Simulink Response Optimization
SIMULINK仿真
后面的每一列对应每一个输入端口，矩阵的第一行表示某 一时刻各输入端口的输入状态。另外，也可以把矩阵分开 来表示，即MATLAB默认的表示方法[t，u]，其中t是一维 时间列向量，表示仿真时间，u是和t长度相等的n维列向 量（n表示输入端口的数量），表示状态值。例如，在命 令窗口中定义t和u：
条件执行子系统分为
1．使能子系统
使能子系统表示子系统在由控制信号控制时，控制信号由 负变正时子系统开始执行，直到控制信号再次变为负时结 束。控制信号可以是标量也可以是向量。
建立使能子系统的方法是：打开Simulink模块库中的Ports & Subsystems模块库，将Enable模块复制到子系统模型 中，则系统的图标发生了变化。
阵、结构和包含时间的结构3种选择。“Limit data points to last”用来限定保存到工作空间中 的数据的最大长度。 输出选项（Output options）有： ① Refine output（细化输出） ② Produce additional output（产生附加输出） ③ Produce specified output only（仅在指定 的时刻产生输出）
4.1 初识Simulink—— 一个简单的仿 真实例
在MATLAB的命令窗口输入Simulink，或单击MATLAB主 窗口工具栏上的“Simulink”命令按钮即可启动Simulink。 Simulink启动后会显示如图4.1所示的Simulink模块库浏览 器（Simulink Library Browser）窗口。
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(完整版)MATLAB中英文对照
MATLAB7.1中文翻译MATLAB MATLAB 主程序模块Simulink 动态仿真模块Aerospace Blockset 航空模块集Bioinformatics Toolbox 生物信息学工具箱CDMA Reference Blockset CDMA 参考模块集Communications Blockset 通信模块集Communications Toolbox 通信工具箱Control System Toolbox 控制系统工具箱Curve Fitting Toolbox 曲线拟合工具箱DSP Blockset 数字信号模块集Data Acquisition Toolbox 数据采集工具箱Database Toolbox 数据库工具箱Datafeed Toolbox 数据反馈工具箱Distributed Computing Toolbox 分布式计算工具箱Dials and Gauges Blockset 刻度标尺模块集Embedded Target for Motorola MPC 555 摩托罗拉MPC555 嵌入对象Embedded Target for the TI C2000 DSP TI C2000 DSP嵌入对象Embedded Target for TI 6000 DSP TI 6000数字信号处理嵌入对象Embedded Target for Infineon C166 Microcontrollers Infineon C166 微控制器嵌入对象Embedded Target for Motorola? HC12 Motorola? HC12嵌入对象Embedded Target for OSEK/VDX? OSEK/VDX?嵌入对象Excel Link Excel 连接Extended Symbolic Math 扩展符号数学库Filter Design Toolbox 滤波器设计工具箱Filter Design HDL Coder 滤波器设计硬件描述语言编码器Financial Derivatives Toolbox 金融预测工具箱Financial Time Series Toolbox 金融时间系列工具箱Financial Toolbox 金融系统工具箱Fixed-Income Toolbox 定点收益工具箱Fixed-Point Blockset 定点模块集Fuzzy Logic Toolbox 模糊逻辑工具箱GARCH Toolbox GARCH 工具箱Genetic Algorithm and Direct Search Toolbox 遗传算法和直接搜寻工具箱Gauges Blockset Gauges模块集Image Processing Toolbox 图像处理工具箱Image Acquisition Toolbox 图像调节工具箱Instrument Control Toolbox 设备控制工具箱LMI Control Toolbox LMI 控制工具箱MATLAB Com Builder MATLAB COM 文件编辑器MATLAB Compiler MATLAB 编译器MATLAB Excel Builder MATLAB 外部编辑器MATLAB Link for code composer studio MATLAB 与代码设计工作室的连接MATLAB Link for ModelSim MATLAB与ModelSim的连接MATLAB Report Generator MATLAB 报告生成器MATLAB Runtime Server MATLAB 运行时间服务器MATLAB Webs Server MATLAB 支持Web 服务器MATLAB? Distributed Computing Engine MATLAB? 分布式计算引擎Mapping Toolbox 地图工具箱Model Predictive Control Toolbox 模型预测控制工具箱Model-Based Calibration Toolbox 基于模型标准工具箱Mu-Analysis and Synthesis ToolboxMU 分析与合成工具箱Neural Network Toolbox 神经网络工具箱Nonlinear Control Design Blockset 非线性控制设计模块集OPC Toolbox OPC工具箱Optimization Toolbox 优化工具箱Partial Differential Equation Toolbox 偏微分方程工具箱Real-Time Windows Target 实时视窗对象Real-Time Workshop 实时工作室Real-Time Workshop Embedded Coder 实时工作室内嵌编码器Requirements Management Interface 需求管理界面Robust Control Toolbox 强（鲁棒）控制工具箱RF Toolbox RF工具箱SB2SL(converts models to Simulink) 模型转换成Simulink工具Signal Processing Toolbox 信号处理工具箱Signal Processing Blockset 信号处理模块集Sim Driveline SIM动力传动系统Sim Mechanics SIM机械学Sim Power Systems SIM电力系统Simulink Performance ToolsSimulink 执行工具箱Simulink Report Generator Simulink 报表生成器Simulink Verification and Validation Simulink 核实与验证Simulink Response Optimization Simulink响应优化Simulink Parameter Estimation Simulink 参数估计Simulink Fixed Point Simulink不动点Simulink Control Design Simulink控制设计Simulink Accelerator Simulink加速器Spline Toolbox 样条工具箱Stateflow 状态流Stateflow Coder 状态流编码器Statistics Toolbox 统计工具箱Symbolic Math Toolbox 符号数学工具箱System Identification Toolbox 系统识别工具箱Virtual Reality Toolbox 虚拟现实工具箱Video and Image Processing Blockset 视频和图像处理模块集Wavelet Toolbox 小波分析工具箱xPC Target XPC对象xPC Target Embedded Option XPC对象内嵌属性。
MATLAB产品介绍
MATLAB –基于模型设计仿真平台MATLAB是美国MathWorks公司开发用于解决科学计算和动态系统建模仿真的软件包，经过20多年的发展，MATLAB已经成为科学计算、控制系统设计与仿真、信号处理设计与仿真等领域的事实上的工业标准工具，被广泛应用于航空航天与国防、汽车、教育、行政等行业。
世界各大知名航空航天与国防单位普遍使用MA TLAB作为平台化的工具进行基于模型的设计，比如Lockheed Martin F-35战斗机、NASA火星探测器等。
MA TLAB为多领域系统设计提供了统一的软件环境，能够进行高性能动态系统的仿真、分析及测试，并能自动生成符合DO-178B 和MISRA-C标准的高效的嵌入式代码，为开发人员提供一体化工作平台。
“不远的将来，每个工程师的计算机上有两个必用的应用软件，一个是微软的Word, 一个是MATLAB。
”--The Mathworks公司总裁Jack LittleMATLAB软件包由同名的MATLAB®基础模块、Simulink®基础模块和其他90多个各应用领域的产品模块(toolbox\Blockset等)所共同组成。
MATLAB –科学计算的语言MATLAB作为科学计算领域的首选工具，提供了基于矩阵的数值计算功能，集成了2维和3维图形能力，拥有方便的图形用户界面设计能力，并提供了一种交互式的高级编程语言—M语言，这种语言比C/C++、Fortran等语言更适合解决科学和技术问题。
用户可以通过编写M语言脚本或者函数文件进行高效的数据分析、可视化和算法开发工作。
MathWorks公司利用M语言开发了涉及各个专业领域解决实际应用问题的丰富的工具箱，扩展了控制系统设计与分析、信号和图像处理、金融财务分析等领域；工具箱还提供数据采集和处理功能，MATLAB可以直接获取硬件设备(串口、网口、声卡、显卡和其他工控机板卡等)和软件(数据库、文本、Excel等)的测试测量数据，同时，MATLAB提供了统计、曲线拟合、优化等工具箱对数据进行综合处理与分析。
SIMULINK模块介绍
SIMULINK模块介绍实验五SIMULINK仿真⼀、实验⽬的SIMULINK是⼀个对动态系统（包括连续系统、离散系统和混合系统）进⾏建模、仿真和综合分析的集成软件包，是MA TLAB的⼀个附加组件，其特点是模块化操作、易学易⽤，⽽且能够使⽤MATLAB提供的丰富的仿真资源。
在SIMULINK环境中，⽤户不仅可以观察现实世界中⾮线性因素和各种随机因素对系统⾏为的影响，⽽且也可以在仿真进程中改变感兴趣的参数，实时地观察系统⾏为的变化。
因此SIMULINK已然成为⽬前控制⼯程界的通⽤软件，⽽且在许多其他的领域，如通信、信号处理、DSP、电⼒、⾦融、⽣物系统等，也获得重要应⽤。
对于信息类专业的学⽣来说，⽆论是学习专业课程或者相关课程设计还是在今后的⼯作中，掌握SIMULINK，就等于是有了⼀把利器。
本次实验的⽬的就是通过上机训练，掌握利⽤SIMULINK对⼀些⼯程技术问题（例如数字电路）进⾏建模、仿真和分析的基本⽅法。
⼆、实验预备知识1. SIMULINK快速⼊门在⼯程实际中，控制系统的结构往往很复杂，如果不借助专⽤的系统建模软件，则很难准确地把⼀个控制系统的复杂模型输⼊计算机，对其进⾏进⼀步的分析与仿真。
1990年，Math Works软件公司为MATLAB提供了新的控制系统模型图输⼊与仿真⼯具，并命名为SIMULAB，该⼯具很快就在控制⼯程界获得了⼴泛的认可，使得仿真软件进⼊了模型化图形组态阶段。
但因其名字与当时⽐较著名的软件SIMULA类似，所以1992年正式将该软件更名为SIMULINK。
SIMULINK的出现，给控制系统分析与设计带来了福⾳。
顾名思义，该软件的名称表明了该系统的两个主要功能：Simu（仿真）和Link（连接），即该软件可以利⽤系统提供的各种功能模块并通过信号线连接各个模块从⽽创建出所需要的控制系统模型，然后利⽤SIMULINK提供的功能来对系统进⾏仿真和分析。
SIMULINK的启动⾸先启动MATLAB，然后在MA TLAB主界⾯中单击上⾯的Simulink按钮或在命令窗⼝中输⼊simulink命令。
Simulink中系统PID控制调节解析
PID控制实现
PID控制实现：
简单仿真系统
PID控制实现：
1）离散时间域 2）考虑硬件条件 3）控制算法生成代码
1.打开PID Controller，点击Discretetime切换到离散域，Sample time根据 实际硬件的采样时间更改
2.同样采用Tune..调节离散域下新的最 优PID参数，系统从原来不稳定变成稳 定
Simulink中系统 PID控制调节
天津科技大学：机械工程肖志鹏
主要内容
• • • •
查看系统响应 动态调节系统响应 PID控制参数调优 PID控制实现
查看系统响应
查看Simulink仿真系统响 应：
简单仿真系统
查看Simulink仿真系统响应：
1.在模型分析的节点选择线性 分析点
2.从菜单栏->Analysis->Control Design->Linear Analysis...打开线性分 析窗口
动态调节Simulink系统响 应：
12.完成后关闭窗口，会提示是否保存测 试数据。注意：调节模型中的PID系数是 11.在窗口树状图选择SISO Design Task， 一个变量，如何直接关闭模型数据就不会 保存下来，一定要保存得到的数据 在Compensator Editor页，点击Update Simulink Block Parameters更新参数
谢谢观赏
水平有限如有错误欢迎指正
参考资料：
/products/simulink
积分饱和简介
所谓积分饱和现象是指若系统存在一个方向的偏差， PID控制器的输出由于积分作用的不断累加而加大， 从而导致u(k)达到极限位置。此后若控制器输出继续 增大，u(k)也不会再增大，即系统输出超出正常运行 范围而进入了饱和区。一旦出现反向偏差，u(k)逐渐 从饱和区退出。进入饱和区愈深则退饱和时间愈长。 此段时间内，执行机构仍停留在极限位置而不能随着 偏差反向立即做出相应的改变，这时系统就像失去控 制一样，造成控制性能恶化。这种现象称为积分饱和 现象或积分失控现象。
优化Simulink模型中的参数
Simulink Response OptimizationSimulink Response Optimization——用于优化Simulink模型中的参数Simulink Response Optimization是一个在Simulink模型中调节设计参数的工具，它与Simulink模型结合在一起，根据用户定义的时域内的性能指标约束，自动优化系统参数。
利用该工具，可以对标量形式、矢量形式以及矩阵形式的变量进行优化，并可对任意层次的模型进行变量约束。
Simulink Response Optimization支持连续、离散以及多速率的模型，并可以通过蒙特卡罗仿真处理模型中的某些不确定量。
通过Simulink Response Optimization可以处理一系列优化问题，比如调节多入多出系统参数，对非线性系统设计自适应控制器，优化模型中的物理参数以降低系统能耗、调节滤波器参数等等。
Simulink Response Optimization还可以用于查表调节以及增益的调整等方面。
特点为优化问题的建立和管理提供了图形用户界面提供优化程序用于调节标量、矢量或矩阵参数支持用户自定义的信号约束和期望输出用于指定系统的响应支持蒙特卡罗仿真，对具有模型不确定性的问题提供了更强的鲁棒调节能力强大功能Simulink Response Optimization提供了一个图形用户界面用于在Simulink模型中调节参数。
用户可以随时停止仿真以找回中间结果，调整优化问题，改善收敛性。
可以利用图形用户界面调节所有的参数并可以在仿真中断处重新开始参数调节过程。
利用GUI，可以实现：选择模型中的信号选择和调节参数选择要调节的变量确定模型的不确定量设置仿真和优化选项选择信号可以在模型的任意信号处加入Signal Constraint模块进行信号的选择。
Signal Constraint模块可以通过图形化约束的方式描述期望的系统响应或者也可以通过确定参考信号的输出来描述优化约束。
Simulink中的常见问题
Simulink中的常见问题仿真命令： sim ---仿真运行一个simulink模块 sldebug ---调试一个simulink模块 simset ---设置仿真参数 simget ---获取仿真参数线性化和整理命令： linmod ---从连续时间系统中获取线性模型(状态方程) linmod2 ---也是获取线性模型，采用高级方法 dinmod ---从离散时间系统中获取线性模型 trim ---为一个仿真系统寻找稳定的状态参数构建模型命令：open_system --打开已有的模型close_system --关闭打开的模型或模块new_system --创建一个新的空模型窗口load_system --加载已有的模型并使模型不可见save_system --保存一个打开的模型 add_block --添加一个新的模块 add_line --添加一条线（两个模块之间的连线） delete_block --删除一个模块 delete_line --删除一根线find_system --查找一个模块hilite_system --使一个模块醒目显示replace_block --用一个新模块代替已有的模块set_param --为模型或模块设置参数get_param --获取模块或模型的参数add_param --为一个模型添加用户自定义的字符串参数delete_param --从一个模型中删除一个用户自定义的参数bdclose --关闭一个simulink窗口bdroot --根层次下的模块名字gcb --获取当前模块的名字 gcbh --获取当前模块的句柄 gcs --获取当前系统的名字getfullname --获取一个模块的完全路径名slupdate --将1.x的模块升级为3.x的模块addterms --为未连接的端口添加terminators模块boolean --将数值数组转化为布尔值slhelp --simulink的用户向导或者模块帮助封装命令:hasmask --检查已有模块是否封装 hasmaskdlg --检查已有模块是否有封装的对话框 hasmaskicon --检查已有模块是否有封装的图标iconedit --使用ginput函数来设计模块图标maskpopups --返回并改变封装模块的弹出菜单项 movemask --重建内置封装模块为封装的子模块诊断命令：sllastdiagnostic --上一次诊断信息sllasterror --上一次错误信息sllastwarning --上一次警告信息sldiagnostics --为一个模型获取模块的数目和编译状态用sim()函数该函数的调用格式为：[t,x,y]=sim(f1,tspan,options,ut) 其中f1为SIMULINK的模型名，tspan为仿真时间控制变量；参数options为模型控制参数；ut 为外部输入向量。
基于OPC与Matlab的PID控制参数自整定
产品与应用年第期基于OPC 与Matlab 的PID 控制参数自整定何博肖志刚张东宁（昆明电器科学研究所，昆明650221）摘要目前在Matlab/Simulink 应用方面（包括针对电力系统设计），多限于理论上的分析和模拟。
所以如何把Matlab/Simulink 这一强大的工程应用软件与实际工程应用相互融合就具有非常现实的意义。
本文正是介绍一种如何利用OPC 通信把Simulink 模块程序与实际硬件相融合实现PID 控制系统的参数自整定及优化的方法。
关键词：Matlab ；OPC 通信；参数自整定PID Parameters Self-tur ning Based on OPC and MatlabHe Bo X iao Zhigang Zhang Dongning（Kunming Electrical Apparatus Research Institute,Kunming 650221）Abstr act At present the application of Matlab/Simulink (including the electricity design system)was limited on its theoretical analyse and imitation.So it's fulfilled with realistic meaning if the engineering applied software-Matlab/Simulink can be merged with real engineering application.This artical is mainly talk about how to through taking use of opc communication to merging the Matlab/Simulink module program with real hardware,and finally find the way to PID control system ’s parameter self-tuning and optomization.Key words ：Matlab ；OPC communication ；parameters self-tuning1引言随着人类社会的进步，科技的发展创新，行业内竞争的白热化，各企业对自身的自动化生产设备提出了越来越严格的要求—包括自动化程度的提高，生产周期的缩短，控制精度的提升，误动作的减少。
Simulink自动代码生成_01
2.4.8 Code Generation-Code Placetnem子标签页面的设置
Code Placetnem子标签提供的选项将影响生成代码的文件组织方式和数据存储方式及 头文件包含的分隔符选择等，其页面如下图所示：
2.4.8 Code Generation-Code Placetnem子标签页面的设置
2.2 Optimization页面的设置
当模型中使用参数变量，如Gain模块的增益值，在生成代码时，如果希望使用该参数 的值直接展开到代码中，就需要设置参数内联选项，如下图所示框中选项：
2.2 Optimization页面的设置 当模型中使用参数变量，如Gain模块的增益值，在生成代码时，
如果希望使用该参数的值直接展开到代码中，就需要设置参数内联 选项，如下图所示框中选项：Inline parameters选项决定是否将参 数内联到代码中去。勾选此选项后，代码生成时模型的参数将以常 数方式直接生成到代码逻辑中，不再以一个参数变量的形式生成。 当模型中的参数需要作为实时可调的参数生成到代码中时，不勾选 Inline parameter，参数将作为变量生成；如果不需要实时调整参数， 可以选择节省存储空间的方式，勾选Inline parameter，将参数以数 值常数的形式生成到代码中。
另外一个关键的设置选项是控制整个代码生成过程的系统目标文件 System Target File，ert. tlc文件是Embedded Coder提供的能够生成专门 用于嵌入式系统C代码的系统目标文件。在Code Generation页面中，单 击下图图（2）所示右上角Browse按钮可以弹出对话框以选择系统目标 文件。
2.3 Hardware Implenmatation页面的设置
过程控制实验指导书讲解
过程控制实验指导书授课学时：16课时授课专业：自动化授课教师：姜倩倩目录过程控制实验项目一览表 ............................................................................................ - 1 - 实验一：一阶系统数学模型的建立 ............................................................................ - 2 - 实验二：PID控制器参数自整定............................................................................... - 4 - 实验三水箱液位PID控制........................................................................................ - 8 - 实验四水箱压力的PID调节控制 .......................................................................... - 14 - 实验五串级水位控制系统设计 ............................................................................ - 17 - 实验六前馈-反馈控制系统仿真实验 .................................................................... - 19 - 实验七单片机液位控制系统 .................................................................................. - 22 - 实验八单容液位PLC控制 ...................................................................................... - 25 -过程控制实验项目一览表实验参考书：GK-1型操作说明书.实验指导书实验一：一阶系统数学模型的建立一、实验目的1．熟悉利用计算法建立系统一阶惯性环节加纯迟延的近似数学模型的方法；2．学会利用MATLAB/Simulink对系统建模的方法。
Matlab第六章 Simulink数字电路仿真
武汉大学物理科学与技术学院微电子系 常胜
§6.2 时序逻辑电路的仿真
时序逻辑电路与组合逻辑电路相比的最大区别是此刻的 输出不仅与此刻的输入有关，还和以前的状态有关。因 此，在硬件结构上需引入触发器这一能起到“记忆”作 用的元件。
武汉大学物理科学与技术学院微电子系 常胜
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8421码子系统
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加法计数器系统
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习题： 使用Combinatoinal Logic模块完成对 以下函数功能的建模和仿真：
X = AB + BC + AC
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译码器：使用combinational logic模块 ex6_2_2
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Y = ( A + B)(B + C)(C + A)
Z1=X+Y Z2=XY
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习题： 采用触发器（D or J-K）构建10分频器， 完成对输入时钟10分频的功能。 要求：1、思路 2、逻辑表达式 3、模型图和输出波型 4、分析和总结
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matlab工具箱介绍
matlab工具箱介绍MATLAB有三十多个工具箱大致可分为两类：功能型工具箱和领域型工具箱.功能型工具箱主要用来扩充MATLAB的符号计算功能、图形建模仿真功能、文字处理功能以及与硬件实时交互功能，能用于多种学科。
而领域型工具箱是专业性很强的。
如控制系统工具箱(Control System Toolbox)、信号处理工具箱(Signal Processing Toolbox)、财政金融工具箱(Financial Toolbox)等。
下面，将MATLAB工具箱内所包含的主要内容做简要介绍：1)通讯工具箱(Communication Toolbox)。
令提供100多个函数和150多个SIMULINK模块用于通讯系统的仿真和分析——信号编码——调制解调——滤波器和均衡器设计——通道模型——同步可由结构图直接生成可应用的C语言源代码。
2)控制系统工具箱(Control System Toolbox)。
鲁连续系统设计和离散系统设计* 状态空间和传递函数* 模型转换* 频域响应：Bode图、Nyquist图、Nichols图* 时域响应：冲击响应、阶跃响应、斜波响应等* 根轨迹、极点配置、LQG3)财政金融工具箱(FinancialTooLbox)。
* 成本、利润分析，市场灵敏度分析* 业务量分析及优化* 偏差分析* 资金流量估算* 财务报表4)频率域系统辨识工具箱(Frequency Domain System ldentification Toolbox* 辨识具有未知延迟的连续和离散系统* 计算幅值／相位、零点／极点的置信区间* 设计周期激励信号、最小峰值、最优能量诺等5)模糊逻辑工具箱(Fuzzy Logic Toolbox)。
* 友好的交互设计界面* 自适应神经—模糊学习、聚类以及Sugeno推理* 支持SIMULINK动态仿真* 可生成C语言源代码用于实时应用(6)高阶谱分析工具箱(Higher—Order SpectralAnalysis Toolbox* 高阶谱估计* 信号中非线性特征的检测和刻画* 延时估计* 幅值和相位重构* 阵列信号处理* 谐波重构(7)图像处理工具箱(Image Processing Toolbox)。
基于MATLAB_SIMULINK的阀控液压缸动态特性仿真与优化
文章编号:1004-2539(2007)04-0067-02基于MAT LAB/SIMU LINK 的阀控液压缸动态特性仿真与优化(西北工业大学, 陕西西安 710072) 崔 昊 王育才 吕建国摘要 对一开关型阀控液压缸进行数字建模,并在此基础上利用MAT LAB/SI MU LI NK 软件对其动态特性进行仿真与优化,从而对实际液压系统的设计起到十分重要的作用。
关键词 阀控液压缸系统 动态特性 建模 仿真与优化图1 引言液压系统的动态特性是衡量其性能好坏的一个重要指标,通过对液压系统进行计算机仿真,并在仿真的基础上对其进行优化,对提高系统的动态性能具有十分重要的意义。
液压控制阀和液压缸组成的阀控液压缸系统是液压系统中不可取少的组成部分,它的动态特性的好坏对整个液压控制系统的性能有决定性的影响。
本文在建立实际数学模型的基础上,利用MAT LAB/SI MU LI NK 软件对阀控液压缸系统进行仿真,很直观的分析系统动态特性和相关的影响因素,并对系统进行优化,这对设计阀控液压缸系统具有实际指导意义。
1 模型的建立图1是一个常见的开关型阀控缸系统,泵出的油经节流阀、换向阀进入工作缸,并通过换向阀控制液压缸进、排油,从而实现活塞运动及换向。
液压缸进油腔、回油腔流量连续性方程及活塞运动方程为q 1=A 1v +C 1d p 1d t (1)q 2=A 2v -C 2d p 2d t (2)p 1A 1-p 2A 2=m d vd t+Bv +F(3)式中 q 1、q 2———流进、流出液压缸的流量A 1、A 2———液压缸进油、排油腔活塞面积p 1、p 2———液压缸进、排油压力v ———活塞运动速度m ———运动部分质量B ———黏性组尼系数F ———负载力C 1、C 2———进油、排油腔及其管路的液容,C 1=V 1/K ,C 2=V 2/K ,其中V 1、V 2为工作缸进、排油腔容积,K 为油液体积弹性模量。
SimulinkResponseOptimization
Simulink Design Optimization Release Notes
Support for Optimization-Based Compensator Design for Plants with Delays or Specified as Frequency-Response
8
MATLAB code generation from Design Optimization tool
for batch optimization of model responses . . . . . . . . . . .
9
Skip model simulation based on parameter constraint
Patents MathWorks products are protected by one or more U.S. patents. Please see /patents for more information.
Contents
பைடு நூலகம்
Bug Fixes
R2013b
Model Response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Assertion Detection by Blocks During Time-Domain Model
Verification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Functionality Being Removed or Changed . . . . . . . . . . . . . 19
优化Simulink模型中的参数
Simulink Response OptimizationSimulink Response Optimization——用于优化Simulink模型中的参数Simulink Response Optimization是一个在Simulink模型中调节设计参数的工具，它与Simulink模型结合在一起，根据用户定义的时域内的性能指标约束，自动优化系统参数。
利用该工具，可以对标量形式、矢量形式以及矩阵形式的变量进行优化，并可对任意层次的模型进行变量约束。
Simulink Response Optimization支持连续、离散以及多速率的模型，并可以通过蒙特卡罗仿真处理模型中的某些不确定量。
通过Simulink Response Optimization可以处理一系列优化问题，比如调节多入多出系统参数，对非线性系统设计自适应控制器，优化模型中的物理参数以降低系统能耗、调节滤波器参数等等。
Simulink Response Optimization还可以用于查表调节以及增益的调整等方面。
特点为优化问题的建立和管理提供了图形用户界面提供优化程序用于调节标量、矢量或矩阵参数支持用户自定义的信号约束和期望输出用于指定系统的响应支持蒙特卡罗仿真，对具有模型不确定性的问题提供了更强的鲁棒调节能力强大功能Simulink Response Optimization提供了一个图形用户界面用于在Simulink模型中调节参数。
用户可以随时停止仿真以找回中间结果，调整优化问题，改善收敛性。
可以利用图形用户界面调节所有的参数并可以在仿真中断处重新开始参数调节过程。
利用GUI，可以实现：选择模型中的信号选择和调节参数选择要调节的变量确定模型的不确定量设置仿真和优化选项选择信号可以在模型的任意信号处加入Signal Constraint模块进行信号的选择。
Signal Constraint模块可以通过图形化约束的方式描述期望的系统响应或者也可以通过确定参考信号的输出来描述优化约束。
Simulink中系统PID控制调节
PID控制实现
PID控制实现：
简单仿真系统
PID控制实现：
1）离散时间域 2）考虑硬件条件 3）控制算法生成代码
1.打开PID Controller，点击Discretetime切换到离散域，Sample time根据 实际硬件的采样时间更改
2.同样采用Tune..调节离散域下新的最 优PID参数，系统从原来不稳定变成稳 定
查看Simulink仿真系统响 应：
简单仿真系统
查看Simulink仿真系统响应：
1.在模型分析的节点选择线性 分析点
2.从菜单栏->Analysis->Control Design->Linear Analysis...打开线性分 析窗口
3.在Plot Result选择系统分析图像，单 击Linearize分析
动态调节Simulink系统响 应：
12.完成后关闭窗口，会提示是否保存测 试数据。注意：调节模型中的PID系数是 11.在窗口树状图选择SISO Design Task， 一个变量，如何直接关闭模型数据就不会 保存下来，一定要保存得到的数据 在Compensator Editor页，点击Update Simulink Block Parameters更新参数
PID控制参数调优
PID控制参数调优：
汽车仿真系统
ID控制参数调优：
在Simulink中，专门的PID Controller 模块集成了PID系数调优的程序，可 以很方便的确定符合实际系统的参数
1.PID控制器的Controller可以选择控制 器类型和时间域。在Main页，可以修改 PID的主要参数;在PID Advanced页,可 以设置输出值范围；Data Types设置各 参数的数据类型 2.在模型分析的节点选择线性分析点 3.在PID Advanced页,设置输出值上下 限。在Main页点击Tune...开始PID调优
MATLAB操作基础
第1章 MATLAB操作基础MATLAB是一款功能十分强大的工程软件，用户可以通过它实现科学计算、工程运算和仿真运算。
在本章中，将详细讲解MATLAB的基础操作内容。
本章的内容是后面章节的基础，了解常见的操作方法会给用户操作MATLAB带来便利。
1.1 MATLAB概述从第一个版本推出以来，MATLAB就以其友好的界面、强大的功能受到用户的喜爱。
随后的版本更是在原始版本的基础上，不断扩展MATLAB软件的功能。
下面将概要地介绍MATLAB的主要功能和特点。
1.1.1 MATLAB的主要功能MATLAB提供了上百个预先定义好的命令和函数，这些函数可通过用户自定义扩展。
MATLAB能够用单一的函数求解线性系统，完成大量的高级矩阵处理。
此外，它还提供了大量强有力的二维、三维图形工具，可以方便、快捷地完成各种绘图操作。
根据MATLAB 可以实现的任务性质，可将其功能划分为如下几个方面。
❑数值计算和符号计算功能：以矩阵作为数据操作的基本单位，提供了丰富的数值计算函数。
与著名的符号计算语言——Maple相结合，使得MATLAB拥有了符号计算功能。
❑绘图功能：提供了两个层次的绘图操作，一种是对图形句柄进行的低层绘图操作，另一种是建立在低层绘图操作之上的高层绘图操作。
❑编程语言：具有程序结构控制、函数调用、数据结构、输入/输出、面向对象等程序语言特征。
❑MATLAB工具箱：MATLAB包含两部分内容，即基本部分和各种可选的工具箱。
MATLAB工具箱分为两大类：功能性工具箱和学科性工具箱。
1.1.2 MATLAB的特点MATLAB利用丰富的函数资源，为用户提供了最直观、最简洁的程序开发环境，使编程人员从繁琐的程序代码中解放出来。
MATLAB的主要特点如下：❑语言简洁紧凑，使用方便灵活，函数丰富。
❑运算符丰富。
由于MATLAB是用C语言编写的，因此其提供了和C语言几乎一样多的运算符，灵活运用这些运算符可使程序变得极为简短。
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Simulink Response Optimizationmotion, and tune filter coefficients. SimulinkResponse Optimization can also improvethe tuning of look-up tables and aid in gainscheduling.Working with Simulink ResponseOptimizationSimulink Response Optimization providesa graphical user interface (GUI) to help youtune parameters in a Simulink model.Y ou can stop the optimization at any time toretrieve intermediate results and adjust theoptimization problem to improve the likeli-hood of convergence to an answer. The GUIlets you adjust all parameters and restart thetuning process at the point where it was halted.• With the GUI you can:• S pecify constraints and trajectories forselected model signals• S elect model parameters to optimize• A ccount for uncertain or varying modelparameters• C hoose simulation and optimizationoptions• S tart and halt the optimization• V erify the optimization resultsSimulink Response Optimization provides a Signal Constraint block thatattaches to signals in your Simulink model.Signal Constraint BlockScopeRSxDxBLinearized ModelofDistillation ColumnxD, xRRSDigitalController[96.25 ; 0.5]CurrentSetpoint0.5% StepChangein xD and xBrefluxflow ratesteamflow ratevariation of% methanolin topsvariation of% methanolin bottomsSelecting SignalsY ou select signals by attaching a Signal Constraint block to any signal in the model. The Signal Constraint block lets you con-strain the signal either by graphically shaping the desired response or by specifying a refer-ence signal trajectory.Tuning ParametersSimulink Response Optimization helps you tune parameters and account for model uncertainty using a rich set of optimization methods.Selecting ParametersThe GUI automatically displays all tunable parameters. These can be scalars, vectors, matrices, or fields of structured variables defined in the MA TLAB® or model workspace.Specifying Model UncertaintySimulink Response Optimization helps youtest the robustness of your design to vari-ations in model parameters. Y ou can useeither a Monte Carlo or fixed-grid simulationto increase the robustness of calculationsinvolving the uncertain parameters. SimulinkResponse Optimization also enables you toset nominal and bounding values for eachuncertain variable in the model.Optimizing ParametersT o help ensure convergence, SimulinkResponse Optimization uses the followingoptimization routines:• Gradient descent• Simplex search• P attern search (Using the GeneticAlgorithm and Direct Search T oolbox,available separately)Simulink Response Optimization also letsyou use fixed- or variable-step solvers totradeoff speed and accuracy during the opti-mization calculation.Required ProductsMATLABSimulinkOptimization ToolboxRelated ProductsControl System Toolbox. Design and analyzecontrollers for dynamic closed-loop systemsGenetic Algorithm and Direct SearchToolbox. Solve optimization problems usinggenetic and direct search algorithmsFor more information on related products,visit /products/simresponsePlatform and System RequirementsFor platform and system requirements, visit/products/simresponse■T el: 508.647.7000 info@ 91202v00 03/05© 2004 by The MathWorks, Inc. MATLAB, Simulink, Stateflow, Handle Graphics, and Real-Time Workshop are registered trademarks, and TargetBox is a trademark of The MathWorks, Inc. Other product or brand names are trademarks or registered trademarks of their respective holders.A dialog box lets you selectparameters to be tuned.The GUI shows the signal response evolving to meet the signal constraints.Uncertain parameters are specifiedthrough a dialog box.For demos, application examples,tutorials, user stories, and pricing:• Visit • Contact The MathWorks directlyUS & Canada 508-647-7000Benelux +31 (0)182 53 76 44France +33 (0)1 41 14 67 14Germany +49 (0)241 470 750Italy +39 (011) 2274 700Korea +82 (0)2 6006 5114Spain +34 93 362 13 00Sweden +46 (8)505 317 00Switzerland +41 (0)31 950 60 20UK +44 (0)1223 423 200Visit to obtaincontact information for authorizedMathWorks representatives in countriesthroughout Asia Pacific, Latin America,the Middle East, Africa, and the restof Europe.。