(MATLAB 动态仿真案例课件)第2章 Simulink建模方法
第2章simulink 仿真技术(12ji)
2)模块的复制 如果需要几个同样的模块,可以使用按住 鼠标右键并拖动基本模块可进行拷贝。也 可以在选中所需的模块后,使用【Edit】菜 单上的【Copy】和【Paste】。 3)模块的移动 方法:选取中需移动模块,按住鼠标左键 将模块拖到合适的地方即可。 4)模块的删除 在选中待删除模块后,按鼠标右键,在弹出 的子菜单中单击Clear可以完成。
图 2-9 simulink模模块 模型浏览器中Simulink名下的模型共有9大类: 1) 连续系统(Continuous)模块库
主要用于构建连续控制系统的仿真模型
微分运算:对输入信号的做微分运算
积分运算:对输入信号的做积分运算
状态方程:建立状态方程
计算点积:输出两个输入信号的点积
逻辑运算:与、或、非等逻辑运算符 乘法运算:对输入信号做乘法算符 比较运算:>、<、=等算符
信号综合:综合多路信号
4) 端口和子系统(Ports and Subsystems)模块库 子系统:表示在另一系统之内的子系统 5) 信号分配(Signal Routing)模块库 信号分解:将一个向量信号分解输出 手动开关:双击该开关,开关输出在两个输入
3.simulink模型窗的组成
(1)工具条:最左边的几个图标具有标准Windows的 相应操作功能。 (2)状态栏:以图2-10为例,自左至右的文字表示: ①“Ready”表示模型已准备就绪而等待仿真指令。 ②“100%”表示编辑窗模型的显示比例。
③仿真历经的时刻为“T=0”。
④仿真所选取用的积分算法是“ode45”。此外仿真过程中, 在状态栏的空白格中还会出现动态信息。
2.3 仿真算法及仿真参数设置 从模型编辑窗口的Simulation菜单中选择 Configuration parameters命令,打开一个仿真 参数对话框。仿真参数对话框包含5个可以相互 切换的选项卡:
MATLAB的仿真工具箱Simulink模型的建立与仿真学习教程优秀PPT课件(基本库原件、搭建
•
Ignore limit and reset when linearizing:若勾选此选项,则表示当系统为线性化系统时,前
面的积分上下线限制和触发事件无效,默认缺省值为不勾选;
•
Enable zero-crossing detection:使系统通过零点检验,默认勾选。
• 搭建Integrator模块如图3-35所示。
•
Pulse Generator其模块属性如图3-19所示。
• 如图3-19所示Pulse Generator模块,对于其属性窗口:
• Amplitude:脉冲信号的振幅,指定为标量或矢量,默认值为1。
• Period(secs):脉冲数字采样周期,默认值为10。
• Pulse width:脉冲宽度,输入为矢量或标量,默认值为5。
• External reset:设置信号的触发事件(rising, falling, either, level, level hold, none),默认设置为 none,保持系统原态。
• Initial condition source:参数输入的状态,分为外部输入external和内部输入internal,通常默认设 置为internal。
3.3.3 Transfer Fcn模块
• Transfer Fcn其模块属性如图3-37所示。
• 如图3-37所示Transfer Fcn模块,对于其属性窗口:
• Numerator coefficients:传递函数分子系数,系统默认值为[1];
• Denominator coefficients:传递函数分母系数,系统默认值为[1,1];
• Derivative模块,表示微分环节,Derivative其模块属性如图3-31所示。 • 如图3-31所示Derivative模块,对于其属性窗口: • 搭建Derivative模块如图3-32所示。
MATLABSimulink建模与仿真基础 ppt课件
Simulink建模与仿真基础
MATLABSimulink建模与仿真基础
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MATLABSimulink建模与仿真基础
MATLABSimulink建模与仿真 基础
2、打开文件 打开仿真模型文件主要有以下几种方式:
★ 在Matlab命令窗口输入不加扩展名的文件名
★ 在Matlab命令窗口选择“File”“Open”
★ 在Simulink模块库浏览器窗口选择 “File”“Open”
★ 在Simulink模型窗口选择“File”“Open”
MATLABSimulink建模与仿真 基础
◆ 信号线分支:将光标指向信号线的分支点上,按 住鼠标右键,光标变为十字,拖动鼠标直到分支线 的终点,释放鼠标。
虚线,因为终端 没有连接到模块
◆ 信号线文本注释,在信号线中插入模块,略……
MATLABSimulink建模与仿真 基础
1、基本模块
Simulink 基本模块
Simulink模块库 包含各种功能模块,如:放大器、 微分器、积分器、各种信号源等。
MATLABSimulink建模与仿真 基础
Simulink模型的文件为MDL模型文件,扩展名 为.mdl,以ASCII码形式存储。
1、新建文件 新建仿真模型文件主要有以下几种方式:
★ 在Matlab命令窗口选择 “File”“New”“Model” ★ 在命令窗口运行simulink命令,在弹出的模块库 浏览器窗口中选择“File”“New”“Model” ★在Simulink模型窗口中选择 “File”“New”“Model”
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第二章建模方法
细菌的死亡率可表 dea_trhatepx2
示为:
细菌总数的总变化率可表示为出生率与死亡率之差。 因此系统可表示为如下的微分方程形式:
x bxpx2
假定 b 1 , p0.5 ,当前细菌的总数为100,计 算t=10后罐中的细菌总数。
2021/6/11 23
理论力学CAI 章名
使用Sources 模块库中的From Workspace 模块可以将 MATLAB工作空间中的变量作为系统模型的输入信号 。此变量的格式如下:
>>t=0:time_step:final_time; %信号输入时间范围与步长
>>x=func(t);
%表示在每一时刻的信号值
>>input=[t’,x’]; %表示信号输入向量,输入变量第一
理论力学CAI 章名
设计Simulink框图的界面
模块及框图属性编辑 1. 框图的视图调整 2. 1)使用View菜单下的Zoom in、Zoom out,可对模型视
图进行放缩。 3. 2) 使用系统热键R(放大)或V(缩小)
Zoom in
2021/6/11 11
理论力学CAI 章名
3)按空格键可以使系统模型充满整个视图窗口
生成信号标签的方法有两种:
1)使用鼠标左键双击需要加入标签的信号(模块连线),信 号线引出的分支线(双击)会继承这个标签。
2)鼠标左键单击需要加入标签的信号连线,[Edit]:Signal Properties
信号标签的传递方法
信号标签可由“虚块”的系统模块来进行传递,完成对信号的选 择、组合与传递,不改变信号的任何属性,如Signals Routing模 块库中的Mux模块。 1)鼠标左键双击信号线,在信号标签编辑框中键入< >,在此尖 括号中键入信号标签即可传递信号标签,然后选择Edit菜单中的 UpdateDiagram刷新模型。
MATLABSIMULINK仿真.ppt
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认识Simulink
SIMULINK仿真 2.Simulink的退出 为了退出Simulink,只要关闭所有模型编辑窗口和 Simulink模块库浏览器窗口即可。
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教学内容
SIMULINK仿真
1 认识Simulink 2 Simulink的基本模块 3 Simulink的模块操作 4 仿真模型的参数设置
信号与系统 模块库
数学运算 函数与表
模块库
模块库
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Simulink的基本模块
1. SIMULINK仿真 输入源模块库
模块
In1 Ground From File From Workspace Constant Signal Generator Pulse Generator Ramp Sine Wave Step Repeating S Chirp Signal Random Number Uniform R N Band-limited N Clock Digital Clock
5
认识Simulink
SIMULINK仿真 1.2 Simulink的启动与退出 1.Simulink的启动
在MATLAB窗口的工具栏中单击 在命令窗口中输入命令:
>>simulink
图标
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认识Simulink
SIMULINK仿真 1.2 Simulink的启动与退出 1.Simulink的启动
功能
创建输入端 接地 从文件读数据 从工作空间读数据 常数 信号发生器 脉冲发生器 斜波 正弦波 阶跃信号 重复序列 快速正弦扫描 随机信号 均匀随机信号 带限白噪声 当时时间 数字时钟
如何使用MATLAB的Simulink进行系统建模
如何使用MATLAB的Simulink进行系统建模第一章:Simulink概述1.1 Simulink的定义和作用1.2 Simulink的特点和优势第二章:Simulink的基本操作2.1 Simulink的工作环境介绍2.2 模型的创建和保存2.3 模块的选择和添加2.4 参数设置和数据导入2.5 信号的连接和仿真第三章:系统建模的基本步骤3.1 确定建模目标和系统边界3.2 选择系统建模方法3.3 确定系统的输入和输出3.4 建立系统模型框图3.5 分析系统的动态特性第四章:系统建模方法介绍4.1 传递函数法4.1.1 传递函数的定义和性质4.1.2 从实验数据到传递函数的估计方法4.1.3 传递函数建模的示例4.2 状态空间法4.2.1 状态空间模型的定义和性质4.2.2 状态空间模型的建立方法4.2.3 状态空间建模的示例4.3 基于仿真数据的建模方法4.3.1 仿真数据的获取和处理4.3.2 仿真数据建模的步骤4.3.3 仿真数据建模的示例第五章:模型的验证与调整5.1 信号的响应分析5.2 参数的优化和调整5.3 模型的准确性评估5.4 系统建模的误差分析第六章:案例分析6.1 控制系统的建模6.1.1 PID控制系统的建模方法6.1.2 模型预测控制系统的建模方法6.1.3 自适应控制系统的建模方法6.2 通信系统的建模6.2.1 数字调制解调系统的建模方法6.2.2 无线信号传输系统的建模方法6.2.3 混合信号处理系统的建模方法第七章:Simulink在实际工程中的应用7.1 电力系统的建模和分析7.2 汽车动力系统的建模和仿真7.3 机器人控制系统的建模和优化7.4 信号处理系统的建模和算法实现结语:Simulink在系统建模中的应用前景及启示。
simulink建模
➢ Manual Switch 手动选择开关模块
➢ Rate Limiter 比率限幅模块:限制输入信号
➢ Dead Zone 死区输出模块:在规定的区内没有输出值
➢ Quantizer 量化模块:把输入信号由平滑状态变成台阶状态
精选ppt课件
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数学模块( Math )
➢ Sum 求和模块:加减运算 ➢ Product 乘法模块:乘运算 ➢ Dot Product 矢量的点乘模块:点乘运算 ➢ Gain 增益模块:比例运算 ➢ Math Function 常用数学函数模块:包括指数函数、对数
函数、求平方、开根号等常用数学函数 ➢ Trigonometric Function 三角函数模块:三角函数,包括
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向量显示
Mux
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标量扩展
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Simulink模块库
在MATLAB命令窗口中输入simulink3 结果是在桌面上出现一个用图标形式显示的 Library :simulink3的Simulink模块库窗口。
两种模块库窗口界面只是不同的显示形式,用户可以根据
各人喜好进行选用,一般说来第二种窗口直观、形象,易
于初学者,但使用时会打开太多的子窗口。
精选ppt课件
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SIMULINK模块库
SIMILINK模块库按功能进行分为以下8类子库:
➢ Continuous(连续模块) ➢ Discrete(离散模块) ➢ Function&Tables(函数和表格模块) ➢ Math(数学模块) ➢ Nonlinear(非线性模块) ➢ Signals&Systems(信号和系统模块) ➢ Sinks(输出模块) ➢ Sources(输入源模块)
第二讲Simulink建模与仿真PPT课件
(2) 模块间连线的调整
如图1,这种调整模块间连线位置的情况采用鼠标简单拖动 的办法实现。即先把鼠标移到需要移动的线段的位置,按住 鼠标左键,移动鼠标到目标位置,释放鼠标左键。
还有一种情况如图2所示,要把一条直线分成斜线段。调整 方法和前一种情况类似,不同之处在于按住鼠标之前要先按 下Shift键,出现小黑方框之后,鼠标点住小黑方框移动,移 动好后释放Shift键和鼠标。
一、选取模块
当选取单个模块时,只要用鼠标在模块上单击即可,这时模块的角上 出现黑色的小方块。选取多个模块时,在所有模块所占区域的一角按 下鼠标左键不放,拖向该区域的对角,在此过程中会出现虚框,当虚 框包住了要选的所有模块后,放开鼠标左键,这时在所有被选模块的 角上都会出现小黑方块,表示模块被选中了。此过程如下图所示。
模块名和模块图标中的字体也可以更改,方法是选定模块,在菜单 Format下选取Font,这时会弹出Set Font的对话框,在对话框中选 取想要的字体。
(3) 改变模块名的位置
模块名的位置有一定的规律,当模块的接口在左右两侧时,模块名 只能位于模块的上下两侧,缺省在下侧:当模块的接口在上下两侧时, 模块名只能位于模块的左右两侧,缺省在左侧。
模块参数设置对话
每个模块都有一个内容相同的特性(Properties)设置对 话框,如下图所示。
它包括如下几项: (1) 说明(Description)
是对该模块在模型中用法的注释。 (2) 优先级(Priority)
规定该模块在模型中相对于其他模块 执行的有限顺序。优先级的数值必须 是整数或不输入数值,这时系统会自 动选取合适的优先级。优先级的数值 越小(可以是负整数),优先级越高。 (3) 标记(Tag) 用户为模块添加的文本格式的标记。 (4) 调用函数(Open function) 当用户双击该模块时调用的Matlab函 数。 (5) 属性格式字符串(Attributes format string)
动态系统Simulink建模与仿真PPT教案学习
✓ 量化模块(Quantizer):用于输入信号的量化处理。
✓ 穿越值检测模块(Hit Crossing):
✓ 库仑与黏性摩擦(Coulomb & Viscous Friction):
✓ 返回零模块(Wrap to Zero)
在零值为不连续点,在其它 值为连续线性增益。
当输入信号值超过设定的极限值 (Threshold),输出信号返回到 零值。
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Model-Wide Utility, Ports & Subsystems(接口与子系统模块库), Signal Attributes(信号属性模块库) Signal Routing(信号路由模块库) Sinks(输出模块库) Sources(信号源模块库) User-Defined Functions(用户自定义模块库) Additional Math & Discrete (附加数学和离散系统模块库)
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将各子模块连接起来后,构成如图所示的系统模型
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7.2.2 Simulink仿真模型参数设置
1.基本模块参数设置 在完成模块的信号线连接并建立起系统的Simulink仿真模型后,需要设置模块 的参数。在Simulink模型里,双击需要修改参数的模块,弹出参数设置对话框。
。 (3)单击MATLAB主窗口工具栏里的工具
图7-1 Simulink窗口界面
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2 Simulink模块库组件
Simulink7.1模块库共包 含16个 子模块 库,它 们是:
Commonly Used Blocks(常用模块库) Continuous(连续系统模块库) Discontinuous(非连续系统模块库) Discrete(离散系统模块库) Logic and Bit Operations(逻辑与位操作模块库) Lookup Tables(查询表模块库) Math Operations(数学操作模块库) Model Verification(模型验证模块库)
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Simulink模块库浏览器
◇ Simulink中常用模块
在Simulink基本模块中选择“Continous”后,单击即弹出如图所示的连续模 块,其包括以下子模块。
Continous模块库
◇ Simulink模型调试
vdp的Simulink模型窗口
◇ 模型文件
Simulink中的各个模型都是可以适当修改的,不过这需要用户对 Simulink有非常深入的了解。Simulink的模型文件的后缀为mdl,其实可 以显示为一组代码,主要有以下几个部分组成:
● Model section:定义模型的参数。 ● BlockDefaults sections:模块的默认设置。 ● AnnotationDefaults sections:模型注解的默认值。 ● System sections:顶层系统或子系统的描述参数,包括line、block 与annotation等。