摘要：MATLAB是流行的一种高性能数值计算和图形显示的科学和工程计算软件，它可以很好的解决非线性系统控制设计领域遇到的仿真问题。
关键词：MATLAB；非线性控制系统；仿真
中图分类号：TP391.9 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 05-0000-01
MATLAB Applications in Nonlinear Control System
Shi Taibin
(The Mathematics Department,Zhengzhou University,Zhengzhou450001,China;School of Basic Medical Sciences,Xinxiang Medical University,Xinxiang453003,China)
Abstract:MATLAB is one kind of extensively used science and engineering calculation software of high-performance number value calculation and graphical display,it can solve the simulation problem in the field of nonliear system control design.
Keywords:MATLAB;Nonlinear control system;Simulation
非线性系统控制设计是控制领域中最前沿的课题，是近年来控制理论研究的重点和热点之一。对控制系统进行稳定性等各项性能指标的分析时，需要绘制图形，MATLAB就是最常用的仿真软件。
一、非线性控制理论介绍
控制理论是关于各种系统的一般性控制规律的科学，主要研究如何通过信号反馈来修正动态系统的行为和性能，以达到预期的控制目的。实际系统中的被控对象往往伴随着各种不确定因素的影响，因此实际控制系统都是非线性的。非线性系统的鲁棒控制、自适应控制、反馈镇定、调节和跟踪等问题是研究的热点，而控制设计的实现总是离不开计算机的应用。
控制论和计算机在科学发展过程中是密不可分的，计算机的产生源于控制问题对计算手段、运算速度的需求，而计算机的发展更带动了控制理论的迅猛发展。计算机计算速度的提高和功能的增强，使得控制专家能将最先进的数学方法引入到控制论；而先进的控制算法不断融入计算机软件的设计使得软件越来越方便用户操作使用。
二、MATLAB软件简介
MATLAB是“矩阵实验室”（Matrix Laboratory）的缩写，是一种以矩阵计算为基础的交互式程序语言，由MathWorks公司于1984年推出。MATLAB语言由于使用方便、且提供了丰富的矩阵处理功能，所以很快引起了控制理论领域工作者的高度重视，在其基础上开发了控制理论与CAD方法相结合的控制系统仿真工具箱，目前它已成为国际控制界最流行的仿真语言。
MATLAB主要由MATLAB主程序、SIMULINK动态系统仿真和MATLAB工具箱三大部分组成。其中SIMULINK是用于动态系统仿真的交互式系统，允许用户在屏幕上绘制框图来模拟一个系统，并能动态地控制该系统，目前的SIMULINK可以处理线性、非线性、连续、离散、多变量及多系统。工具箱中与控制工程相关的6个基础工具箱：系统辨识工具箱、控制系统工具箱、鲁棒控制工具箱、模型预测控制工具箱、模糊逻辑工具箱和非线性控制设计模块。
三、非线性系统控制仿真举例
（一）含有时滞的非线性系统的鲁棒自适应控制实例
运用MATLAB LMI（线性矩阵不等式）工具箱解得
取 ，得到控制器和自适应律
给定初始值 ，得到的仿真结果如图所示。
由仿真结果表明设计的控制器是有效的。
（二）非线性系统的输出反馈镇定实例
设计输出动态补偿器，例如
初始状态 ，系统仿真如下
由系统仿真可知系统全局渐近稳定。
四、结术语
本文主要讨论了MATLAB在非线性控制系统仿真中的应用。MATLAB具有强大的作图和数据可视化功能。可以把数据以多种形式加以表现，非常简单、直观、方便，是科学研究和工程计算的有力工具。
参考文献：
[1]钟麟,王峰.MATLAB仿真技术与应用教程[M].国防工业出版社,2004
[2]高金凤,潘海鹏.MATLAB LMI工具在鲁棒稳定性分析中的应用[J].机电工程,2003,20(5)
[3]林安辉,罗正选.基于MATLAB不确定线性时滞切换系统的鲁棒性能分析[J].计算机与数字工程,2007,35(4)
作者简介：石太宾
工作单位：河南省新乡市新乡医学院
邮编：453003