Mathematica 解决方案：控制系统

帮助您构建和分析控制系统，制作设计方案的文档，构建以及分析交互式测试控制器，均在一个系统中进行。

Mathematica 控制系统解决方案的底层是一个强大的混合式符号数值计算引擎，该引擎具备任意精度数值、高性能符号、高级可视化以及自动算法选择的计算能力——所有这些都是为了使您能有效地获得精确的结果。Mathematica 解决方案是有效地检验构思、设计新系统的理想工具。

模拟状态空间或者传递函数模型的响应

一个二阶系统关于不同阻尼值的阶跃响应

主要功能

为何选择 MATHEMATICA

使用方法

Mathematica 含有数千个用以计算、建模、可视化、开发和部署的内置函数 »
控制系统方面的专有功能：
将状态空间模型和传递函数模型指定为自然形式，并且轻松地从一种形式转化为另一种形式
获取由微分方程或者差分方程描述的线性状态空间模型
使用具有广泛选择的算法，在连续时间模型和离散时间模型之间自由转换
执行系统操作，比如选择或者删除子部件，对一组系统进行级联，构建子系统的互联等等
利用以波特图、奈奎斯特图、Nichols 图和奇异值图为中心的频率响应工具，分析和设计系统
分析状态空间模型以及在不同实现之间转换，包括卡尔曼、约旦、平衡和其他形式

使用具有广泛选择的反馈设计工具，包括鲁棒的极点配置算法以及线性-二次最优控制方法，提高系统性能
模拟开放和闭环系统，以确定状态和输出响应
使用 Manipulate 命令，对不同情况交互式地分析控制系统 »
利用内置函数求解黎卡提和李雅普诺夫方程
利用对现成组件的简单拖放，创建复杂的、多域的系统模型；推导状态空间表示；利用 MathModelica 应用程序包计算模型 »
即时连接数据库，以轻松访问专用数据
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为何选择 Mathematica

主要功能

为何选择 MATHEMATICA

使用方法

将您目前正在使用的工具与 Mathematica 相比较，它们有这些优越之处吗？
直接以自然形式输入传递函数和状态空间模型
比较点：Matlab 只允许您以行向量组成的矩阵来指定传递函数模型
分析数值和符号式系统
比较点：Matlab 只处理数值系统
完全自动的精度控制和任意精度的算术，以确保结果的准确性 »
比较点：由于数值准确度的错误，Matlab 和其他依赖于机器算术的系统可能出现严重错误
即时界面构建，用以对不同情况下的控制系统进行交互式测试 »
比较点：Mathematica 独有

自由格式语言输入可立即产生结果，无需使用编程语法
比较点：Mathematica 独有
自动算法选择，使您可以迅速得到准确的结果——有时候在计算过程中进行切换以达到进一步的优化 »
比较点：非 Mathematica 的计算系统，如 Matlab，要求您手动分析方程以确定应用的函数
与核心 Mathematica 系统以及超过20个内置应用领域（比如图像处理、小波、统计、线性代数等等）很好地集成在一起
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使用方法

主要功能

为何选择 MATHEMATICA

使用方法

计算由微分方程或者差分方程描述的系统的状态空间模型
通过使用内置频率响应工具、计算极点或者求解 Lyapunov 方程，分析系统的稳定性
利用块图简化法，对具有互连组件的系统进行简化
将线性模型作为转移函数或者状态空间数据对象来操作
随着参数变化，交互式地分析系统的行为
运用经典技术，如波特、奈奎斯特、Nichols 和根轨迹图来分析和设计控制系统
计算系统的能控性和能观性属性
计算获得能控、能观测、最小或者平衡的状态空间标变换

获取等价于离散系统的连续时间系统，用于进行分析和设计
开发反馈定律以增强动态系统的性能
估计未测量的状态或者噪声测试
直接获取控制器和估计器的模型，可以轻松地将它们组装起来形成闭环系统，以进行进一步的模拟
将连续时间反馈算法离散化，以获得实时实现
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主要功能

控制系统案例分析

案例分析

使用 Mathematica 的一些主要企业与机构

网上或现场技术演示

亲自体验 Mathematica 如何帮助您的团队或组织机构

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用户的体验

Landing a Solid Model: Mathematica's Role in Flight Operational Safety Analysis

"Being able to combine the generation of airplane trajectories with the statistics related to them in such a very small package is amazing."

—Mike Ulrey

Advanced Air Traffic Management, Boeing

Efficient Coding Takes Off: Flight Simulation with Mathematica

"I think software in engineering and math should not be done like it is usually done in other programming languages. Mathematica is much richer, and there are more possibilities."

—Yves Papegay

INRIA

Positioned for Success: Targeting Mathematica to Strengthen U.S. Defense