m序列Simulink仿真实现
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
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基于Simulink的m序列仿真分析

[收稿日期]2014-04-25 [作者简介]刘亚娟(1980-),女,硕士,讲师,现主要从事通信技术方面的教学与研究工作。
基于Simulink的m序列仿真分析 刘亚娟 (宜宾学院物理与电子工程学院,四川宜宾644000)[摘要]在研究m序列基本原理和特性的基础上,利用Simulink搭建了一个二进制码序列的功率谱分析平台和一个针对数字信号的误码仿真分析系统,分别对m序列功率谱和误码率进行了仿真分析。
仿真平台中随机二进制码序列由Bernoulli binary generator产生,上半部直接对信号发生器产生的信号进行功率谱分析;下半部中先对信号发生器产生的数字信号进行m序列的加扰,使其“1”和“0”码的出现概率相等,再进行功率谱分析。
误码仿真分析系统中,将信号发生器产生的随机数字信号(满足Bernoulli分布)和加扰的数字信号分别通过一个BPSK调制传输系统,信道噪声为加性高斯白噪声。
仿真结果表明,利用m序列加扰的数字信号其功率谱更加平稳;信号发生器产生的随机数字信号要比加扰的数字信号具有更好的抗干扰性,在实际应用中,为了提高信号的抗干扰能力,最好利用m序列对其信源产生的数字信号进行加扰,让信号呈现伪随机特性。
[关键词]m序列;Simulink;功率谱;误码率[中图分类号]TN929.5[文献标志码]A [文章编号]1673-1409(2014)22-0052-03 图1 n级线性反馈移位寄存器m序列(具有最长周期的线性反馈移位寄存器序列)是目前广泛应用的一种伪随机序列,其在通信领域有着广泛的应用,如扩频通信,数字数据加密、加扰、同步,信道误码率测量等领域。
对于一个n级线性反馈移位寄存器(见图1)来说,最多可以有2n-1个状态,所以一个n级线性反馈移位寄存器的序列的最长周期为2n-1。
m序列中“1”和“0”码的出现概率大致相等,“1”码的出现次数只比“0”码的多1次,故常把m序列称为伪随机序列。
Simulink仿真入门到精通(八)M语言对Simulink模型的自动化操作及配置

Simulink仿真⼊门到精通(⼋)M语⾔对Simulink模型的⾃动化操作及配置8.1 M语⾔控制模型的仿真M语⾔与Simulink结合的⽅式:在Simulink模型或模块中使⽤回调函数在M语⾔中调⽤与模型相关的命令,控制模型的建⽴,设置模块的属性,增删信号线,以及运⾏模型仿真等为了调⽤和操作Simulink模型,M语⾔中最常⽤的函数有sim、set_param、get_param。
8.1.1 sim控制模型仿真及参数配置(1)simOut=sim('model','ParameterName1',value1,'ParameterName2',value2,...);对名为model的模型进⾏仿真,仿真时将其参数通过[参数名,参数值]的⽅式进⾏配置。
simOut是⼀个Simulink.SimulationOutput对象,包含了仿真的输出:仿真采样时间、状态值和信号值。
sim_out=sim('mymodel','SimulationMode','Normal','stoptime','30');(2)simOut=sim('model',ParameterStruct);仿真时通过结构体变量配置参数。
param_struct=struct('SimulationMode','Normal','stoptime','30');sim_out=sim('mymodel',param_struct);(3)simOut=sim('model',ConfigSet);仿真时通过配置集合来配置参数。
getActiveConfigSet() %获取模型的配置集合变量attachConfigSet() %绑定参数配置集合到模型setActiveConfigSet() %激活模型的某个参数配置对ConfigSet对象进⾏参数获取/设定也使⽤set_param()/get_param()。
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。
Simulink仿真AM调制解调系统

大连理工大学实验报告学院(系):专业:班级:姓名:学号:组:实验时间:实验室:实验台:指导教师签字:成绩:实验名称: Simulink 仿真 AM 调制解调系统一、实验程序和结果:利用 matlab 中的 simulink功能,对系统进行仿真。
1.语音信号的调制与解调( 1)各部分参数设计:①输入的调制信号:调制信号的频率为20Hz,载波信号的频率为200Hz,二者的采样频率均为1000Hz,满足采样频率的要求。
② 随机信号模拟的干扰:在实际仿真时,随机信号模拟信道的干扰信号,但在进行仿真时,并无图像输出。
大概设置存在问题。
③ 带通滤波器的参数设置:滤波器为带通滤波器,下限通带频率为 150Hz,阻带频率为 100Hz ;上限通带频率为 250Hz,阻带频率为300Hz.采样频率为 1000Hz.④ 低通滤波器:低通滤波器的上限通带截止频率为25Hz,阻带频率为30Hz;采样频率为1000Hz。
( 3)各处时域频域波形:A.调制信号:时域图像:频域图像:时域波形:频域波形:C.调制后信号波形:时域波形:频域波形:D.加入噪声后图像:时域波形:频域波形:E.带通滤波器后信号图像:时域波形:频域波形:F.通过低通滤波器后信号图像:时域波形:频域波形:2、结果分析该系统使用乘法器对低频信号进行幅度调制,用低频信号u 控制高频载波u0 的幅度。
再利用想干解调的方法将原信号还原。
由输出波形可知,该系统基本实现了预定的功能。
但加噪声后的波形输出幅度波动较大,原因是带通滤波器对噪声的滤波效果不理想,导致解调后的波形含有剩余的噪声分量,主要是f0 附近的噪声对波形造成了影响。
二、自选系统的系统函数为H(s)=(s^2+8s+10)/(s^2+5s+4)。
( 1)系统框图:采用冲击信号作为输入(幅度为1),仿真信号进过系统后的单位冲击响应。
( 3)输入信号时域波形:输出信号时域波形:。
simulink仿真与m函数

simulink仿真与m函数
Simulink是一个用于建模、仿真和分析动态系统的工具,而M 函数则是一种在Simulink中使用的自定义函数。
在Simulink中,可以使用M函数来实现特定的功能或算法,以便在模型中进行复杂的计算或处理。
M函数可以通过MATLAB语言编写,然后在Simulink 模型中调用和使用。
在Simulink中进行仿真时,M函数可以用于实现特定的计算、控制逻辑或者其他复杂的功能。
这些函数可以在Simulink模型中作为子系统进行调用,从而实现对系统行为的精确建模和仿真。
M函数可以帮助用户将复杂的算法或逻辑模块化,使得模型更加清晰和易于维护。
另外,Simulink还提供了许多内置的仿真工具和模块,用户可以直接使用这些工具来进行仿真分析。
但是对于一些复杂的功能或特定的算法,M函数可以提供更灵活和定制化的解决方案。
通过编写M函数,用户可以根据自己的需求来实现特定的功能,从而扩展Simulink的仿真能力。
总的来说,Simulink仿真与M函数密切相关,M函数可以为
Simulink模型提供额外的功能和灵活性,帮助用户更好地建模和仿真复杂的动态系统。
通过合理地使用M函数,用户可以更好地理解系统行为,优化控制策略,并进行深入的仿真分析。
MATLAB使用Simulink 进行建模与仿真方法

方法/步骤
第一步:我们打开MATLAB软件,然后 在命令窗口中输入simulink或点击左 上角的【新建】,然后选择 【simulink Model】,如下图所示。
方法/步骤
第二步:此时将进入如下图所示的 Simulink界面,我们点击工具栏中的 【Library Browser】,如下图所示。
方法/步骤
第五步:基本的仿真模型需要信号发 生装置,我们可以选择如下图所示的 各种信号发生器,如正弦波信号发生 器,我们将其拖动到仿真模型框图。
方法/步骤
第六步:有了信号发生装置,作为一 个合理的仿真模型则必有信号接收与 显示装置,如下图所示,我们可以选 择Scope进行波形显示。
方法/步骤
第七步:我们选择好基本的输入输出 装置后,如下图所示,我们在仿真模 型框图中布局好装置位置并进行连线。
方法/步骤
第八步:仿真模型连线完毕后,检查 无误后我们就可以按下【Run】按钮, 运行我们的仿真程序了,如下图所示, 我们可以在显示器件中观察仿真结果, 并进行模型调整与修改。
注意事项
Simulink是 MATLAB很强大的系统建模、仿真和分析功能组件,上述方法、步骤只介绍了使用 Simulink搭建最基础的输入输出模型。
参考资料:Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析
《Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析》是2008年清华大学出版的一本图书,作者是 邵玉斌。
参考资料:基于matlab/simulink的通信系统建模与仿真(十三五)
《基于matlab/simulink的通信系统建模与仿真(十三五)》是2017年10月北京航空航天大学出 版社出版的图书,作者张瑾,周原,姚巧鸽,赵静。本书以MATLAB R2016a为平台,通过大量的 MATLAB、Simulink仿真实例,加深读者对通信系统原理的理解。
如何使用MATLABSimulink进行动态系统建模与仿真

如何使用MATLABSimulink进行动态系统建模与仿真如何使用MATLAB Simulink进行动态系统建模与仿真一、引言MATLAB Simulink是一款强大的动态系统建模和仿真工具,广泛应用于各个领域的工程设计和研究中。
本文将介绍如何使用MATLAB Simulink进行动态系统建模与仿真的方法和步骤。
二、系统建模1. 模型构建在MATLAB Simulink中,可以通过拖拽模块的方式来构建系统模型。
首先,将系统的元件和子系统模块从库中拖拽到模型窗口中,然后连接这些模块,形成一个完整的系统模型。
2. 参数设置对于系统模型的各个组件,可以设置对应的参数和初始条件。
通过双击模块可以打开参数设置对话框,可以设置参数的数值、初始条件以及其他相关属性。
3. 信号连接在模型中,各个模块之间可以通过信号连接来传递信息。
在拖拽模块连接的同时,可以进行信号的名称设置,以便于后续仿真结果的分析和显示。
三、系统仿真1. 仿真参数设置在进行系统仿真之前,需要设置仿真的起止时间、步长等参数。
通过点击仿真器界面上的参数设置按钮,可以进行相关参数的设置。
2. 仿真运行在设置好仿真参数后,可以点击仿真器界面上的运行按钮来开始仿真过程。
仿真器将根据设置的参数对系统模型进行仿真计算,并输出仿真结果。
3. 仿真结果分析仿真结束后,可以通过查看仿真器界面上的仿真结果来分析系统的动态特性。
Simulink提供了丰富的结果显示和分析工具,可以对仿真结果进行绘图、数据处理等操作,以便于对系统模型的性能进行评估。
四、参数优化与系统设计1. 参数优化方法MATLAB Simulink还提供了多种参数优化算法,可以通过这些算法对系统模型进行优化。
可以通过设置优化目标和参数范围,以及定义参数约束条件等,来进行参数优化计算。
2. 系统设计方法Simulink还支持用于控制系统、信号处理系统和通信系统等领域的特定设计工具。
通过这些工具,可以对系统模型进行控制器设计、滤波器设计等操作,以满足系统性能要求。
simulink仿真过程

simulink仿真过程Simulink求解器Simulink仿真过程Simulink 模型的执⾏分⼏个阶段进⾏。
⾸先进⾏的是初始化阶段,在此阶段,Simulink 将库块合并到模型中来,确定传送宽度、数据类型和采样时间,计算块参数,确定块的执⾏顺序,以及分配内存。
然后,Simulink 进⼊到“仿真循环”,每次循环可认为是⼀个“仿真步”。
在每个仿真步期间,Simulink 按照初始化阶段确定的块执⾏顺序依次执⾏模型中的每个块。
对于每个块⽽⾔,Simulink 调⽤函数来计算块在当前采样时间下的状态,导数和输出。
如此反复,⼀直持续到仿真结束。
下图所⽰为⼀个仿真的步骤:Simulink求解器分类Simulink求解器可分为两⼤类:变步长求解器和定步长求解器。
也可细分为:连续求解与离散求解、隐式求解与显式求解、单步求解与多步求解以及单阶式与变阶式求解。
(1)定步长与变步长求解器定步长求解器的仿真步长为定制,没有误差控制机制;变步长求解器在仿真过程中需要计算仿真步长,通过增加/减⼩步长来满⾜所设定的误差宽容限。
在⽣成实时运算代码时,必须使⽤定步长求解器,若不打算配置模型代码⽣成,求解器的选择根据建⽴模型⽽定。
通常,变步长求解器可以减少仿真时间,定步长求解步长越⼩,仿真精度越⾼,故在同样仿真精度要求下,在采⽤定步长求解器进⾏仿真时,整个仿真过程必须采⽤变步长求解器中的最⼩步长。
(2)连续与离散求解器在定步长与变步长求解器中均有连续与离散求解器。
连续与离散求解器都是依靠模块来计算所有离散状态值。
定义离散状态的模块负责在每个步长的时间点计算离散状态值,连续求解器是通过数值积分来计算定义连续状态的模块的状态值。
在选择求解器时,必须先确定模型中是否需要离散求解器。
在模型中若没有连续状态模块,求解器采⽤连续、离散均可,若有连续状态模型必须采⽤连续求解器。
(3)显式与隐式求解器隐式求解器的应⽤主要解决模型中的刚性问题,显式求解器应⽤解决⾮刚性问题。
matlab simulink仿真

③设置模块参数并进行连接各模块组成仿
真系统。双击Fcn模块,打开对话框,在 Expression栏中输入u*log(1+u),如下图 所示。其余模块参数不用设置。 设置模块参数后,用线将各模块连接起来 组成仿真模型,如下图
④设置系统仿真参数。单击模型窗口中的 Simulation菜单中的Simulation Parameters选项,打开仿真参数设置对话 框,选择Solver选项。在Start time和Stop time两个框中分别设置起始为0,停止为1s。 把算法选择中的Type设为Fixed-step,并 在具体算法选择框中选择ode5(DormandPrince),再把Fixed step size设为0.001s。 (固定步长)
Simulink模块库简介
• 在Matlab的命令窗口中键入Simulink或 在Matlab的工具栏中单击 按钮 , 可以打开Simulink的模块库,其界面又 称为模块库浏览器。
模 块 库
信 号 源 模 块 组
Sources
连 续 模 块 组
Continuous
离 散 模 块 组
Discrete
Simulink模型举例
• 例1 设系统的微分方程为:
x1 x 2 t 0 .5 t x2 x2 e
• 试建立系统仿真模型。
• 微分方程中的系统是时间t的函数,t由信号 源模块库(Sources)中的时钟模块(Clock)提 供,用数学运算模块库(Math Operation)中 的数学函数模块(Math Function)产生,再配 合以Sources库中的常数模块(Constant)、 Math Operations库中的乘积模块(Product) 和连续系统模块库(Continuous)中的积分模 块(Integrator)等,就可以建立系统模型。关 于输出可以用输出模块库(Sinks)中的输出端 口模块(Out),也可以用Scope模块等等。
实验报告5Simulink仿真[推荐五篇]
![实验报告5Simulink仿真[推荐五篇]](https://img.taocdn.com/s3/m/938234db5ff7ba0d4a7302768e9951e79b896917.png)
实验报告5Simulink仿真[推荐五篇]第一篇:实验报告 5 Simulink仿真实验五 Simulink仿真(一)一、实验目的1、熟悉Simulink仿真环境2、了解Simulink基本操作3、了解Simulink系统建模基本方法3、熟悉Simulink仿真系统参数设置和子系统封装的基本方法二、实验内容1、在matlab命令窗口中输入simulink,观察其模块库的构成;2、了解模块库中常用模块的使用方法;3、已知单位负反馈系统的开环传递函数为G=100s+2s(s+1)(s+20)建立系统的模型,输入信号为单位阶跃信号,用示波器观察输出。
4、建立一个包含Gain、Transfer Fcn、Sum、Step、Sine Wave、Zero-Pole、Integrator、Derivative等模块构成的自定义模块库Library1;5、建立如图7-12所示的双闭环调速系统的Simulink的动态结构图,再把电流负反馈内环封装为子系统,建立动态结构图。
三、实验结果及分析:图5-1图5-2图5-3图5-4双闭环调速系统的Simulink的动态结构图图5-5把电流负反馈内环封装为子系统的动态结构图双击Subsystem模块,编辑反馈电流环Subsystem子系统,如图5-6所示:图5-6分析:Simulink是Mathworks开发的MATLAB中的工具之一,主要功能是实现动态系统建模、仿真与分析。
可以在实际系统制作出来之前,预先对系统进行仿真与分析,并可对系统做适当的适时修正或按照仿真的最佳效果来调试及整定控制系统的参数,达到提高系统性能。
减少涉及系统过程中的反复修改的时间、实现高效率地开发系统的目标。
Simulink提供了建模、分析和仿真各种动态系统的交互环境,包括连续系统、离散系统和混杂系统,还提供了采用鼠标拖放的方法建立系统框图模型的图形交互界面。
第二篇:仿真实验报告仿真软件实验实验名称:基于电渗流的微通道门进样的数值模拟实验日期:2013.9.4一、实验目的1、对建模及仿真技术初步了解2、学习并掌握Comsol Multiphysics的使用方法3、了解电渗进样原理并进行数值模拟4、运用Comsol Multiphysics建立多场耦合模型,加深对多耦合场的认识二、实验设备实验室计算机,Comsol Multiphysics 3.5a软件。
matlab的simulink仿真建模举例

matlab的simulink仿真建模举例Matlab的Simulink仿真建模举例Simulink是Matlab的一个工具包,用于建模、仿真和分析动态系统。
它提供了一个可视化的环境,允许用户通过拖放模块来构建系统模型,并通过连接和配置这些模块来定义模型的行为。
Simulink是一种功能强大的仿真平台,可以用于解决各种不同类型的问题,从控制系统设计到数字信号处理,甚至是嵌入式系统开发。
在本文中,我们将通过一个简单的例子来介绍Simulink的基本概念和工作流程。
我们将使用Simulink来建立一个简单的电机速度控制系统,并进行仿真和分析。
第一步:打开Simulink首先,我们需要打开Matlab并进入Simulink工作环境。
在Matlab命令窗口中输入"simulink",将会打开Simulink的拓扑编辑器界面。
第二步:创建模型在拓扑编辑器界面的左侧,你可以看到各种不同类型的模块。
我们将使用这些模块来构建我们的电机速度控制系统。
首先,我们添加一个连续模块,代表电机本身。
在模块库中选择Continuous中的Transfer Fcn,拖动到编辑器界面中。
接下来,我们添加一个用于控制电机速度的控制器模块。
在模块库中选择Discrete中的Transfer Fcn,拖动到编辑器界面中。
然后,我们需要添加一个用于输入参考速度的信号源模块。
在模块库中选择Sources中的Step,拖动到编辑器界面中。
最后,我们添加一个用于显示模拟结果的作用模块。
在模块库中选择Sinks 中的To Workspace,拖动到编辑器界面中。
第三步:连接模块现在,我们需要将这些模块连接起来以定义模型的行为。
首先,将Step模块的输出端口与Transfer Fcn模块的输入端口相连。
然后,将Transfer Fcn模块的输出端口与Transfer Fcn模块的输入端口相连。
接下来,将Transfer Fcn模块的输出端口与To Workspace模块的输入端口相连。
利用Matlab和Simulink进行系统仿真设计

实验三 利用Matlab 和Simulink 进行系统仿真设计一.实验目的通过实验对一个汽车运动控制系统进行实际设计与仿真,掌握控制系统性能的分析和仿真处理过程,熟悉用Matlab 和Simulink 进行系统仿真的基本方法。
二. 实验设备个人计算机,Matlab 软件。
三. 实验准备预习本实验相关说明,复习PID 控制器的原理和作用,明确汽车运动控制系统问题的描述及其模型表示,编写本次仿真练习的相应程序。
四. 实验说明本实验是对一个汽车运动控制系统进行实际设计与仿真,其方法是先对汽车运动控制系统进行建摸,然后对其进行PID 控制器的设计,建立了汽车运动控制系统的模型后,可采用Matlab 和Simulink 对控制系统进行仿真设计。
注意:设计系统的控制器之前要观察该系统的开环阶跃响应,采用阶跃响应函数step( )来实现,如果系统不能满足所要求达到的设计性能指标,需要加上合适的控制器。
然后再按照仿真结果进行PID 控制器参数的调整,使控制器能够满足系统设计所要求达到的性能指标。
五. 实验内容1. 问题的描述如下图所示的汽车运动控制系统,设该系统中汽车车轮的转动惯量可以忽略不计,并且假定汽车受到的摩擦阻力大小与汽车的运动速度成正比,摩擦阻力的方向与汽车运动的方向相反,这样,该汽车运动控制系统可简化为一个简单的质量阻尼系统。
根据牛顿运动定律,质量阻尼系统的动态数学模型可表示为:⎩⎨⎧==+v y u bv v m 系统的参数设定为:汽车质量m =1000kg ,比例系数b =50 N ·s/m ,汽车的驱动力u =500 N 。
根据控制系统的设计要求,当汽车的驱动力为500N 时,汽车将在5秒内达到10m/s 的最大速度。
由于该系统为简单的运动控制系统,因此将系统设计成10%的最大超调量和2%的稳态误差。
这样,该汽车运动控制系统的性能指标可以设定为:上升时间:t r <5s ;最大超调量:σ%<10%;稳态误差:e ssp <2%。
simulink-matlab仿真教程

simulink matlab仿真环境教程Simulink是面向框图的仿真软件。
演示一个Simulink的简单程序【例1.1】创建一个正弦信号的仿真模型。
步骤如下:(1) 在MATLAB的命令窗口运行simulink 命令,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,如图1.1所示。
图7.1 Simulink界面(2) 单击工具栏上的图标或选择菜单“File”——“New”——“Model”,新建一个名为“untitled”的空白模型窗口。
(3) 在上图的右侧子模块窗口中,单击“Source”子模块库前的“+”(或双击Source),或者直接在左侧模块和工具箱栏单击Simulink下的Source子模块库,便可看到各种输入源模块。
(4) 用鼠标单击所需要的输入信号源模块“Sine Wave”(正弦信号),将其拖放到的空白模型窗口“untitled”,则“Sine Wave”模块就被添加到untitled窗口;也可以用鼠标选中“Sine Wave”模块,单击鼠标右键,在快捷菜单中选择“add to 'untitled'”命令,就可以将“Sine Wave”模块添加到untitled窗口,如图1.2所示。
(5)用同样的方法打开接收模块库“Sinks”,选择其中的“Scope”模块(示波器)拖放到“untitled”窗口中。
(6) 在“untitled”窗口中,用鼠标指向“Sine Wave”右侧的输出端,当光标变为十字符时,按住鼠标拖向“Scope”模块的输入端,松开鼠标按键,就完成了两个模块间的信号线连接,一个简单模型已经建成。
如图1.3所示。
(7) 开始仿真,单击“untitled”模型窗口中“开始仿真”图标,或者选择菜单“Simulink”——“Start”,则仿真开始。
双击“Scope”模块出现示波器显示屏,可以看到黄色的正弦波形。
simulink建模及动态仿真的一些实验步骤

simulink建模及动态仿真的一些实验步骤Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具,可以用于动态系统建模、仿真和分析。
以下是一些Simulink建模及动态仿真的实验步骤:启动Simulink:首先,需要打开MATLAB,然后在MATLAB 的命令窗口中输入“simulink”命令,或者点击工具栏中的Simulink 图标来启动Simulink。
新建模型:在Simulink的启动界面中,可以选择“Blank Model”来新建一个空白的模型。
也可以选择其他预设的模型模板来开始建模。
构建系统模型:在新建的模型窗口中,可以通过从Simulink 的模块库中拖拽模块到模型窗口中来构建系统模型。
模块库中包含了各种类型的模块,如源模块、接收模块、处理模块等。
将这些模块按照系统的结构和功能连接起来,形成一个完整的系统模型。
设置模块参数:对于模型中的每个模块,都可以双击打开其参数设置对话框,设置其参数和初始条件。
这些参数和初始条件将决定模块在仿真中的行为。
设置仿真参数:在模型窗口的工具栏中,可以点击“Simulation”->“Model Configuration Parameters”来打开仿真参数设置对话框。
在这个对话框中,可以设置仿真的起始和结束时间、仿真步长、求解器类型等参数。
开始仿真:完成以上步骤后,可以点击模型窗口工具栏中的“Run”按钮来开始仿真。
在仿真过程中,可以实时观察模型中各个模块的状态和输出。
分析结果:仿真结束后,可以使用Simulink提供的各种分析工具来分析仿真结果。
例如,可以使用示波器模块来显示仿真过程中某个模块的输出波形,也可以使用MATLAB的工作空间来查看和处理仿真数据。
以上步骤是一个基本的Simulink建模和动态仿真的过程。
在实际使用中,可能还需要根据具体的需求和系统特点进行一些额外的设置和调整。
MatlabSimulink仿真步骤
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MatlabSimulink仿真步骤MATLAB基础与应⽤简明教程张明等编著北京航空航天⼤学出版社(2001.01)MATLAB软件环境是美国New Mexico⼤学的Cleve Moler博⼠⾸创的,全名为MATrix LABoratory(矩阵实验室)。
它建⽴在20世纪七⼋⼗年代流⾏的LINPACK(线性代数计算)和ESPACK(特征值计算)软件包的基础上。
LINPACK和ESPACK软件包是从Fortran语⾔开始编写的,后来改写为C语⾔,改造过程中较为复杂,使⽤不便。
MATLAB是随着Windows环境的发展⽽迅速发展起来的。
它充分利⽤了Windows环境下的交互性、多任务功能语⾔,使得矩阵计算、数值运算变得极为简单。
MATLAB语⾔是⼀种更为抽象的⾼级计算机语⾔,既有与C语⾔等同的⼀⾯,⼜更为接近⼈的抽象思维,便于学习和编程。
同时,它具有很好的开放性,⽤户可以根据⾃⼰的需求,利⽤MATLAB提供的基本⼯具,灵活地编制和开发⾃⼰的程序,开创新的应⽤。
本书重点介绍了MATLAB的矩阵运算、符号运算、图形功能、控制系统分析与设计、SimuLink仿真等⽅⾯的内容。
Chap1 MATLAB⼊门与基本运算本章介绍MATLAB的基本概念,包括⼯作空间;⽬录、路径和⽂件的管理⽅式;帮助和例题演⽰功能等。
重点介绍矩阵、数组和函数的运算规则、命令形式,并列举了可能得到的结果。
由于MATLAB的符号⼯具箱是⼀个重要分⽀,其强⼤的运算功能在科技领域有特殊的帮助作⽤。
1.1 MATLAB环境与⽂件管理1.2 ⼯作空间与变量管理1.2.1 建⽴数据x1=[0.2 1.11 3]; y1=[1 2 3;4 5 6]建⽴⼀维数组x1和⼆维矩阵y1。
分号“;”表⽰不显⽰定义的数据。
MATLAB还提供了⼀些简洁⽅式,能有规律地产⽣数组:xx=1:10 %xx从1到10,间隔为1xx=-2:0.5:1 %xx从-2到1,间隔为0.5linespace命令等距离产⽣数组,logspace在对数空间中等距离产⽣数组。
Simulink环境下M序列的仿真

Smuik是 MA L B 中的一种可视化仿真工具,是一 i l n TA
种基 于 MA L B的框 图设 计环境 ,是实现 动态 系统建模 、 TA 仿 真和分析 的一个软件 包, 广泛应用于线性 系统 、 被 非线性
扩展频谱通信的原理 是将待传送 的信息数据被 伪随机 编码也就是扩频序列调制, 实现频谱扩展 以后再在信道 中传 输; 收端则采用与发送端完全相 同的编码进行解调和相关 接
( p r n fT l o Deat t e cmmu iao nier g S an i nvri T cn lg ,S an i nh n 2 0 3 me o e nct nE gnei , ha x U ie t o eh ooy hax zo g73 0 ) i n sy f Ha
供 了一个 建立模型方 块 图的图形用户接 口( i ) 这个创建 Gn ,
处理, 从而恢复 原始 的信息数据 。从扩频通信的原理 中可以
看 出, 在实现通信前先要采用扩频码序列调 制方式 Nhomakorabea宽信号
频谱 。 我们知道, 时间上有 限的信号 , 在 其频谱是 无限的 。 例 如很窄的脉冲信号, 其频 潜则很宽 。信号的频带宽度与其持
—
一
S m l t o f h - e u n e n h i u n n i o m n i u a i n o t e M s q e c i t e S m l k E v r n e t i
吴 燕
W uY a h
塞
( 陕西理 工学 院电信工程 系, 陕西 汉 中 7 3 0 ) 2 0 3
K y r s S r a p cr m; —e u n e S mu ik S mu ai n e wo d : p d S e tu M s q e c ; i l ; i l t e n o
m序列Simulink仿真实现

m序列Simulink仿真Verilog实现1. 4阶m序列生成器Simulink模型如下:其中,可以在Unit Delay属性中设置初始值为1000,由于Unit Delay输出为double,所以要将其转为Boolean以便进行模二加运算,使用XOR实现。
下面分别是最后一级和所有级的输出波形,可以看出,与上面的是一致的。
Verilog实现`timescale 1ns / 1ps////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // Company:// Engineer://// Create Date: 11:02:17 05/01/2012// Design Name:// Module Name: PNcode// Project Name:////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// module PNcode(clk,rst,PNstate,PNout);input clk;input rst;output PNstate;output PNout;// PN code n = 4, f(x) = 1 + x + x^4parameter order = 4;reg PNout = 0;reg [order-1 : 0] PNstate = 0;always @ (posedge clk)if(rst == 1)beginPNout <= 0;PNstate <= 4'b1000; // PN seed = b1000endelsebeginPNout <= PNstate[0];PNstate <= {PNstate[3]+PNstate[0], PNstate[3:1]};endendmodule测试文件:`timescale 1ns / 1ps//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // Company:// Engineer://// Create Date: 14:37:43 05/01/2012// Design Name: PNcode// Module Name: E:/me/CAST/Project/FPGAcomm/PNcode/PNcode_tb.v// Project Name: PNcode////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// module PNcode_tb;// Inputsreg clk;reg rst;// Outputswire [3:0] PNstate;wire PNout;// Instantiate the Unit Under Test (UUT)PNcode uut (.clk(clk),.rst(rst),.PNstate(PNstate),.PNout(PNout));initial begin// Initialize Inputsclk = 0;rst = 1;// Wait 100 ns for global reset to finish#100;rst = 0;// Add stimulus hereendalways beginforever #10 clk = !clk;endendmoduleclk使用一个单独的always模块输出序列:0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 2. 8阶m序列生成器,初始全为11。
Matlab系列之Simulink仿真教程
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仿真技术
第九章 Simulink动态
真
a)
启动Simulink 每个子模块库中包含同类型的标准模型,这些模块可直接用于建 立系统的Simulink框图模型。可按以下方法打开子模块库: ① 用鼠标左键点击某子模块库(如【Continuous】),Simulink 浏览器右边的窗口即显示该子模块库包含的全部标准模块。
第九章 Simulink动态
真
第九章
Simulink动态仿真
Simulink 中的“Simu”一词表示可用于计算机仿真,而 “Link”一词表示它能进行系统连接,即把一系列模块 连接起来,构成复杂的系统模型。作为MATLAB的一 个重要组成部分,Simulink由于它所具有的上述的两大 功能和特色,以及所提供的可视化仿真环境、快捷简 便的操作方法,而使其成为目前最受欢迎的仿真软件。 本章主要介绍Simulink的基本功能和基本操作方法,并 通过举例介绍如何利用Simulink进行系统建模和仿真。
仿真技术
第九章 Simulink动态
真
9.1 Simulink 基本操作
9.1.1 启动Simulink b) 打开空白模型窗口 模型窗口用来建立系统的仿真模型。只有先创建一个空白的 模型窗口,才能将模块库的相应模块复制到该窗口,通过必 要的连接,建立起Simulink仿真模型。也将这种窗口称为Sim ulink仿真模型窗口。 以下方法可用于打开一个空白模型窗口: 在MATLAB主界面中选择【File:New→Model】菜单项; 单击模块库浏览器的新建图标 ; 选中模块库浏览器的【File : New → Model】菜单项。 所打开的空白模型窗口如图所示。
取当前窗中信号 最大、最小值为 纵坐标的上下限
仿真技术
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m序列Simulink仿真Verilog实现1. 4阶m序列生成器
Simulink模型如下:
其中,可以在Unit Delay属性中设置初始值为1000,由于Unit Delay输出为double,所以要将其转为Boolean以便进行模二加运算,使用XOR实现。
下面分别是最后一级和所有级的输出波形,可以看出,与上面的是一致的。
Verilog实现
`timescale 1ns / 1ps
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // Company:
// Engineer:
//
// Create Date: 11:02:17 05/01/2012
// Design Name:
// Module Name: PNcode
// Project Name:
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// module PNcode(
clk,
rst,
PNstate,
PNout
);
input clk;
input rst;
output PNstate;
output PNout;
// PN code n = 4, f(x) = 1 + x + x^4
parameter order = 4;
reg PNout = 0;
reg [order-1 : 0] PNstate = 0;
always @ (posedge clk)
if(rst == 1)
begin
PNout <= 0;
PNstate <= 4'b1000; // PN seed = b1000
end
else
begin
PNout <= PNstate[0];
PNstate <= {PNstate[3]+PNstate[0], PNstate[3:1]};
end
endmodule
测试文件:
`timescale 1ns / 1ps
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // Company:
// Engineer:
//
// Create Date: 14:37:43 05/01/2012
// Design Name: PNcode
// Module Name: E:/me/CAST/Project/FPGAcomm/PNcode/PNcode_tb.v
// Project Name: PNcode
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// module PNcode_tb;
// Inputs
reg clk;
reg rst;
// Outputs
wire [3:0] PNstate;
wire PNout;
// Instantiate the Unit Under Test (UUT)
PNcode uut (
.clk(clk),
.rst(rst),
.PNstate(PNstate),
.PNout(PNout)
);
initial begin
// Initialize Inputs
clk = 0;
rst = 1;
// Wait 100 ns for global reset to finish
#100;
rst = 0;
// Add stimulus here
end
always begin
forever #10 clk = !clk;
end
endmodule
clk使用一个单独的always模块
输出序列:0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 2. 8阶m序列生成器,初始全为1
1。