Краткая характеристика Пакета Control System Toolbox системы компьютерной математики (СКМ) MatLab

Toolbox (CST), Simulink и Power System (PS), которые целесообразно применять при изучении и исследовании систем автоматического управления, используя на каждом этапе исследования сильные стороны одного из предложенных пакетов.

Пакет Control System Toolbox позволяет исследовать линейные системы с привлечением современного математического аппарата. Он представляет широкий набор процедур, осуществляющих анализ систем регулирования с самых различных точек зрения и, прежде всего, определения откликов системы на внешние воздействия, как во временной, так и в частотной областях. По своим возможностям этот пакет является наглядной иллюстрацией достижений современной теории управления, уделяя внимание не только анализу и синтезу систем, но и корректности математических преобразований.

Пакет Simulink позволяет осуществлять исследование (моделирование) линейных и нелинейных систем. Создание моделей в пакете Simulink основано на технологии Drag-and-Drop (схвати и перетащи). В качестве «кирпичиков» для построения моделей используются модули или блоки, хранящиеся в библиотеке Simulink. По сравнению с пакетом Control System Toolbox пакет Simulink работает с нелинейными системами и больше приближен к физическим моделям.

Пакет Power System позволяет создавать  виртуальные модели систем регулирования, что дает возможность исследовать не только саму систему, но и отдельные аппараты, из которых она состоит. Причем, детализация аппаратов настолько глубокая, что характеристики математической модели в пакете Power System практически не отличаются от физических моделей.

2 Пакет Control System Toolbox

Все объекты, используемые в пакете Control System Toolbox, объединены в один класс – lti-объекты. В зависимости от вида математического описания lti-объекты, могут быть заданы либо парой многочленов числитель/знаменатель передаточной функции (команда tf), либо нулями, полюсами и обобщенным коэффициентом передачи (команда zpk), либо четверкой матриц (, , , ), задающих модель системы в пространстве состояния (команда ss или dss). Команда dss также описывает линейную систему четверкой матриц (, , , ), но используется тогда, когда уравнения переменных не разрешены относительно производных.

Указанные процедуры позволяют создать непрерывные и дискретные модели. Для дискретных моделей к числу входных параметров следует добавить значение параметра  - шага дискретизации, а вводимые значения коэффициентов должны задавать параметры дискретных передаточных функций (для команд tf и zpk) либо матриц конечно-разностных уравнений пространства состояния – при использовании команд ss и dss.

Известно, что z-передаточные функции могут быть представлены в двух видах. В теории управления  используют переменную  и располагают многочлены числителя и знаменателя в порядке убывания степени этой переменной. Например . При цифровой обработке сигналов предпочитают записывать эту передаточную функцию как функцию