系统仿真——Simulink
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
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)
第五章 Simulink系统建模与仿真
本章重点
Simulink基本结构 Simulink模块 系统模型及仿真
一、Simulink简介
Simulink 是MATLAB 的工具箱之一,提供交互式动态系统
建模、仿真和分析的图形环境
可以针对控制系统、信号处理及通信系统等进行系统的建 模、仿真、分析等工作 可以处理的系统包括:线性、非线性系统;离散、连续及 混合系统;单任务、多任务离散事件系统。
从模块库中选择合适的功能子模块并移至编辑窗口中,按 设计要求设置好各模块的参数,再将这些模块连接成系统 Simulink的仿真过程就是给系统加入合适的输入信号模块 和输出检测模块,运行系统,修改参数及观察输出结果等
过程
二、Simulink的基本结构
Simulink窗口的打开
命令窗口:simulink 工具栏图标:
三、Simulink模型创建
7、信号线的标志
信号线注释:双击需要添加注释的信号线,在弹出的文本编辑 框中输入信号线的注释内容
信号线上附加说明:(1) 粗线表示向量信号:选中菜单Forma t|Wide nonscalar lines 即可以把图中传递向量信号的信号线用粗 线标出;(2)显示数据类型及信号维数:选择菜单Format|Port data types 及Format|Signaldimensions,即可在信号线上显示前 一个输出的数据类型及输入/输出信号的维数;(3) 信号线彩 色显示:选择菜单Format|Sample Time Color,SIMULINK 将用 不同颜色显示采样频率不同的模块和信号线,默认红色表示最 高采样频率,黑色表示连续信号流经的模块及线。
同一窗口内的模块复制: (1)按住鼠标右键,拖动鼠标到目标
simulink
五.设置仿真参数
பைடு நூலகம்
仿真参数对话框simulation/configuration parameters 设置如下仿真参数: Solver(算法) Data Import/Export(数据输入输出) Diagnostics(诊断) Optimization(优化) Hardware Implementation(硬件工具) Model Referencing(模块引用)
建模仿真的一般过程是: 1.打开一个空白的编辑窗口; 2.将模块库中模块复制到编辑窗口里,并依照给定 的框图修改编辑窗口中模块的参数; 3.将各个模块按给定的框图连接起来; 4.用菜单选择或命令窗口键入命令进行仿真分析, 在仿真的同时,可以观察仿真结果,如果发现有不 正确的地方,可以停止仿真,对参数进行修正; 5.如果对结果满意,可以将模型保存。
10) 模块的输入输出信号:模块处理的信号包括标量信号和向量信号; 标量信号是一种单一信号,而向量信号为一种复合信号,是多个信 号的集合,它对应着系统中几条连线的合成。缺省情况下,大多数 模块的输出都为标量信号,对于输入信号,模块都具有一种“智能” 的识别功能,能自动进行匹配。某些模块通过对参数的设定,可以 使模块输出向量信号。
5.2 数据输入输出选项(Data Import and Export)
主要用来设置Simulink与MATLAB工作空间交换 数值的有关选项。 Load from workspace(从工作空间载入数据)选 中前面的复选框即可从MATLAB工作空间获取时 间和输入变量,一般时间变量定义为t,输入变量 定义为u。 Initial state用来定义从MATLAB工作空 间获得的状态初始值的变量名。 Save to workspace(将输出保存到工作空间) Save options(保存选项)。
第7章 Simulink仿真
Matrix Gain
Math Function Trigonometric function
矩阵增益
数学运算函数 三角函数
Complex to Magnitude-Angle
Magnitude-Angle to Complex Complex to Real-Imag
复数的模和辐角
模和辐角合成函数 复数的实部和虚部 实部和虚部合成复 数 强迫输入信号为零
MinMax
Abs
求最大值
求绝对值
Real-Imag to Complex
Algebraic Constraint
Sign
符号函数
第7章 Simulink仿真
7.2 Simulink模块操作
一、模块的编辑处理
1.模块的操作 (1)添加模块 当要把一个模块添加到模型中,先在Simulink模块库中 找到它,然后直接将这个模块拖入模型窗口中即可。 (2)选取模块 当模块已经位于模型窗口中时,只要用鼠标在模块上 单击就可以选中该模块,这时模块的四角上出现一些 黑色的小方块,这些小方块就是该模块的关键点,拖 动这些黑色小方块可以改变模块的大小。
功能 零阶保持器 单位延时采样保持 离散时间积分
模块 Discrete Filter
功能 离散滤波器 离散传递函数 离散零极点
Discrete Transfer Fcn
Discrete Zero-Pole
离散状态方程
First-Order Hold
一阶保持器
第7章 Simulink仿真
8.数学运算模块(Math Operations) 数学运算模块提供了基本数学运算函数、三角函数、 复数运算函数以及矩阵运算函数。
第7章 Simulink仿真
第4章 SIMULINK仿真
• (9)Signal Attributes(信号属性模块库)和Signal Attributes(信号属性模块库) Routing(信号路由模块库) Routing(信号路由模块库)
• • • • • • • • • • • • • • • 这两个模块库主要是由描述信号系统的模块构成,其中主要模块有: Data Type Conversion (数据类型转换器) IC(初始状态); Probe(探测器); Width(带宽); Bus Creator(总线生成器); Bus Selector(总线选择器); Data Store Memory(数据记忆存储); Data Store Read(数据读存储); Data Store Write(数据写存储); From(导入); Goto(传出); Goto Tag Visibility(传出标记符可视性); Multiport Switch (多路选择开关); Mux(混合)
• (7)Model Verification(模型辨识模块库)和ModelVerification(模型辨识模块库) ModelUtilities(扩展模型模块库) Wide Utilities(扩展模型模块库) • 这两个模块库由描述模型辨识的和扩展模型模块构成,其 中主要模块有: • Assertion(确认); • Check Discrete Gradient(检查离散梯度); • Check Dynamic Range(检查动态系统范围); • Check Dynamic Lower Bound(检查动态系统低段范围) • Check Static Range(检查静态系统范围); • Check Input Resolution (检查输入分辨率); • DocBlock(模块注释文本); • Model Info(模型信息); • Timed-Based Linearization(基于时间的线性化模型)
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。
控制系统仿真实验六simulink
实验六:Simulin建模与仿真一、实验目的1、掌握Simulink建模与仿真的基本方法。
2、熟悉Simulink基本模块库及主要元件的使用方法。
二、实验学时:4学时三、实验原理:1、Simulink 仿真过程在已知系统数学模型或系统框图的情况下,利用Simulink进行建模仿真的基本步骤如下。
(1)启动Simulink,打开Simulink库浏览器。
(2)建立空白模型窗口。
(3)由控制系统数学模型或结构框图建立Simulink仿真模型。
(4)设置仿真参数,运行仿真。
(5)输出仿真结果。
2、Simulink建模与仿真基本方法根据给定的数学模型或控制系统框图,可建立Simulink仿真模型。
下面以图3-1所示的控制系统框图为例,说明Simulink建模与仿真的基本方法。
图中R 是单位阶跃输入信号,Y为系统输出响应。
建立图6-3所示系统框图的Simulink仿真模型的基本方法如下。
1.启动MATLAB/Simulink工具箱依次启动MATLAB软件、Simulink模块库浏览器后,如图6-1所示。
2.建立Simulink空白模型Simulink空白模型的建立可通过如下方法进行。
1、在MATLAB主窗口中选择【File】→【New】→【Model】命令。
2、在Simulink模块库浏览器窗口中选择【File】→【New】→【Model】命令。
3、单击Simulink模块库浏览器工具栏中的(New model)工具。
图6-1 闭环控制系统框图通过上述方法可以打开Simulink空白模型,如图6-2所示。
并可将其保存为后缀是mdl的文件(Simulink仿真模型的文件存储格式),例如Example_Model.mdl。
在保存Simulink模型文件的时候,为了实现向下兼容,MATLAB R2008/Simulink 7.1允许将模型保存为其他版本的Simulink模型。
图6-2 空白模型窗口3.根据系统框图选择模块构建Simulink仿真模型,首先需要知道所需模块所属的子模块库名称。
simulink仿真
信源 系统 星宿
利用Simulink进行系统仿真的步骤是: 1、启动Simulink,打开Simulink模块库 2、打开空白模型窗口; 3、建立Smulink仿真模型; 4、设置仿真参数,进行仿真; 5、输出仿真结果。
(二)、模块的编辑 1、添加模块 2、选取模块 3、复制与删除模块 模块的复制包括两种:一是从模块库中将标准 模块复制到模型窗口中,另一种是在模型窗口中将 模型再复制。选中模块,按Delete键就可删除或点 击鼠标右键,选择Cut也可对模块进行剪切 4、模块的移动 将光标置于待移动的模块图标上,按住鼠标左 键不放,把该模块拖至目标位置后,松开左键就完 成了移动。 5、改变模块对象大小 用鼠标选择模块图标,再将鼠标移到模块对象 四周的控制小块处,当鼠标指针变成指向四周的小
箭头时,按住鼠标左键不放,拖至合适大小即可。 6、改变模块对象的方向 在Simulink中,模块输入端口位于模块左侧, 输出端口位于模块右侧,但有时需要对其方向进 行改变。方法是:用鼠标选中模块对象,利用 “Format →Flip Block”(快捷键Ctrl +I)可将模块顺 时针旋转180°;或者利用“Format →Rotate Block”(快捷键Ctrl +R)或将模块顺时针旋转90°。 7、颜色设定 Format菜单中的“Foreground Color”命令可以 改变模块的前景颜色,“Background Color”命令 可以改变模块的背景颜色;而模型窗口的颜色可 以通过“Screen Color”命令来改变。此外,还可 以选择“Format →Show drop shadow”为模块生 成阴影等。
In1
Pulse Generator
输入端口模块(同端口与子系统模块中In1)
simulink 仿真原理
simulink 仿真原理Simulink是一种用于建立、仿真和分析动态系统的工具,它基于块图的图形化建模和仿真环境。
Simulink中的模型由各种块组成,每个块代表系统中的一个组件或子系统。
通过连接块之间的信号流,可以建立系统的完整模型。
在Simulink中,系统的行为可以用已知的数学和物理原理描述。
通过在块间定义输入和输出之间的关系,可以建立数值模型。
仿真过程可以提供系统的响应和行为,并用于验证模型的正确性。
Simulink提供了多种模型库,包括数学操作、信号处理、控制系统、电力系统等领域。
用户可以根据需要选择适当的块来构建他们的模型。
此外,Simulink还提供了丰富的仿真参数和分析工具,使用户可以对系统进行深入的研究和优化。
使用Simulink进行仿真的过程通常包括以下步骤:1. 建立模型:选择适当的块,并将它们连接在一起,以形成系统模型。
2. 定义输入信号:指定模型的输入信号,可以是常数、波形或来自外部数据源。
3. 配置模型参数:设置块和模型的参数,例如采样时间、模拟时间、仿真器选项等。
4. 运行仿真:开始仿真过程,并观察系统的响应和行为。
5. 分析和优化:使用Simulink提供的工具进行结果分析和系统优化。
6. 生成代码:将模型生成可嵌入系统或实时硬件的代码。
7. 验证和验证:使用实际数据对生成的代码进行验证,并验证系统的正确性。
Simulink的应用广泛,可以用于开发控制系统、信号处理算法、通信系统等各种领域。
通过图形化建模和仿真环境,Simulink大大简化了系统开发和测试的过程,提高了开发效率和质量。
同时,Simulink也与MATLAB密切集成,可以轻松地进行数据分析和可视化。
(入门)超经典_simulink仿真
学习建议及资源推荐
学习建议
建议初学者从基础概念入手,逐步掌握建模与仿真方法;同时,多动手实践,通过案例分析加深对知识的理解。
资源推荐
推荐参考书籍《MATLAB/Simulink系统仿真》、在线课程《Simulink从入门到精通》以及MATLAB官网的教程 和案例库等学习资源。
THANK YOU
感谢各位观看
自适应滤波算法
根据输入信号的统计特性自适应地调 整滤波器参数,用于信号预测、回声 消除等应用。
基于Simulink的数字信号处理实例分析
数字滤波器设计实例
通过Simulink搭建数字滤波器模型,包括滤波器系数设计和滤波器结构实现,对输入 信号进行滤波处理并观察输出结果。
FFT算法实现实例
利用Simulink中的FFT模块实现快速傅里叶变换算法,对输入信号进行频谱分析并显示 频谱图。
启动方法
在MATLAB命令窗口中输入 “simulink”命令,或点击MATLAB 工具栏中的Simulink图标,即可启动 Simulink。
模型创建与保存
创建新模型
在Simulink启动后,选择“File”菜 单中的“New”选项,然后选择 “Model”即可创建一个新的 Simulink模型。
离散时间系统
对离散时间信号进行处理的系统,可以是线性的或非线性的,时变 的或时不变的。
常见数字信号处理算法介绍
离散傅里叶变换(DFT)
将有限长序列分解为不同频率的正弦 波和余弦波之和,用于信号分析和处 理。
快速傅里叶变换(FFT)
是DFT的高效算法,用于快速计算序 列的频谱。
数字滤波器设计
根据滤波器的性能指标,设计数字滤 波器的系数和结构,用于信号的滤波 和去噪。
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。
Simulink系统仿真原理
仿真效率取决于计算机性能、模型复杂度和数值算法的优化程度。
03
Simulink模型建立
模型元素
模块
Simulink中的模块是构成模型的基本单元, 每个模块代表一个特定的功能或算法。
连接线
连接线用于将不同模块连接起来,表示数据 流或信号流。
参数设置
每个模块都有一些参数可以设置,用于调整 模块的行为或功能。
性能评估
根据仿真结果,评估系统性能指标,如响应时间、超调量、稳态误 差等。
优化设计
基于仿真结果,对系统参数和结构进行优化设计,提高系统性能和 稳定性。
05
模型优化与改进
参数优化
参数优化
在Simulink模型中,参数的选择和调整对仿真结果的影响非常大。通过调整模型中的 参数,可以优化模型的性能,提高仿真的准确性和效率。
通过点击Simulink界面上的“开 始”按钮或使用命令行指令来启 动仿真。
实时监测
02
03
结果导出
在仿真过程中,可以通过 Simulink界面实时监测系统状态、 变量值和输出结果等。
将仿真结果导出为文本、图像或 数据文件,以便进一步分析或与 其他软件进行交互。
模型性能分析
稳定性分析
通过分析仿真结果,判断系统是否稳定,并找出可能的不稳定因素。
特点
支持图形化建模、交互式仿真、动态 系统分析等,适用于多种领域的系统 建模与仿真。
Simulink的历史与发展
1980年代初
由美国MathWorks公司推出Simulink的早期版 本。
1990年代
随着计算机技术的进步,Simulink的功能不断 扩展,支持更多的系统和算法。
2000年代至今
基于matlab simulink的控制系统仿真及应用
基于matlab simulink的控制系统仿真及应用Simulink是MATLAB的一个附加组件,它提供了一种可视化建模和仿真环境,主要用于控制系统、信号处理、通信系统等领域的建模和仿真。
以下是一个简单的基于Simulink的控制系统仿真的步骤:
1. 模型建立:首先,你需要使用Simulink库中的模块来构建你的控制系统模型。
这些模块包括输入、输出、控制算法等。
你可以直接从库中拖放模块到你的模型中,然后通过连接线将它们连接起来。
2. 参数设置:在连接模块后,你需要为每个模块设置适当的参数。
例如,对于传递函数模块,你需要输入分子和分母的系数。
3. 仿真设置:在完成模型和参数设置后,你需要设置仿真参数,例如仿真时间、步长等。
4. 运行仿真:最后,你可以运行仿真并查看结果。
Simulink提供了多种方式来查看结果,包括图形和表格。
在Simulink中,你可以使用许多内建的工具和函数来分析和优化你的控制系统。
例如,你可以使用MATLAB的控制系统工具箱中的函数来分析系统的稳定性、频率响应等。
总的来说,Simulink是一个强大的工具,可以用于设计和分析各种控制系统。
通过学习和掌握这个工具,你可以更有效地进行控制系统设计和仿真。
simulink仿真原理
simulink仿真原理Simulink仿真原理Simulink是一种基于模块化的多域仿真环境,它使用图形化界面和模块化建模方法,可以对各种系统进行仿真和建模。
Simulink的仿真原理是通过将系统建模为一个或多个模块,并通过连接这些模块来描述系统的行为和交互。
Simulink仿真原理的基础是信号流图。
在信号流图中,模块代表系统的组成部分,信号则代表模块之间的相互作用。
通过连接模块和传递信号,可以模拟系统的运行过程,并观察系统的行为和性能。
Simulink中的模块被称为块,每个块代表一个特定的功能或算法。
这些块可以是基本的数学运算、逻辑运算,也可以是复杂的控制算法或物理模型。
通过选择合适的块,并将它们连接在一起,可以构建出完整的系统模型。
Simulink中的信号可以是连续的,也可以是离散的。
连续信号可以表示系统的物理量,如电压、速度等;离散信号则表示系统的状态或事件,如开关状态、传感器触发等。
通过将连续信号和离散信号连接在一起,可以模拟出系统的实时行为。
Simulink仿真原理的关键之一是求解器。
求解器是Simulink用于计算模型输出的数值方法。
Simulink提供了多种求解器,可以根据系统的特点和仿真需求选择合适的求解器。
常用的求解器有Euler法、隐式法、变步长法等。
通过选择合适的求解器,可以保证系统模型的精度和稳定性。
Simulink仿真原理的另一个关键是仿真参数。
仿真参数是指控制仿真过程的各种设置,如仿真时间、步长、停止条件等。
通过调整这些参数,可以控制仿真的速度和精度,并满足不同仿真需求。
Simulink仿真原理的优势在于其图形化建模和直观的界面。
相比于传统的编程方法,Simulink可以更快速地建立系统模型,并对模型进行可视化调试和验证。
Simulink还支持多领域仿真,可以对多种物理系统、控制系统、通信系统等进行建模和仿真。
Simulink仿真原理是通过图形化建模和模块化设计,通过连接模块和传递信号来描述系统的行为和交互。
Simulink系统仿真课程设计
Simulink系统仿真课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解Simulink的基本原理和功能,掌握Simulink的常用模块及其使用方法。
2. 学生能运用Simulink构建数学模型,实现对动态系统的仿真和分析。
3. 学生能掌握Simulink与MATLAB的交互操作,实现数据传递和模型优化。
技能目标:1. 学生具备运用Simulink进行系统仿真的能力,能独立完成简单系统的建模和仿真。
2. 学生能通过Simulink对实际工程问题进行分析,提出解决方案,并验证其有效性。
3. 学生具备团队协作能力,能与他人合作完成复杂系统的仿真项目。
情感态度价值观目标:1. 学生对Simulink系统仿真产生兴趣,提高对工程学科的认识和热爱。
2. 学生在仿真实践中,培养严谨的科学态度和良好的工程素养。
3. 学生通过课程学习,增强解决实际问题的信心,形成积极向上的学习态度。
课程性质:本课程为实践性较强的学科,结合理论知识,培养学生运用Simulink进行系统仿真的能力。
学生特点:学生具备一定的MATLAB基础,对Simulink有一定了解,但实际操作能力较弱。
教学要求:注重理论与实践相结合,强化动手能力训练,培养学生解决实际问题的能力。
在教学过程中,关注学生的个体差异,因材施教,提高学生的综合素质。
通过课程学习,使学生能够独立完成系统仿真项目,并为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. Simulink基础操作与建模- 熟悉Simulink环境,掌握基本操作。
- 学习Simulink常用模块,如数学运算、信号处理、控制等模块。
- 结合教材章节,进行实际案例分析,让学生了解Simulink建模的基本过程。
2. 系统仿真与分析- 学习Simulink仿真参数设置,掌握仿真算法和步长设置。
- 利用Simulink对动态系统进行建模与仿真,分析系统性能。
- 结合实际案例,让学生通过仿真实验,掌握系统性能分析方法。
Matlab实验4 Simulink系统仿真
模块形状
表 7.2 常用的输入信号源模块表 功能说明 恒值常数,可设置数值 阶跃信号 线性增加或减小的信号 正弦波输出 信号发生器,可以产生正弦、方波、锯齿波和随 机波信号 从文件获取数据 从当前工作空间定义的矩阵读数据
仿真时钟,输出每个仿真步点的时间 输入模块
2. 接收模块库(Sinks) 接收模块是用来接收模块信号的,常用的接收模块如表 7.3 所示。
Matlab实验讲义
实验四 Simulink系统仿真
要求: 1、掌握Simulink常用输入、输出、运算模块。 2、掌握Simulink模型的建立及系统仿真方法。 实验类型:综合性 学时分配:3学时 Simulink 是面向框图的仿真软件。 7.1 演示一个 Simulink 的简单程序 【例 7.1】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 7.1 所示。
7.2.2 Simulink 的模型窗口
模型窗口由菜单、工具栏、模型浏览器窗口、模型框图窗口以及状态栏组成。
菜单 工具栏
模型浏览器
模型框图
状态栏
图7.5 双窗口模型窗口
1. 状态栏
3
Matlab实验讲义
2. 工具栏 模型窗口工具栏如图 7.6 所示。
创建并编译生成exe文件
展示父系统 打开调试器
开始仿真 结束仿真
4. 模块的删除 要删除模块,应选定待删除模块,按 Delete 键;或者用菜单“Edit”Æ“Clear”或“Cut”; 或者用工具栏的“Cut”按钮。
新能源汽车性能仿真课件:系统仿真与Simulink-
2021年11月1日星期一
第 20 頁
➢3、電腦仿真
➢ 電腦仿真是在研究系統過程中根據相似原理,利用 電腦來逼真模擬研究對象。研究對象可以是實際的 系統,也可以是設想中的系統。
新能源汽車性能 仿真
系統仿真與Simulink
➢ 1.1 動態系統的電腦仿真 ➢ 1.2 動態系統的Simulink仿真 ➢ 1.3 Simulink簡介
2021年11月1日星期一
第2頁
1.1 動態系統的電腦仿真
➢1.1.1 系統與模型
➢ 為了能全面、正確的理解系統仿真,需要對系統 仿真所研究的對象進行概要的瞭解。這裏對與系 統仿真相關的知識——系統與系統模型進行簡單 的介紹。
➢ 若一個系統的輸出完全可以用它的輸入來表示, 則稱之為確定性系統。
➢ 若系統的輸出是隨機的,即對於給定的輸入存在 多種可能的輸出,則該系統是隨機系統。
2021年11月1日星期一
第 10 頁
➢ 動態系統模型又分為離散系統和連續系統。
➢ 離散系統是指系統的操作和狀態變化僅在離散時 刻產生的系統。如交通系統、電話系統、通信網 絡系統等等,常常用各種概率模型來描述。
2021年11月1日星期一
第 18 頁
➢ 按照仿真系統與實際系統時間尺度上的關係,又 可將其分為如下幾類:
➢ (1)即時仿真:仿真時鐘與系統實際時鐘完全一致 。許多仿真應用需要滿足即時性,這時往往需要 即時操作系統或者專用即時仿真硬體的支持。
2021年11月1日星期一
第 19 頁
➢ (2)欠即時仿真:仿真時鐘比實際時鐘慢。當對仿 真的即時性沒有嚴格的要求時,仿真時鐘比實際 時鐘慢,不影響仿真的目的,採取欠即時仿真則 可節約很多資金。
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
第1章 Simulink系统仿真 绪论
表1.2 Simulink的部分软件工具包
DSP Blockset Fixed-Point Blockset Power System Blockset Dials & Gauges Blockset Communications Blockset CDMA Reference Blockset CDMA Nonlinear Control Design Blockset Motorola DSP Developer’s Kit TI DSP Developer’s Kit 数字信号处理工具包 定点运算控制系统仿真工具包 电力电动系统工具包 交互图形和控制面板设计工具包 通讯系统工具包 CDMA通讯系统设计和分析工具包 非线性控制设计工具箱 Motorola DSP开发工具箱 TI DSP开发工具箱
数学模型可以分为许多类型。按照状态变化可分
为动态模型和静态模型。用以描述系统状态变化过程 的数学模型称为动态模型。而静态模型仅仅反映系统 在平衡状态下系统特征值间的关系,这种关系常用代 数方程来描述。按照输入和输出的关系可分为确定性 模型和随机性模型。若一个系统的输出完全可以用它 的输入来表示,则称之为确定性系统。若系统的输出 是随机的,即对于给定的输入存在多种可能的输出, 则该系统是随机系统。
仿真软件是一类面向仿真用途的专用软件,它可能 是面向通用的仿真,也可能是面向某个领域的仿真。 它的功能可以概括为以下几点: (1) 为仿真提供算法支持。 (2) 模型描述,用来建立计算机仿真模型。 (3) 仿真实验的执行和控制。 (4) 仿真数据的显示、记录和分析。 (5) 对模型、实验数据、文档资料和其它仿真信息的 存储、检索和管理(即用于仿真数据信息管理的数据库 系统)。
环境,只需用鼠标拖动的方法便能迅速地建立起系统