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MATLAB控制算法设计与系统验证工程

共计 30 章节
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01
课程导入与工程视角建立
目标=MATLAB控制算法设计与系统… · 工具链定位 · 典型工业对象与验证指标
课程导入工程视角建立
02
控制对象建模实战
目标=从物理机理到状态空间与传递函数 · 使用MATLAB脚本与Simulin… · 倒立摆等对象模型
控制对象建模实战目标=从物理机理…
03
模型线性化与工作点分析
目标=利用MATLAB线性化工具 · 平衡点求解与频域特性分析 · 为控制器设计准备模型
模型线性化工作点分析
04
经典PID控制器设计与参数整定
目标=基于MATLAB的PID Tu… · 根轨迹与频域方法 · 完成速度/位置闭环整定与抗饱和处理
PID经典
05
状态反馈与极点配置工程实现
目标=使用MATLAB place/… · 结合观测器实现部分状态可测下的闭环控…
状态反馈极点配置工程实现
06
LQR与LQG最优控制算法设计
目标=在MATLAB中构建加权矩阵 · 求解Riccati方程 · 并设计Kalman滤波器实现LQG控…
LQRLQG
07
模型预测控制（MPC）算法设计与MATLAB实现
目标=基于MPC Designer与… · 完成约束下轨迹跟踪与扰动抑制
MPCMATLAB
08
鲁棒控制H∞与μ综合初步
目标=利用MATLAB Robust…
鲁棒控制H∞μ综合初步
09
自适应控制算法与MATLAB验证
目标=模型参考自适应控制（MRAC）…
MATLAB自适应控制算法
10
滑模变结构控制设计与抖振抑制
目标=在MATLAB中设计滑模面与趋… · 结合边界层与观测器降低抖振并验证鲁棒…
滑模变结构控制设…抖振抑制
11
模糊控制与神经网络控制算法实现
目标=使用MATLAB Fuzzy…
模糊控制神经网络控制算法…
12
数字控制器离散化与实现
目标=从连续设计到离散等效 · 在MATLAB中处理采样周期 · 量化效应与定点实现问题
数字控制器离散化实现
13
控制算法代码生成与嵌入式部署
目标=利用MATLAB Coder/… · 在嵌入式目标上验证实时性与资源占用
控制算法代码生成嵌入式部署
14
Simulink仿真验证工程化
目标=搭建可复用的测试 harnes… · 信号注入 · 覆盖率分析与自动化回归测试脚本
Simulink仿真验证工程化
15
硬件在环（HIL）测试与实时仿真
目标=使用Simulink Real… · 验证控制算法在实时环境下的表现
HIL硬件
16
系统辨识与模型验证工程
目标=基于MATLAB System… · 从实验数据辨识模型并验证模型置信度
系统辨识模型验证工程
17
频域分析与稳定裕度验证
目标=利用MATLAB bode · margin · nichols等工具评估闭环稳定裕度…
频域分析稳定裕度验证
18
时域性能与抗扰性能验证
目标=通过阶跃响应 · 脉冲扰动 · 正弦扫频等MATLAB仿真实验量化超…
时域性能抗扰性能验证
19
蒙特卡洛与不确定性分析
目标=在MATLAB中实现参数摄动 · 噪声注入与蒙特卡洛仿真 · 评估控制算法鲁棒性
蒙特卡洛不确定性分析
20
故障诊断与容错控制算法验证
目标=设计基于观测器的故障检测与容错… · 在MATLAB中模拟执行器/传感器故…
故障诊断容错控制算法验证
21
多变量系统解耦控制设计与验证
目标=利用MATLAB进行相对增益阵… · 设计解耦器与多变量PID/MPC并验…
多变量系统解耦控…验证
22
非线性控制算法与MATLAB实现
目标=反馈线性化 · 反步法设计及Simulink仿真验证 · 处理非线性对象跟踪问题
MATLAB非线性控制算法
23
最优轨迹规划与跟踪控制联合验证
目标=在MATLAB中结合优化工具箱… · 实现移动机器人/无人机轨迹跟踪仿真
最优轨迹规划跟踪控制联合验证
24
控制算法性能基准测试与对比
目标=建立统一测试平台 · 对比PID · LQR
控制算法性能基准…对比
25
实时性分析与任务调度验证
目标=在MATLAB/Simulin… · 任务超时与调度策略 · 确保工程实时性
实时性分析任务调度验证
26
代码质量与安全验证
目标=使用MATLAB单元测试框架 · Polyspace静态分析 · 验证控制代码的数值安全与逻辑正确性
代码质量安全验证
27
从模型到产品的验证流程
目标=结合DO-178C/ISO 2… · 在MATLAB中实现需求追溯 · 模型覆盖与验证报告生成
从模型到产品的验…DO-178C/ISO
28
综合项目一
目标=倒立摆控制算法设计 · 仿真与HIL验证全流程
综合项目一目标=倒立摆控制…
29
综合项目二
目标=无人机姿态控制算法设计 · 代码生成与飞行验证
综合项目二目标=无人机姿态…
30
综合项目三
目标=工业过程多变量MPC控制算法设… · 鲁棒性验证与部署
综合项目三MPC