基于MATLABSimulink机电系统动态仿真教程第6章概要
第6章 Simulink动态仿真
3． 接下来将PID控制器中的有关元件加入到编辑窗口中，这些元件 可以从“continuous” 模块函数库和“Math”模块函数库中选出。PID 控制器的各个环节中都含有一个比例模块，用户可以从“Math”模块 函数库中选出比例模块（其标注为Gain）并拖至编辑窗口中，通过双 击比例模块的图标 来得到参数修改的对话框。然后用户可以从 “continuous” 模块函数库中分别选出积分器（其标注为Integrator） 和微分器（其标注为Derivative）的图标，将他们拖到编辑窗口中， 释放鼠标左键,这时在用户的编辑窗口中就分别出现积分器功能模块图 标和微分器功能模块图标。
2．线的折弯 按住Shift键，再用鼠标在要折弯的地方单击一下，就会出现圆圈。 该圆圈表示折点，利用该折点就可以改变线的形状。
3．改变连线的粗细 用Format→Wide noscalar Lines命令来改变连线的粗细。即连线的 粗细会根据在线上传输的信号特性而变化。如果传输的数值，则为 细线；如果传输的为向量，则为粗线。
第六讲Simulink仿真
Simulink操作基础
点击进入Simulink
点击打开新建模型
拖拽模块加入模型
添加连线
2 系统仿真模型
2.1 Simulink的模块 Simulink的模块库提供了大量模块。单击模 块库浏览器中Simulink前面的“+”号，将看到 Simulink模块库中包含的子模块库，单击所需要 的子模块库，在右边的窗口中将看到相应的基本 模块，选择所需基本模块，可用鼠标将其拖到模 型编辑窗口。同样，在模块库浏览器左侧的 Simulink栏上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单 中单击Open the ‘Simulink’ Libray 命令，将打开 Simulink基本模块库窗口。单击其中的子模块库 图标，打开子模块库，找到仿真所需要的基本模 块。
3.2 启动系统仿真与仿真结果分析
设置完仿真参数之后，从Simulation中选择 Start菜单项或单击模型编辑窗口中的Start Simulation命令按钮，便可启动对当前模型的仿 真。此时，Start菜单项变成不可选, 而Stop菜单项 变成可选, 以供中途停止仿真使用。从Simulation菜 单中选择Stop项停止仿真后，Start项又变成可选。 为了观察仿真结果的变化轨迹可以采用3种方法： (1) 把输出结果送给Scope模块或者XY Graph模块。 (2) 把仿真结果送到输出端口并作为返回变量，然后 使用MATLAB命令画出该变量的变化曲线。 (3) 把输出结果送到To Workspace模块，从而将结果 直接存入工作空间，然后用MATLAB命令画出该 变量的变化曲线。
连续系统 基本模块
微分环节 积分环节 状态方程 传递函数 时间延迟 可变时间延迟 可变传输延迟 零-极点模型
连续系统模块库（Continuous）
Matlab系列之Simulink仿真教程
交互式仿真
Simulink支持交互式 仿真，用户可以在仿 真运行过程中进行实 时的分析和调试。
可扩展性
Simulink具有开放式 架构，可以与其他 MATLAB工具箱无缝 集成，从而扩展其功 能。
Simulink的应用领域
指数运算模块
用于实现信号的指数运算。
减法器
用于实现两个信号的减法 运算。
除法器
用于实现两个信号的除法 运算。
对数运算模块
用于实现信号的对数运算。
输出模块
模拟输出模块
用于将模拟信号输出 到外部设备或传感器。
数字输出模块
用于将数字信号输出 到外部设备或传感器。
频谱分析仪
用于分析信号的频谱 特性。
波形显示器
控制工程
Simulink在控制工程领域 中应用广泛，可用于设计 和分析各种控制系统。
信号处理
Simulink中的信号处理模 块可用于实现各种信号处 理算法，如滤波器设计、 频谱分析等。
通信系统
Simulink可以用于设计和 仿真通信系统，如调制解 调、信道编码等。
图像处理
Simulink中的图像处理模 块可用于实现各种图像处 理算法，如图像滤波、边 缘检测等。
用于将时域信号转换为频域信号，如傅里叶变换、 拉普拉斯变换等。
03 时域变换模块
用于将频域信号转换为时域信号，如逆傅里叶变 换、逆拉普拉斯变换等。
04
仿真过程设置
仿真时间的设置
仿真起始时间
设置仿真的起始时间，通 常为0秒。
步长模式
选择固定步长或变步长模 式，以满足不同的仿真需 求。
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。
机电系统动态仿真-基于MATLABSimulink课程设计
机电系统动态仿真-基于MATLAB Simulink课程设计简介机电系统是由电气、机械及控制部分组成的复杂系统。
动态仿真是一种研究系统行为的方法，可以帮助我们更好地理解系统的运行原理。
本课程设计旨在介绍机电系统动态仿真的基本原理和方法，并使用MATLAB Simulink软件进行实践操作。
课程内容本课程设计包括以下几个部分：1. 机电系统简介介绍机电系统的组成部分、基本特性及其应用场景，旨在让学生对机电系统有一个全面的认识和了解。
2. MATLAB Simulink简介介绍MATLAB Simulink的基本使用方法，包括模块的添加、参数的设置和仿真结果的显示等。
3. 机电系统建模使用MATLAB Simulink软件对机电系统进行建模，包括机械部分、电气部分及控制部分等。
4. 系统仿真利用所建立的机电系统模型进行系统仿真，包括控制器输出、系统响应等结果分析。
5. 结果分析对仿真结果进行对比分析，分析不同参数条件下系统的运行情况，找出系统的优化方案。
实践操作为了让学生更好地掌握机电系统动态仿真的基本原理和方法，本课程设计还包括以下的实践操作：1. 模型建立使用MATLAB Simulink工具箱，建立一个简单的机电系统模型。
2. 参数设置调整模型内参数，观察系统响应情况。
3. 仿真并分析结果执行仿真操作，对仿真结果进行分析，并尝试不同参数条件下系统的运行情况。
4. 优化方案结合分析结果，提出相应的优化方案，并重新设置参数进行仿真。
5. 实验报告整理实验数据、结果和分析，撰写实验报告。
实验环境本课程设计使用的软件工具为MATLAB Simulink，需要学生提前安装并掌握基本使用方法。
课程收获通过本课程的学习和实践操作，学生能够初步掌握机电系统动态仿真的基本原理和方法，了解MATLAB Simulink的基本使用方法，从而更好地理解机电系统的运行原理和优化方案。
同时，学生能够提高实际操作能力，加强分析和解决问题的能力。
详解MATLAB simulink通信系统建模与仿真 第六章ppt
等效为基带传输系统来研究。
什么是数字基带信号？ （1）基带信号：消息代码的电波形。 （2）数字：具有有限个电平状态。
数字终端
来源：
消息
数字调制
数字基带信号
数字频带信号 ASK/FSK/PSK信号
对比：数字基带信号 举例：PCM、ΔM信号
特点：信号含丰富的低频分量，甚至直流分量。
二、什么是数字基带传输系统？ （1）含义：不使用调制解调器而直接传输数字 基带信号的通信系统。如利用电传机在市内进行电 报通信、利用中继方式长距离传输PCM信号等。 （2）数字基带传输系统的基本结构（模型）：
6.2.2正交信号在AWGN信道下的 传输性能
考虑s0(t) 和 s1(t)是正交信号时，得
s0 (t ) 1,0 t Tb s (t ) 1,0 t Tb / 2 1 1, Tb / 2 t Tb
判决器将比较r0和r1，当r0>r1时，传输的是0。当 r0<r1时传输的是1。
10
0
二进制正交信号在AWGN信道下的误比特率性能 仿真结果 理论结果
10
-1
误比特率 Pe
10
-2
10
-3
10
-4
10
-5
0
2
4
6 Eb/N0
8
10
12
例6.3 用Simulink重新仿真例6.1
6.2.3双极性信号在AWGN信道下 的传输性能
当发送的是s0(t)时，相关器的输出r=Eb+n，当发 送的是s1(t)时，相关器的输出r=-Eb+n，最佳判决 器与阈值0相比较，若r>0,则判决s0(t)被发送，若 r<0，则判决s1(t)被发送。
第六章SIMULINK仿真基础
SIMULINK仿真基础
2013-9-15
本部分内容
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 SIMULINK简介 Simulink模块的操作 SIMULINK仿真的运行 Simpowersystems及其应用 子系统的创建和封装(补充)
引言
在工程实际中，控制系统的结构往往很复杂，如果不借助
Solver options（仿真算法选择）: 定步长支持的算法可在Fixed step size编辑框中指定步 长或选择auto，离散系统一般默认地选择定步长算法， 在实时控制中则必须选用定步长算法； 变步长支持的算法，对于连续系统仿真一般选择ode45 （四/五阶龙格-库塔法），步长范围使用auto项。
即
示波器:显示在仿真过程产生的信号波形。双击 该图标,弹出示波器窗如右图所示：
打开示波器属 性对话框
设置为浮动示波 器 把当前轴的设置 保存为该示波器 的缺省设置
分别管理X-Y、X 和Y轴向变焦
取当前窗中信号 最大、最小值为 纵坐标的上下限
示波器属性对话框
设置Y轴个数 设置显示的时间范围 选择轴的标注方法 确定显示频度(每隔n-1个数 据 点 显 示 一 次 ) 确定显示点的时间间隔(缺省 为 0 表 示 连 续 显 示 )
Discrete State-Space：离散状态空间系统模型
Discrete Transfer-Fcn：离散传递函数模型
First-Order Hold：一阶采样和保持器 Zero-Order Hold：零阶采样和保持器
Unit Delay：一个采样周期的延时
3、Function&Tables（函数和平台模块） --------function.mdl
电力系统的MATLABSIMULINK仿真与应用第6章
第6章 电力系统稳态与暂态仿真
6.1.5 LTI视窗
打开“LTI视窗”窗口如图6-6所示。该窗口中含有以下 内容： (1) “系统输入”(System inputs)列表框：列出电路状态 空间模型中的输入变量，选择需要用到LTI视窗的输入变量。 (2) “系统输出”(System outputs)列表框：列出电路状态 空间模型中的输出变量，选择需要用到LTI视窗的输出变量。 (3) “打开新的LTI视窗”(Open New LTI Viewer)按键： 产生状态空间模型并打开选中的输入和输出变量的LTI视窗。 (4) “打开当前LTI视窗”(Open in current LTI Viewer)按 键：产生状态空间模型并将选中的输入和输出变量叠加到当
(2) 改变仿真初始状态； (3) 进行潮流计算并对包含三相电机的电路进行初始化
设置；
(4) 显示阻抗的依频特性图；
第6章 电力系统稳态与暂态仿真
(5) 显示FFT分析结果；
(6) 生成状态—空间模型并打开“线性时不变系 统”(LTI)时域和频域的视窗界面； (7) 生成报表，该报表中包含测量模块、电源、非线性 模块和电路状态变量的稳态值，并以后缀名.rep保存； (8) 设计饱和变压器模块的磁滞特性。 6.1.1 主窗口功能简介 MATLAB提供的Powergui模块在SimPowerSystems库中， 图标如图6-1所示。
第6章 电力系统稳态口
第6章 电力系统稳态与暂态仿真
(3) “节点类型”(Bus type)下拉框：选择节点类型。对
于“PV节点”(P&V Generator)，可以设置电机的端口电压 和有功功率；对于“PQ节点”(P&Q Generator)，可以设置 电机的有功和无功功率；对于“平衡节点”(Swing Bus)， 可以设置终端电压UAN的有效值和相角，同时需要对有功 功率进行预估。 如果选择了非同步电机模块，则仅需要输入电机的机械 功率；如果选择了三相动态负荷模块，则需要设置该负荷消 耗的有功和无功功率。 (4) “终端电压UAB”(Terminal voltage UAB)文本框：对 选中电机的输出线电压进行设置(单位：V)。
第六章 Simulink
From File参数设置
传递函数(Transfer function) 参数设置
Numerator为分子多项式系数 Denominator为分母多项式系数
传递函数模块参数设置
示波器(Scope) 参数设置
Y坐标变焦 打开参数对话框 X-Y坐标变焦 X坐标变焦
纵坐标的 自动刻度
恢复保存 过的坐标 设置 浮动示波器 把当前的 坐标设置 保存
点击新建模型窗
Simulink库浏览器
一个例子：建构脉冲输出模型
一个例子：建构脉冲输出模型
2． 建构模型。 （1） 打开函数库的Sources模块库，选择信号源。 （2） 打开函数库的Sinks模块库，将scope模块拖到模 型建构窗口。 （3） 连接两个模块。 （4） 调整模块参数。
一个例子：建构脉冲输出模型
运用基本命令构建模型
(2) 信号线操作：
连接模块。 移动线段。 分割线段。 分支线段。
运用基本命令构建模型
（3）对模型的其他操作
模块参数的改变。 插入模块。 信号线标识。 分离模块。 复原操作。 对模型的注释。
常用的Source库信源模块
名称 功能 说明
Clock
（连续）仿真时 钟
输出每个仿真步 点的时刻
Zero-Order Hold
First-Order Hold Unit Delay
零阶保持器
一阶保持器 采样保持，延迟一个周期
正弦信号参数设置
Amplitude为正弦幅值（以A表 示） Bias为幅值偏移值 (以B表示) Frequency为正弦频率 (以w表 示) Phase为初始相角 (以p表示) Sample time为采样时间 正弦信号可表示为 A*sin(wt+p)+B
MATLAB课件第六章simulink仿真.ppt
1
MATLAB语言
本章目标
• 了解Simulink基本模块的性质 • 掌握系统仿真的方法
2
MATLAB语言
• 6.1 Simulink与系统仿真 • 6.2 Simulink的使用 • 6.3 Simulink的基本模块 • 6.4 功能模块的处理 • 6.5 设置仿真参数 • 6.6 观察Simulink的仿真结果 • 6.7 自定义功能模块
Delay
Zero-Pole
导数 积分器 状态空间 传递函数 传递延迟 可变传输延迟
零-极点
10
MATLAB语言
Discontinuites 库
Dead Zone
提供输出为0的区域
Quantizer量化器
以指定的间隙离散输入
Rate Limiter
限制信号的速度）
Relay
继电器
Saturation限幅器
Simulink模块库包含的子模块库
Continuous模块库，为仿真提供连续系统； Discontinuous模块库，非连续系统元件； Discrete模块库，为仿真提供离散元件； Math Operations模块库，提供数学运算功能元件； Model Verification模块库，模型验证库； Ports and Subsystems模块库，端口和子系统； Signals Attributes模块库，信号属性模块； Signals Routing模块库，提供用于输入、输出和控制的相
关信号及相关处理；
Sinks模块库，为仿真提供输出设备元件； Sources模块库，为仿真提供各种信号源； User-defined Functions模块库，用户自定义函数元件；
基于MATLABSimulinkSimPowerSystems的永磁同步电机矢量控制系统建模与仿真
基于MATLABSimulinkSimPowerSystems的永磁同步电机矢量控制系统建模与仿真一、本文概述随着电力电子技术和控制理论的快速发展，永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）因其高效率、高功率密度和优良的调速性能，在电动汽车、风力发电、机器人和工业自动化等领域得到了广泛应用。
然而，PMSM的高性能运行依赖于先进的控制系统，其中矢量控制（Vector Control, VC）是最常用的控制策略之一。
矢量控制，也称为场向量控制，其基本思想是通过坐标变换将电机的定子电流分解为与磁场方向正交的两个分量——转矩分量和励磁分量，并分别进行控制，从而实现电机的高性能运行。
这种控制策略需要对电机的动态行为和电磁关系有深入的理解，并且要求控制系统能够快速、准确地响应各种工况变化。
MATLAB/Simulink/SimPowerSystems是MathWorks公司开发的一套强大的电力系统和电机控制系统仿真工具。
通过Simulink的图形化建模环境和SimPowerSystems的电机及电力电子元件库，用户可以方便地进行电机控制系统的建模、仿真和分析。
本文旨在介绍基于MATLAB/Simulink/SimPowerSystems的永磁同步电机矢量控制系统的建模与仿真方法。
将简要概述永磁同步电机的基本结构和运行原理，然后详细介绍矢量控制的基本原理和坐标变换方法。
接着，将通过一个具体的案例，展示如何使用Simulink和SimPowerSystems进行永磁同步电机矢量控制系统的建模和仿真，并分析仿真结果，验证控制策略的有效性。
将讨论在实际应用中可能遇到的挑战和问题，并提出相应的解决方案。
通过本文的阅读，读者可以对永磁同步电机矢量控制系统有更深入的理解，并掌握使用MATLAB/Simulink/SimPowerSystems进行电机控制系统仿真的基本方法。
电力系统的MATLAB-SIMULINK仿真与应用6演示教学PPT文档163页
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
电力系统的MATLAB-SIMULINK仿真
与应用6演示教学
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让
matlab7从入门到精通-[中国IT联盟www.ciun.in]第6章 matlab - 讲义
![matlab7从入门到精通-[中国IT联盟www.ciun.in]第6章 matlab - 讲义](https://img.taocdn.com/s3/m/9326d5f9770bf78a65295401.png)
6.3.2 仿真结果分析 为了观察仿真结果的变化轨迹可以采用3种方法。 （1）把输出结果送给Scope模块或者XY Graph模块。 Scope模块显示系统输出量对于仿真时间的变化曲线，XY Graph模块显示送到该模块上的两个信号中的一个对另一 个的变化关系。 （2）把仿真结果送到输出端口并作为返回变量，然后使用 MATLAB命令画出该变量的变化曲线。 （3）把输出结果送到To Workspace模块，从而将结果直接 存入工作空间，然后用MATLAB命令画出该变量的变化曲 线。
（3）保存选项（Save options） 在保存选项栏中的“Format”下拉列表中有矩阵、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） output 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）
6.3.3 系统仿真实例 【例6.3】有初始状态为0的二阶微分方程 y" + 1.5y' + 10y = 2u'(t) + 10u(t)，其中u(t)是单位阶跃函数，试建立 系统模型并仿真。 方法1：用微分/积分器直接构造求解微分方程的模型。 把原微分方程改写为 y" = 2u' (t) + 10u(t) − 1.5y' − 10y u经微分作用得u'，y"经积分作用得y'，y'再经积分模块作用就得y，而u'、 u、y'和y经代数运算又产生y"，据此可以建立系统模型并仿真。 （1）利用Simulink模块库中的基本模块建立系统模型 （2）设置系统仿真参数。 在模型编辑窗口的 Simulation stop time栏把仿 真的停止时间设置为5。 （3）仿真操作。
了解MATLABSimulink进行系统建模与仿真
了解MATLABSimulink进行系统建模与仿真MATLAB Simulink是一款功能强大的工具，专门用于系统建模和仿真。
它可以帮助工程师和科研人员设计复杂的系统、开展仿真分析，并支持快速原型设计和自动生成可执行代码。
本文将详细介绍MATLAB Simulink的基本概念、系统建模与仿真流程，以及其在各个领域中的应用。
第一章：MATLAB Simulink简介MATLAB Simulink是MathWorks公司开发的一款图形化建模和仿真环境。
它包含了一系列模块，可以通过简单地拖拽和连接来模拟和分析复杂的系统。
Simulink中的模块代表不同的系统组件，例如传感器、执行器、控制器等。
用户可以通过连接这些模块来构建整个系统，并通过仿真运行模型以评估系统的性能。
第二章：系统建模基础系统建模是使用Simulink进行系统设计的关键步骤。
在建模之前，需要明确系统的输入、输出和所涉及的物理量。
Simulink提供了广泛的模块库，包括数学运算、信号处理、控制等，这些模块可以方便地应用到系统中。
用户可以选择合适的模块，并通过线连接它们来形成系统结构。
此外，Simulink还支持用户自定义模块，以满足特定的需求。
第三章：MATLAB与Simulink的联合应用MATLAB和Simulink是密切相关的工具，它们可以互相配合使用。
MATLAB提供了强大的数学计算和数据分析功能，可以用于生成仿真所需的输入信号，以及分析仿真结果。
同时，Simulink也可以调用MATLAB代码，用户可以在模型中插入MATLAB函数块，以实现更复杂的计算和控制逻辑。
第四章：系统仿真与验证系统仿真是利用Simulink来验证系统设计的重要步骤。
通过设置仿真参数和初始条件，用户可以运行模型来模拟系统的行为。
仿真可以包括不同的输入场景和工况，以验证系统在不同条件下的性能和稳定性。
Simulink提供了丰富的仿真分析工具，例如波形显示器、频谱分析等，可以帮助用户分析仿真结果并进行必要的调整。
第6章 数字基带传输 [详解MATLAB_Simulink通信系统建模与仿真]
![第6章 数字基带传输 [详解MATLAB_Simulink通信系统建模与仿真]](https://img.taocdn.com/s3/m/011b1d14f7ec4afe05a1df3d.png)
6.4 带限信道的信号传输
• 6.4.1 带限信道 • 6.4.2 带限信道信号无ISI的条件 • 6.4.3 带限信道信号传输的仿真
6.1 概述
数字基带传输系统
数字 基带信号
信道信号 形成器
GT( )
n(t)
信道 C( )
接收 滤波器
GR( )
同步 提取
抽样 判决器
6.2 二进制基带信号传输
6.2.1 二进制基带信号的最佳接收
信号相关器或匹配滤波器
6.2.1 二进制基带信号的最佳接收
6.2.1 二进制基带信号的最佳接收
6.4.2 带限信道信号无ISI的条件
第6章 数字基带传输
本章内容
6.1 概述 6.2 二进制基带信号传输
• 6.2.1 二进制基带信号的最佳接收 • 6.2.2 正交信号在AWGN信道下的传输性能 • 6.2.3 双极性信号在AWGN信道下的传输性能 • 6.2.4 单极性信号在AWGN信道下的传输性能
6.3 基带PAM信号传输
由相关器或匹配滤波器再加上一个幅度检测 器来实现
6.3.2 基带4-PAM信号在AWGN信道 下的最佳接收
6.4.1 带限信道
6.4.1 带限信道
6.4.2 带限信道信号无ISI的条件
6.4.2 带限信道信号无ISI的条件
6.4.2 带限信道信号无ISI的条件
6.4.2 带限信道信号无ISI的条件
6.2.2 正交信号在AWGN信道下的传 输性能
6.2.2 正交信号在AWGN信道下的 传输性能
第6章Simulink系统仿真原理
图6.2中h为积分步长。注意，此图以最简单的多边 形积分近似算法为例说明积分误差的计算，在实际中 具体的方法视连续求解器的不同而不同。如果积分误 差满足绝对误差或相对误差，则仿真继续进行；如果 不满足，则求解器尝试一个更小的步长，并重复这个 过程。当然，连续求解器在选择更小步长时采用的方 法也不尽相同。如果误差上限值的选择或连续求解器 的选择不适合待求解的连续系统，则仿真步长有可能 会变得非常小，使仿真速度变得非常慢。(用户需要注 意这一点。)
6.1 Simulink求解器概念
6.1.1 离散求解器 第3章中简单介绍了动态系统的模型及其描述，其
中指出，离散系统的动态行为一般可以由差分方程描 述。众所周知，离散系统的输入与输出仅在离散的时 刻上取值，系统状态每隔固定的时间才更新一次；而 Simulink对离散系统的仿真核心是对离散系统差分方程 的求解。
6.2 系统过零的概念与解决方案
6.1 节 中 对 Simulink 的 求 解 器 进 行 了 较 为 深 入 的 介 绍 。 Simulink求解器固然是系统仿真的核心，但Simulink对 动态系统求解仿真的控制流程也是非常关键的。 Simulink对系统仿真的控制是通过系统模型与求解器之 间建立对话的方式进行的：Simulink将系统模型、模块 参数与系统方程传递给Simulink的求解器，而求解器将 计算出的系统状态与仿真时间通过Simulink环境传递给 系统模型本身，通过这样的交互作用方式来完成动态系 统的仿真。
>> semilogy(tout(1:end–1,diff(tout)) % 绘制系统仿真时刻的一阶差分（即系统仿真步长），如
图6.7所示，其中常规步长为0.2 s， % 当发生过零的情况时，系统仿真步长自动缩小至约s
《MATLAB Simulink与控制系统仿真(第3版)》的课件 第6章 根轨迹分析法
n
m
k s Pj / s Zi
j 1
i 1
6.3.3 与根轨迹分析相关的MATLAB函数
在MATLAB中，对于如图6-1所示的n阶单输入单输出系统，采用 函数pzmap( ) 绘制系统零极点，通过输入“rlocus(GH)”可得根轨 迹图，它描绘了当开环增益K从0→变化时，闭环极点在复S平面 内的变化情况，即系统GH的180°根轨迹。MATLAB会计算出根 轨迹的n条分支，并以其选定的实轴和虚轴绘制图形。
6.3.4 根轨迹分析与设计工具rltool
rltool根轨迹设计GUI界面由以下几 个主要的部分组成。 （1）补偿器描述区：给出了当前 补偿器的结构，默认值为C(s)=1。 （2）反馈结构图区：给出当前系 统的整体框图，其中F为前滤波器， G为控制对象模型，C为补偿器，H 为反馈环节。 （3）根轨迹工具条：其中的按钮 用来增加或者删除补偿器的零极点， 还可以通过鼠标完成零极点的摆放。 绘图区：用于显示系统的根轨迹。
若能掌握根轨迹图的一般作图规则，那么画已知系统的根轨迹将 会变成一件容易的工作。利用MATLAB产生根轨迹是一件非常简 单的事情，若有手工画根轨迹的经验，那么对于理解MATLAB产 生的根轨迹图，并迅速获得根轨迹的基本概念，都将是非常有益 的。
6.3 根轨迹法基础
6.3.1 幅值条件和相角条件
6.3.2 绘制根轨迹的一般法则
利用matlab产生根轨迹是一件非常简单的事情若有手工画根轨迹的经验那么对于理解matlab产生的根轨迹图并迅速获得根轨迹的基本概念都将是非常有益6363根轨迹法基础根轨迹法基础631幅值条件和相角条件632632绘制根轨迹的一般法则绘制根轨迹的一般法则633633与根轨迹分析相关的与根轨迹分析相关的matlabmatlab函数函数在matlab中对于如图61所示的n阶单输入单输出系统采用函数pzmap绘制系统零极点通过输入rlocusgh可得根轨迹图它描绘了当开环增益k从0变化时闭环极点在复s平面内的变化情况即系统gh的180根轨迹
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
获得控制系统的瞬态响应和稳态响应 对系统的瞬态和稳态性能分析 根轨迹绘制和分析
参见书124页6.1节和249页的8.2节
6.1 系统的时域分析
时域分析法是研究系统对典型输入的时间响 应曲线，常用的输入信号有：
阶跃信号step 脉冲信号impulse 任一信号arbitrary inputs
1. step():
计算系统对单位阶跃输入的响应
y=step(num,den) step(num,den) [y,t,x]=step(num,den,t)
[y,t,x] = step(num,den,t)
y(t)=时间输出响应 x(t)=时间状态响应 the state trajectory x t=仿真时间
使用help step命令，了解函数的调用方法。
step(sys) t = 0:dt:Tfinal step(sys,t) step(sys1,sys2,...,sysN) step(sys1,sys2,...,sysN,t) step(sys1,'PlotStyle1',...,sysN,'PlotStyleN') [y,t,x] = step(sys)
x0=初始 状态
[y,t,x]=lsim(sys,u,t,x0)
y(t)=时间输出响应 x(t)=时间状态响应 sys=系统 模型 u=输入 t=计算信号 响应时间
例6-3
close t=[0:0.1:10]; num=[1]; zeta=0.4;
系统对斜坡输入的响应 G=1/(s2+2s+1)
t=计算阶跃 响应时间
G(s)=num/den
step的其他调用形式
无左边参数调用，绘制仿真计算图形。
step(sys);step(sys,t);step(sys1,sys2,…,t)
有左边参数调用，返回仿真计算结果。
y=step(sys,t) [y,t]=step(sys) [y,t,x]=step(sys)
例6-1
例6-1
mesh(y)
mesh(flipud(y),[-100 20])
2. impulse()
计算系统对单位脉冲输入的响应
调用方法与step()函数类似，用help impulse命令例了解 其调用规则 y=impulse(num,den) impulse(num,den) t=计算脉冲 [y,t,x]=impulse(num,den,t)
[y,t,x]=impulse(num,den,t)
y(t)=时间输出响应 x(t)=时间状态响应 t=仿真时间 G(s)=num/den
响应时间
例6-2 分析系统的脉冲响应
num=1;y=zeros(200,1);i=0;
for bc=0.1:0.1:1
den=[1,2*bc,1];t=[0:0.1:19.9]';sys=tf(num,den); i=i+1;y(:,i)=impulse(sys,t); end plot(y) legend('zeta=0.1','zeta=0.2','zeta=0.3','zeta=0.4','zeta=0.5','zeta =0.6','zeta=0.7','zeta=0.8','zeta=0.9','zeta=1.0',-1)
den=[1 2*zeta 1];
u=t; %单位斜坡输入 y=lsim(num,den,u,t); plot(t,y,'b-',t,u,'r:'); legend('zeta=0.4','u=t',0)
6.2 系统动态及稳态性能的时域分析 1. 稳定性分析MATLAB实现的方法
MATLAB提供了直接求取系统所有零极点的函数，因此 可以直接根据零极点的分布情况对系统的稳定性及是否 为最小相位系统进行判断。
roots()、 pzmap()
已知开环传函
对系统闭环稳定性判别
[n1,d1]=zp2tf(z,p,k) n1 = 0 d1 =
1 P= 1 21 120 200
100( s 2) G( s) s( s 1)(s 20)
x0=初始状态
a = [-0.5572 -0.7814;0.7814 0]; c = [1.9691 6.4493]; x0 = [1 ; 0]; sys = ss(a,[],c,[]); initial(sys,x0)
lsim()计算系统对任意输入的响应
[y,t,x]=lsim(sys,u,t,x0) y=lsim(sys,u,t) lsim(sys,u,t)
a = [-0.5572 -0.7814;0.7814 0]; b = [1 -1;0 2]; c = [1.9691 6.4493]; sys = ss(a,b,c,0);
例6-1
G=1/(s2+2s+1)
num=1;y=zeros(200,1);i=0;for bc=0. Nhomakorabea:0.1:1
den=[1,2*bc,1];sys=tf(num,den);t=[0:0.1:19.9]; i=i+1;y(:,i)=step(sys,t); end plot(y) legend('zeta=0.1','zeta=0.2','zeta=0.3','zeta=0.4','zeta=0.5','zeta =0.6','zeta=0.7','zeta=0.8','zeta=0.9','zeta=1.0',-1)
例6-2
mesh(flipud(y),[-100 20])
3. 其他输入下的时域响应
sys=系统模型
initial() 零输入响应 [y,t,x]=initial(sys,x(0)) help initial命令了解命令的使用方法。
initial(sys,x0) initial(sys,x0,t) initial(sys1,sys2,...,sysN,x0) initial(sys1,sys2,...,sysN,x0,t) initial(sys1,'PlotStyle1',...,sysN,'PlotStyleN',x0) [y,t,x] = initial(sys,x0)