MATLAB实现单入单出与多入多出系统的复合控制器仿真平台

资 源 简 介

本项目基于MATLAB开发，构建了一个多算法控制器仿真平台，支持单入单出（SISO）和多入多出（MIMO）工业过程的控制设计与分析。系统集成了Smith预估控制等四种经典算法，可实现控制策略的对比研究与性能评估。

详 情 说 明

单入单出与多入多出系统的复合控制器设计与仿真

项目介绍

本项目是一个多算法控制器仿真平台，专门用于单入单出（SISO）和多入多出（MIMO）工业过程的控制策略设计与性能评估。系统集成了Smith预估控制、PID控制、内模控制（IMC）和动态矩阵控制（DMC）四种经典控制算法，支持用户进行参数配置、实时仿真和性能对比分析，为控制系统的设计与优化提供全面的仿真环境。

功能特性

• 多算法支持：集成四种经典控制算法，满足不同控制需求
• 系统类型覆盖：同时支持SISO系统（传递函数形式）和MIMO系统（状态空间模型）
• 参数可配置：用户可自定义被控对象参数、控制器参数和仿真条件
• 信号多样化：提供阶跃、斜坡、正弦等多种参考输入信号，支持过程噪声和测量噪声的添加
• 全面性能分析：输出时域响应曲线、多种性能指标、控制信号分析和稳定性评估
• 对比分析功能：支持多种控制策略的性能比较和效果评估

使用方法

1. 系统选择：选择需要仿真的系统类型（SISO或MIMO）
2. 参数设置：配置被控对象参数和控制器的相关参数
3. 信号配置：设定参考输入信号的类型和特性
4. 扰动设置：根据需要添加过程噪声和测量噪声
5. 仿真运行：执行控制系统的实时仿真
6. 结果分析：查看仿真结果，包括响应曲线、性能指标和控制效果
7. 对比评估：进行不同控制算法的性能对比分析

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/Mac OS
• 软件环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 内存：4GB RAM（最低），8GB RAM（推荐）
• 硬盘空间：至少2GB可用空间

文件说明

主程序文件集成了项目的核心功能，包括系统初始化、用户界面交互、控制算法实现、仿真计算和结果显示等模块。具体实现了过程类型的选择与参数配置、控制算法的调用与执行、多种信号的生成与处理、系统动态响应的仿真计算、性能指标的实时评估，以及不同控制策略的对比分析等功能。通过该文件，用户可以完成从系统设置到结果分析的全部仿真流程。