第8章+控制系统的Simulink仿真
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。
U (s)
Kp
Ki s
Kd s
Simulink的控制系统建模与仿真
变量延迟模块
Variable Transport Delay
与可变时间延迟模块相似。 7
非连续模块组（Discontinuities）
8
非连续模块组的模块及功能介绍
名称
饱和模块 Saturation
死区模块 Dead Zone 动态死区模块 Dead Zone Dynamic 磁滞回环模块 Backlash 滞环继电模块
离散零极点增益模块 Discrete Zero-Pole
离散状态空间模块 Discrete State-Space
一阶保持器模块 First-Order Hold
零阶保持器模块 Zero-Older Hold
实现数字滤波器的数学模型。
实现零极点增益形式脉冲传递函数模型 。 实现离散状态空间模型。
实现一阶保持器。
脉冲信号输出。
斜坡信号输出。
正弦波信号输出。
阶跃信号输出。
随机数输出。
连续仿真时钟；在每一仿真步输 出当前仿真时间。 离散仿真时钟；在指定的采样间 隔内输出仿真时间。
16
信宿模块组（Sinks）
17
信宿模块组的模块及功能介绍
名称
输出端口模块 Out1
示波器模块 Scope
X-Y示波器模块 XY Graph
4
输出端口模块 ut1
示波器模块 Scope
求和模块 Sum
饱和模块 Saturation
积分模块 Integrator
子系统模块 Subsystems
单位延迟模块 Unit Delay
标准输出端口；生成子系统或作为模型的 输出端口。 显示实时信号。
实现代数求和；与ADD模块功能相同。
实现饱和特性；可设置线性段宽度。
matlab simulink 控制系统仿真 书籍
Matlab/simulink 书籍选择Simulink与信号处理（光盘1张）这本书的一个重要特征是在讨论Simulink的工作原理、Simulink的基本模块库以及用Simulink建立信号处理系统模型时采用了大量实例，提供了近100个Simulink模型文件。
这些建模实例建立在MA TLAB/Simulink的R2 009a的版本之上，并逐个进行了测试。
它们是学习Simulink软件，掌握模块特征和应用场合，进而建立复杂信号处理系统模型的重要参考资料。
本书的另一个重要特征是涉及面广，取材新颖、实用。
本书是学习和使用Simulink对信号处理系统进行模拟和仿真的参考书籍，是笔者对多年来在MathWorks工作期间与公司软件开发人员及众多用户交流、切磋获得的经验、体会的总结和提炼。
全书共8章，介绍了Simulink 的基本知识和Simulink的扩展之一——信号处理模块集，并按照一般信号处理系统的组成方式和信号流程介绍如何用Simulink建立系统模型——包括信号的产生，信号的滤波，信号的统计参数与信号估计，以及如何在S imulink系统模型中实现复杂的数字信号处理算法。
MATLAB/Simu link与控制系统仿真（第2版）本书从应用角度出发，系统地介绍了MATLAB/Simulink及其在自动控制中的应用。
通过典型样例，全面阐述了自动控制的基本原理、系统分类以及控制系统分析与设计的主要方法。
本书从应用角度出发，系统地介绍了MATLAB／Simulink及其在自动控制中的应用。
结合MA TLAB／Simulin k的使用，通过典型实例，全面阐述了自动控制的基本原理以及控制系统分析与设计的主要方法。
全书共分13章，包括自动控制系统与仿真基础知识、MA TLAB计算及仿真基础、Simulink仿真基础、控制系统数学模型、时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法、控制系统校正与综合、线性系统状态空间分析、线性系统状态空间设计、非线性系统、离散控制系统、最优控制等。
Simulink仿真教程
9.1.2 建立Simulink仿真模型 a) 打开Simulink模型窗口(Untitled) b) 选取模块或模块组 在 Simulink 模 型 或 模 块 库 窗 口内，用鼠标左键单击所需 模块图标，图标四角出现黑 色小方点，表明该模块已经 选中。 c) 模块拷贝及删除 在模块库中选中模块后，按 住鼠标左键不放并移动鼠标 至目标模型窗口指定位置， 释放鼠标即完成模块拷贝。 模块的删除只需选定删除的 模块，按Del键即可。
2. Sinks 库
该库包含了显示和写模块输出的 模块。双击 即弹出该库的模 块图：
①
：数字表，显示指定模
块的输出数值。
②
：X-Y绘图仪用同一图形窗
口，显示X-Y坐标的图形(需先在
参数对话框中设置每个坐标的变
化范围)，当X、Y分别为正、余
弦信号时，其显示图形如下：
第九章 Simulink动态仿真
仿真技术
仿真技术
第九章 Simulink动态仿真
9.2.1 Simulink模块库 3. Continuous 库
③
：分子分母为多项式形式的传递函数。
➢ 双击该模块，弹出传递函数的参数对话框，设置框图中的参 数后，该传递函数显示如下：
仿真技术
第九章 Simulink动态仿真
9.2.1 Simulink模块库 3. Continuous 库
斜坡信号时微分环节的输出：
第九章 Simulink动态仿真
即弹出下图：
仿真技术
第九章 Simulink动态仿真
3. Continuous 库
②
：积分环节。其输出为其输入信号的积分。
➢ 双击该模块,弹出积分器的参数对话框,可设置积分器的复位、 积分上限和下限等。当设置为信号下跳过零复位、积分器限 幅为5时，积分器对谐波输入的输出如图所示：
Simulink建模与仿真
第七章Simulink建模和仿真
7.1 Simulink的概述和基本操作
① 首先，按照排序所决定的次序计算每个模块的输出。 ② 然后，根据当前时刻的输入和状态来决定状态的微分； 得到微分向量后再把它返回给解法器；后者用来计算下一 个采样点的状态向量。一旦新的状态向量计算完毕，被采 样的数据源模块和接受模块才被更新。 在仿真开始时模型设定待仿真系统的初始状态和输出。在 每一个时间步中，Simulink计算系统的输入、状态和输出， 并更新模型来反映计算出的值。在仿真结束时，模型得出 系统的输入、状态和输出。 在每个时间步中，Simulink所采取的动作依次为： ① 按排列好的次序更新模型中模块的输出。Simulink通过 调用模块的输出函数计算模块的输出。Simulink只把当前 值、模块的输入以及状态量传给这些函数计算模块的输出。 对于离散系统，Simulink只有在当前时间是模块采样时间 的整数倍时，才会更新模块的输出。
第七章
Simulink建模和仿真
Matlab具有友好的工作平台和编程环境、简单易学的编程语言、 强大的科学计算和数据处理能力、出色的图形和图像处理功能、 能适应多领域应用的工具葙、适应多种语言的程序接口、模块化 的设计和系统级的仿真功能等，诸多的优点和特点。
Байду номын сангаас
支持Matlab仿真是Simulink工具箱，Simulink一般可以附在 Matlab上同时安装，也有独立版本来单独使用。但大多数用户都 是附在Matlab上，以便能更好地发挥Matlab在科学计算上的优势， 进一步扩展Simulink的使用领域和功能。 本章详细地向用户介绍Simulink地建模方法、使用操作、以及使 用Simulink进行系统级的仿真和设计原理。使读者通过本章地学 习，不但可以进一步掌握计算机仿真的基本概念和理论，也可以 初步学会使用Simulink去真正地运用仿真技术解决科研和工程中 地实际问题。
学习使用MATLABSimulink进行系统仿真
学习使用MATLABSimulink进行系统仿真【第一章：引言】在如今数字化时代，仿真已成为系统设计与优化的重要工具。
系统仿真能够帮助工程师在产品开发的早期阶段快速验证设计，预测产品性能，并提供有关系统行为的深入洞察。
由于其易用性和广泛应用领域，MATLABSimulink成为了工程界最受欢迎的仿真工具之一。
本文将介绍如何学习使用MATLABSimulink进行系统仿真，并强调其专业性。
【第二章：MATLABSimulink概览】MATLABSimulink是一个具有图形化界面的仿真环境，可用于建模、仿真和分析各种复杂动态系统。
它使用块状图形表示系统的组成部分，并通过连接输入和输出端口模拟系统的行为。
用户可以通过简单拖拽和连接块状元件来构建仿真模型，并通过调整参数和设置仿真参数来进行模拟分析。
【第三章：基本建模技巧】在使用MATLABSimulink进行系统仿真之前，掌握基本的建模技巧至关重要。
首先，需要熟悉各种块状元件的功能和用途，例如传感器、执行器、逻辑运算器等。
其次，理解信号流和数据流的概念，以及如何在模型中正确地引导信号传递和数据流动。
最后，学习使用条件语句、循环语句等控制结构来实现特定的仿真逻辑。
【第四章：系统模型的构建】在使用MATLABSimulink进行系统仿真时，首先需要根据实际系统的需求和特点进行系统模型的构建。
这包括确定系统的输入和输出，以及分析系统的功能和性能要求。
然后，使用块状元件将系统的各个组成部分建模，并建立各个组件之间的联系和依赖关系。
在构建模型的过程中，要注意选择恰当的块状元件和参数设置，以确保模型的合理性和可靠性。
【第五章：仿真参数设置与分析】为了获得准确且可靠的仿真结果，需要合理设置仿真参数。
常见的仿真参数包括仿真时间、步长和求解器类型等。
仿真时间应根据系统的实际运行时间确定，步长要足够小以保证仿真的精度，而求解器类型则根据系统的特点选择。
完成仿真后，还需要对仿真结果进行分析，以评估系统的性能和进行优化调整。
第8章simulin命令行仿真技术
第8章 Simulink命令行仿真技术
add_line('sys','oport','iport', 'autorouting','on') ： 与 add_line('sys','oport','iport') 命 令 类 似 ， 只 是 加 入 的 连 线 方式可以由'autorouting'的状态控制：'on'表示连线环绕 模块，而'off'表示连线为直线（缺省状态）。
gcb gcs gcbh bdroot simulink
从系统模型中删除指定连线 获取系统模型中的参数 设置系统模型中的参数 获得当前模块的路径名
获得当前系统模型的路径名 获得当前模块的操作句柄
获得最上层系统模型的名称 打开Simulink的模块库浏览器
第8章 Simulink命令行仿真技术
使用上面的命令便可以生成和编辑动态系统的 Simulink模型，由于使用命令行方式建立的Simulink系 统模型与使用图形建模方式建立的系统模型没有什么 大的分别，因此这里仅简单介绍各个命令的使用，而 不再给出使用这些命令所建立的系统模型框图。
delete_line('sys', 'oport', 'iport') 2) 功能描述 在系统模型中加入或删除指定连线。 add_line('sys', 'oport', 'iport')：在系统模型'sys'中给定
模块的输出端口与指定模块的输入端口之间加入直线。 'oport'与'iport'分别为输出端口与输入端口（包括模块的 名称、模块端口编号）。
simulink教程
2.2.3 指定方块பைடு நூலகம்颜色
Simulink 允许用户在方块图中指定任何模块或标注的前景色和背景色，也可以指定方
如果要 Simulink 自动连接模块，先用鼠标选择模块，然后按下 Ctrl 键，再用鼠标单击 目标模块，Simulink 会自动把源模块的输出端口与目标模块的输入端口相连，如果需要， Simulink 还会绕过某些干扰连接的模块，如图 2-1 所示。
图 2-1 如果连接两个模块时，两个模块上有多个输出端口和输入端口，Simulink 会尽可能地 连接这些端口，如图 2-2 所示。
设置模块参数
如何在模块参数对话框和 MATLAB 工作区内设
置模块参数
标注模型图
如何在模型图中利用 TeX 命令编辑带有数学符
号、希腊字母和其字符的标注
模块属性对话框
如何设置模块属性，包括模块优先级和编辑指定
模块标注
模块优先级
如何控制和显示模型中模块的优先级
查表编辑器
如何利用查表编辑器编辑和显示查表模块和自定
图 2-4
2.1.3 手动连接模块
如果要手动连接模块，先把鼠标光标放置在源模块的输出端口，不必精确地定位光标 位置，光标的形状会改变为十字型，然后按下鼠标按钮，拖动光标指针到目标模块的输入 端口，如图 2-5 所示。当释放鼠标时，Simulink 会用带键头的连线替代端口符号，箭头的 方向表示了信号流的方向。
图 2-2 如果要把一组源模块与一个目标模块连接，可以先选择这组源模块，然后按下 Ctrl 键， 再用鼠标单击目标模块，如图 2-3 所示。
Simulink建模仿真实例详解
模型可以分为实体模型和数学模型。 实体模型又称物理效应模型，是根据系统之间的相似性而建 立起来的物理模型，如建筑模型等。 数学模型包括原始系统数学模型和仿真系统数学模型。原始 系统数学模型是对系统的原始数学描述。仿真系统数学模型 是一种适合于在计算机上演算的模型，主要是指根据计算机 的运算特点、仿真方式、计算方法、精度要求将原始系统数 学模型转换为计算机程序。
0.6 0.4 0.2 0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
例子2 单自由度系统： 初始条件：
& + cx & + kx = 0 m& x
解析解为：
& ( 0) = x &0 = 0 x(0) = x0 = 1, x
m 要求：采用 Simulink 对系统进行仿真。已知参数：
1.3.3 Simulink 应用举例
（原教材P6例子）
在Matlab命令窗口中输入 dblcart1 右图所示的模型用来 模拟双质量－弹簧系 统在光滑平面上受一 个周期力情况下的运 动状态，其中周期力 只作用在左边的质量 块上。 F(t)
x' = Ax+Bu y = Cx+Du Plant
Demux Actual Position
静态系统模型 动态系统模型 连续系统模型 代数方程 集中参数 微分方程 分布参数 偏微分方程 离散系统模型 差分方程
1.1.2 计算机仿真
1. 仿真的概念 仿真是以相似性原理、控制论、信息技术及相关领域的 有关知识为基础，以计算机和各种专用物理设备为工具，借 助系统模型对真实系统进行试验的一门综合性技术。 2. 仿真分类 （ 1 ）实物仿真：又称物理仿真。是指研制某些实体模型， 使之能够重现原系统的各种状态。早期的仿真大多属 于这一类。 优点：直观，形象，至今仍然广泛应用。 缺点：投资巨大、周期长，难于改变参数，灵活性差。
simulink 仿真教程(从入门到入土) 报告(真)
Simulink仿真摘要：simulink作为matlab的衍生模组，具有强大的仿真能力。
原则上你可以将任意具有明确映射关系的物理量进行仿真模拟。
对于相互间关系不明确的物理量，则可以通过输入输出数据的采集，然后通过模糊控制的方案替代明确的映射关系。
本文主要针对的是以电焊机电路为主，其他仿真为辅的教程性质的文章。
关键词：matlab Simulink 仿真电焊机教程第一章初识软件 (2)1.1 simulink 简介 (2)1.2 simulink基础页面 (2)1.3 常用库的介绍 (3)1.3.1 simulink库 (4)1.3.1.1 常用模块库 (4)1.3.1.2 其他常用子库模块 (6)1.3.2 电气库Simscape (7)1.3.2.1 Electrical库 (7)1.3.2.2 Specialized Technology库 (8)1.4模块连接 (9)第二章简单仿真系统的建立 (11)2.1传递函数S信号仿真 (11)2.1.1 运放环节的等效替代 (11)2.1.2 等效变换 (12)2.1.3 逻辑仿真 (13)2.2电气库仿真 (13)2.3子系统和模块的建立 (15)2.3.1 子系统的建立 (15)2.3.2 模块的建立 (16)第三章复合仿真 (18)3.1 m函数模块 (18)3.1.1 简单编程 (18)3.1.2 部分函数介绍 (19)3.2 整体模型 (21)3.3 仿真注意事项 (22)3.3.1 注意事项1 (22)3.3.2 注意事项2 (23)3.3.3 注意事项3 (24)3.3.4 注意事项4 (24)结语 (25)第一章初识软件Matlab作为一块应用广泛的软件，在许多领域中具有广泛的应用，所以掌握matlab的一些基础运用是一个很有用的技能。
Matlab广泛应用于数字图像处理，程序控制，仿真模拟等多个领域之中。
这款软件的核心基础在于强大的矩阵计算能力，无论是程序处理还是仿真计算，其本质就是通过矩阵运算的方式得出解。
控制系统建模与仿真基于MATLABSimulink的分析与实现
读书笔记
01 思维导图
03 精彩摘录 05 目录分析
目录
02 内容摘要 04 阅读感受 06 作者简介
思维导图
本书关键字分析思维导图
实现
通过
仿真
技术
进行
分析
方法
分析
matlabsi mulink
仿真
系统
simulink
实现
介绍
工程
精彩摘录
精彩摘录
《控制系统建模与仿真基于MATLABSimulink的分析与实现》精彩摘录 随着科技的发展和社会的进步，控制系统在各个领域中的应用越来越广泛， 掌握控制系统的建模与仿真技术对于科学研究、工程实践等方面都具有重要意义。 而《控制系统建模与仿真基于MATLABSimulink的分析与实现》这本书，正是为满 足这一需求而编写的。
阅读感受
而真正让我感到震撼的是第4章到第8章的内容。作者利用MATLAB强大数据处 理、绘图函数和Simulink仿真工具，对被控对象模型进行了系统建模、分析、计 算、性能指标的优化及控制器设计。从时域、频域、根轨迹、非线性及状态空间 几个方面，完成了对系统性能指标的验证及控制系统设计。这其中的细节和深度， 都足以显示作者对这一领域的深入理解和实践经验。
目录分析
在“仿真技术”部分，目录涵盖了控制系统仿真的基本原理、仿真模型的建 立、参数设置以及仿真结果的分析等内容。还介绍了如何利用MATLABSimulink进 行仿真，使得读者能够快速上手这一强大的仿真工具。
目录分析
“应用实例”部分通过多个具体的案例，展示了如何将建模与仿真技术应用 于实际控制系统。这些案例既有简单的单输入单输出系统，也有复杂的非线性多 输入多输出系统，具有很高的实用价值。
第8章-非线性系统分析
令：
方程组可改写为
特征方程
线性化方程组
在一般情况下，线性化方程在平衡点附近的相轨迹与非线性系统在平衡点附近的相轨迹具有同样的形状特征。但是，若线性化方程求解至少有一个根为零，根据李雅普诺夫小偏差理论，不能根据一阶线性化方程确定非线性系统平衡点附近的特性，此时，平衡点附近的相轨迹要考虑高阶项。
(1) 无阻尼运动（=0） 此时系统特征根为一对共轭虚根，相轨迹方程变为
对上式分离变量并积分，得
式中，A为由初始条件决定的积分常数。
初始条件不同时,上式表示的系统相轨迹是一族同心椭圆，每一个椭圆对应一个等幅振动。在原点处有一个平衡点(奇点)，该奇点附近的相轨迹是一族封闭椭圆曲线，这类奇点称为中心点。
图8-1 无阻尼二阶线性系统的相轨迹
(2)欠阻尼运动（01） 系统特征方程的根为一对具有负实部的共轭复根,系统的零输入解为 式中,A、B、为由初始条件确定的常数。时域响应过程是衰减振荡的。
可求出系统有一个位于相平面原点的平衡点（奇点），不同初始条件出发的相轨迹呈对数螺旋线收敛于该平衡点，这样的奇点称为稳定焦点。
5．李雅普诺夫法 李雅普诺夫法是根据广义能量函数概念分析非线性系统稳定性。原则上适用所有非线性系统，但对大多数非线性系统，寻找李雅普诺夫函数相当困难，关于李雅普诺夫法在现代控制理论中作祥解。 6．计算机辅助分析 利用计算机模拟非线性系统，特别上采用MATLAB软件工具中的Simulink来模拟非线性系统方便且直观，为非线性系统的分析提供了有效工具。
例1：确定非线性系统的奇点及附近的相轨迹。
解：令
求得奇点（0，0），（-2，0）。
即
由
（1）奇点（0，0） 线性化方程为
特征根
(完整word版)自动控制原理(第2版)(余成波_张莲_胡晓倩)习题全解及MATLAB实验第8章
209第8章 离散控制系统的分析和综合本章讲述离散控制系统的分析和综合.首先介绍离散控制系统的组成、研究方法、采样过程、采样定理、z 变换、脉冲传递函数和差分方程；在此基础上，介绍了离散控制系统的稳定性、稳态误差和动态性能的分析等有关问题；介绍了数字控制器的脉冲传递函数以及最少拍系统的设计；最后介绍应用MATLAB 对离散控制系统的分析。
习教材习题同步解析8。
1 设时间函数的拉氏变换为()X s ，采样周期T s =1秒,利用部分分式展开求对应时间函数的z 变换()X z .（1） (3)()(1)(2)s X s s s s +=++ （2） (1)(2)()(3)(4)s s X s s s ++=++（3） 227()(2)(413)X s s s s =+++ （4） 210()(2)(1261)X s s s s s =+++ 解 （1）将()X s 展成部分分式1.520.5()12X s s s s -=++++ 则其z 变换为()()()121.520.5(0.8310.011)()110.3680.135z z z z z X z z z e z e z z z ----=++=------ (2）将()X s 展成部分分式26()134X s s s =+-++ 则其z 变换为23422630.1960.001()10.0680.001z z z z X z z e z e z z ---++=+-=---+210（3）将()X s 展成部分分式22233633(2)()24132(2)3s s X s s s s s s ++=-=-++++++ 则其z 变换为22222433(cos3)()2cos3z z ze X z z e z ze e -----=---+（4）将()X s 展开为部分分式2210059010515125012501()(2)(1261)614121261s X s s s s s s s s s +==⋅-⋅+++++++ 22225151100625614122501(6)52501(6)5s s s s s +=⋅-⋅+⋅-⋅+++++ 则其z 变换为26622612261255100cos52sin 5()6114125012cos525012cos5z z z ze ze X z z z e z ze e z ze e --------=⋅-⋅+⋅-⋅---+-+8。
从入门到精通教程第章Simulink仿真环境
7.2 Simulink的工作环境
在MATLAB的命令 窗口输入“simulink” ，或单击工具栏中的 图标，就可以打开 Simulink模块库浏览 器（Simulink Library Browser）窗口。
7.2.1 一个简单的Simulink实例
例7-1 将一个阶跃输入信号送到积分环节 ，并将积分后的信号送到示波器显示。 1. 创建空白模型 2. 添加模块 3. 添加连接 4. 仿真 5. 保存模型
9. 模块的属性设置 （1）“General”选项卡 （3）调用函数（Callbacks） （2）“Block Annotation”选项卡
7.4 Simulink在控制系统中的应用实例
例7-8 创建一个Simulink模型使用PID控 制器控制三阶系统，查看其输出响应。
练习
7.5子系统与封装 7.5.1 创建子系统
2. 触发子系统 触发子系统是指当触发事件发生时开始执 行子系统。与使能子系统相类似，触发子系 统的建立要把Signals & Systems模块库中 的Trigger模块拷贝到子系统中。
例 利用触发子系统原理将一锯齿波转换成方波。 操作步骤如下： (1)用Signal Generator、Subsystem和Scope模块构成 一子系统，双击Signal Generator模块图标在Wave from 的下拉列表框中选择sawtooth，即锯齿波。 (2)将上例中的Enable模块换成Trigger触发模块。双击 该模块并选Trigger type触发事件形式为either，即上跳沿 或下跳触发。 (3)完成新建模型窗口中各模块间的连接，并存盘。 (4)双击示波器模块，然后选择Simulink菜单中的start命 令，就可看到方波。
simulink动态系统建模仿真-第8章
第26页，共132页。
第8章 使用命令行仿真 8.1.2 设置仿真参数——simset命令
用户可以用不同的仿真选项进行仿真，这些选项就是在 Configuration Parameters对话框中各选项页内定义的参数。 如果要使用sim命令在MATLAB工作区中运行模型，则可以用 simset命令来指定仿真模型时的仿真选项。需要注意的是，模 型的名称不能作为simset的参数，换言之，即使在simset命令 中指定模型的名称，模型也不会受到影响。
脚本文件cruisescript如下： for P = 0:5:25
[t, x, y] = sim ('cruise_command'); subplot (3, 2, P/5+1) plot (t, y) ylabel (['P=', num2str(P)]) end
第25页，共132页。
第8章 使用命令行仿真
>> ut = [0 1; 10 1; 10 –1; 20 –1; 20 1; 30 1; 30 –1; 40 –1; 40 1; 50 1]; >> sim ('in_out', 50, [ ], ut); 用plot (ut (: ,1)，ut (: , 2))命令绘制的输入信号曲线如图8-4所示；用plot (ut (: ,1)，ut (: , 2)，tout，yout，'--')命令绘制的输入和输出曲线如图8-5所示。
首先，在蹦极模型中添加一个Outport模块，如图8-6所示， 将模型文件保存为bungee_cmd；然后编写一个脚本文件用来 试验不同的k值，当距地面的距离为正时停止仿真。脚本文件 bungeescript如下：
电力系统的MATLABSIMULINK仿真与应用第8章精选全文
第8章 定 制 模 块
在“画图命令”(Drawing commands)窗口中输入命令 plot(Current_vect,Flux_vect);
在“透明度”(Transparency)下拉框中选择“透明” (Transparent)。单击“确定”(OK)按键或者“应用”(Apply) 按键后退出子系统编辑窗口，可以看见磁通—电流饱和特性 曲线出现在非线性电感模块上，由于选择透明处理，输入、 输出端口的名称也一并显示在该模块上。封装后的非线性电 感模块图标如图8-14所示。当然，也可以选择“不透 明”(Opaque),这样，输入、输出端口的名称被图形覆盖了。
h=errordlg('The first two points of the characteristic must be [0 0; 1 1]','Error');
uiwait(h); end
第8章 定 制 模 块
%添加代码，使磁通—电流饱和特性曲线完整。 [npoints,ncol]=size(sat); sat1=[sat ; -sat(2:npoints,:)]; sat1=sort(sat1); % 提取电流变量(A)和磁通变量(V.s)。 Current_vect=sat1(:,1)*I_base; Flux_vect=sat1(:,2)*Phi_base;
第8章 定 制 模 块 图8-8 封装子系统编辑窗口(文档标签页)
第8章 定 制 模 块
选择“参数”(Parameters)标签页如图8-9所示，通过点
击
按键添加、删除、移动项目。按图8-9分别添加额
定电压、额定频率、线性电感和饱和特性。其中，在“变量
说明” (Prompt)列中输入各变量的简单说明，在“变量
第8章 非线性系统分析
实际上,一旦该系统参数发生微小变化,该周 期性状态就无法维持,要么发散至无穷大,要么 衰减至零。
而非线性系统中，除了稳定和不稳定运动形 式外，还有一个重要特征，就是系统可能发生 自持振荡----在没有周期
很小时 作为线性特性处理
较大时 将使系统静态误差增加， 系统低速不平滑性
理想死区特性的的数学描述为：
k(x a) y 0
k(x a)
x a | x | a xa
死区特性可能给控制系统带来不利影响，它会使 控制的灵敏度下降，稳态误差加大；死区特性也 可能给控制系统带来有利的影响，有些系统人为 引入死区以提高抗干扰能力。
一定条件下，可进行线性化处理，作为线性系 统来分析。这类系统统称为非本质非线性系统。
但当系统的非线性特征明显且不能进行线性化 处理时，就必须采用非线性系统理论来分析。 这类非线性称为本质非线性。
本章主要介绍分析非线性系统的两种常用方法： 相平面法和描述函数法。
如果一个控制系统包含一个或一个以上具有非线 性特性的元件或环节,则此系统即为非线性系统。
x(t) Ae ntsin(d t ) d 1 2n
式中,A、为由初始条件确定的常数。时域 响应过程是衰减振荡的。
可求出系统有一个位于相平面原点的平衡点（奇 点），不同初始条件出发的相轨迹呈对数螺旋线 收敛于该平衡点，这样的奇点称为稳定焦点。
欠阻尼二阶线性系统的响应和相轨迹
3、过阻尼运动（＞1）
1.相平面的基本概念
考察二阶非线性时不变微分方程:
..
.
x f (x, x)
•
描述该系统特性必须有两个变量 x 和 x ，
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控制系统的Simulink仿真
本章主要教学内容
对系统进行Simulink仿真的参数设置 利用Simulink的系统仿真模型进行仿真的方法 利用Simulink的动态结构图进行仿真的方法 熟悉Simulink的基本操作 掌握Simulink仿真过程中的参数设置方法 掌握控制系统的Simulink仿真具体应用
当选择算法是可变步长类型“Variable-step”时，“Solver”标 签页如图8-1所示；当选择固定步长类型的算法“Fixed-step”时， “Solver”标签页如图8-2所示。
5ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第8章
图8-1 “Solver”可变步长仿真参数设置窗口
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第8章
图8-2 “Solver”固定步长仿真参数设置窗口
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第8章
控制系统的Simulink仿真
8.1.2 Solver解算器标签页的参数设置
执行“Simulation”下的“Simulation Parameters”命令后，会 弹出仿真参数设置对话框 “Solver”解算器标签页。
“Solver”标签页参数设定是进行仿真工作前准备的必须步骤， 基本参数设定包括仿真的起始时间与终止时间、仿真的步长大 小与求解问题的算法等。
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第8章
控制系统的Simulink仿真
2．Simulink仿真结果的观察与分析方法
（1）将仿真结果信号输入到输出模块“Scope”示波器、 “XY Graph”二维X-Y图形显示器与“Display”数字显示器 中直接查看图形或者数据。 （2）将仿真结果信号输入到“To Workspace”模块中，即保 存到MATLAB工作空间里，再用绘图命令在MATLAB命令 窗口里绘制出图形。 （3）将仿真结果信号返回到MATLAB命令窗口里，再利用 绘图命令绘制出图形。
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第8章
控制系统的Simulink仿真
8.1 Simulink仿真的参数设置
8.1.1 系统模型的实时操作与仿真参数设置 1．系统模型的实时操作
Simulink环境下创建系统仿真模型后，在菜单方式下对系 统模型或框图进行如下操作： （1）被仿真模块的参数允许有条件地实时修改。 （2）离散模块的采样时间允许实时修改。 （3）允许用浮空示波器（Floating Scope）实时观察任何一点 或几点的动态波形。 （4）在进行一个系统仿真的过程中，允许同时打开另一个系 统进行处理。
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第8章
图8-3 设定工作空间Workspace参数窗口
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第8章
控制系统的Simulink仿真
8.2 控制系统的Simulink仿真
8.2.1 利用Simulink系统仿真模型的仿真处理 1．仿真的启动与停止
（1）在Simulink的模型窗口下，选择“Simulation”中的“Start” 命令可以对系统进行仿真。仿真开始后“Start”变为“Pause”，点 击“Pause”可暂停仿真执行，点击“Stop” 可停止仿真。 （2）单击 “Start Simulation”按钮也可以对系统进行仿真。仿真 开始后按钮变为“Pause Simulation”按钮，点击按钮可暂停仿真， 点击“Stop”按钮可停止仿真。
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第8章
控制系统的Simulink仿真
2．仿真参数的设置方法
系统仿真前要对仿真算法、输出模式等各种参数进行设置， 这就是“Simulation”下的“Simulation Parameters”菜单命令要 完成的任务。打开一个仿真参数对话框后可以设置仿真参数，该 对话框包含以下5个可相互切换的标签页： （1）Solver解算器标签页：设置仿真的起始时间与终止时间、 仿真的步长大小与求解问题的算法等。 （2）Workspace I/O工作空间标签页：管理对MATLAB工作空 间的输入和输出操作。
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第8章
控制系统的Simulink仿真
【例8.1】某二阶线性系统如图8-4所示，采用Simulink 建立系统模型并进行仿真，分别用3种类型的示波器观察该 系统的阶跃响应。
图8-4 二阶线性系统模型
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第8章
控制系统的Simulink仿真
解：首先创建该系统的仿真模型，按照建立模型结构图的 基本步骤完成模型创建后，将上述3种示波器模块放在控制 系统模型结构图的输出端，如图8-5所示。
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第8章
控制系统的Simulink仿真
（ 3）Diagnostics标签页：设置在仿真过程中出现各类错 误时的操作处理。 （4）Advanced标签页：设置高级仿真属性，如模块的简化、 在仿真过程中使用逻辑信号等。 （5）Real-Time Workshop标签页：设置实时工具中的参数， 如允许用户选择目标语言模板、系统目标文件等。
“OK”按钮：参数设置完毕可将窗口内的参数值应用于仿真，并关闭对 话框。 “Cancel”按钮：立即撤销对参数的修改，恢复标签页原来的参数设置， 关闭对话框。 “Help”按钮：打开并显示该模块使用方法说明的帮助文件。 “Apply”按钮：修改参数后的确认，表示将目前窗口改变的参数应用于 仿真，并保持对话框窗口的开启状态。
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第8章
控制系统的Simulink仿真
8.1.3 Workspace I/O工作空间标签页参数设置
仿真控制参数Simulation Parameters的设定对话框标签之二为 “Workspace I/O”工作空间标签页，如图8-3所示。
对该标签页中的各类参数设置后，可以实现从当前工作空间输 入数据、初始化状态模块（State）、把仿真结果保存到当前工作 空间等功能。 （1）“Load from workspace”：从当前工作空间输入数据 （2）“initial state”：初始化状态模块 （3）“Save to workspace”：保存仿真结果到当前工作空间 （4）“Save options”——变量存储选项
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第8章
控制系统的Simulink仿真
“Solver”解算器标签页参数设定窗口中各选项的意义如下： （1）“Simulation time”——仿真时间设置 （2）“Solver options”——算法选择操作 （3）“output options”——输出选择 （4）标签页右下部4个按钮的功能