建、约束处理。

模糊逻辑工具箱、隶属度函数、模糊规则、模糊PID控制。

神经网络控制

神经网络基础、NARMA-L2控制、模型参考控制、在线训练。

神经网络NARMA

自适应控制

MRAC原理、自适应律设计、参考模型选择、自适应仿真。

硬件在环仿真(HIL)

HIL概念、实时仿真器、I/O接口、HIL测试流程。

代码生成与部署

Embedded Coder、自动代码生成、STM32部署、Arduino部署。

代码生成部署

仿真加速技术

加速模式、快速加速、并行仿真、模型简化技巧。

倒立摆控制、无人机姿态控制、电机速度控制、完整仿真流程。