MATLABSIMULINK最常见问题

生活中
宇航技术
• 宇航飞行器自动控制系统一般包含两个相 互作用但效应速度相差十分悬殊的子系统 • 一个是控制飞行器质心运动的系统，当飞 行器速度较大时，质心运动惯性较大，因 而相对来说变化缓慢； • 另一个是控制飞行器运动姿态的系统，由 于惯性小，相对来说变化很快，因而整个 系统就是一个刚性系统。
• 在变步长算法中，步长大小与信号变化快慢反向 相关。 • 容许误差限的作用是控制计算精度。当误差超过 容许误差限时会自动修正步长。在迭代的每一步 (不妨设是第i次迭代)，程序都会将计算出来的值 与期望值相见得出一个误差e(i)，若e(i)满足： e(i)<=max(相对容许误差限*|y(i)|, 绝对容许误差 限)，则表明第i次迭代是正确的，否则，程序会自 动将步长减小，再来验证上述不等式是否成立。 重复上述过程，直到上述不等式成立为止。
•
•
八、建模与结果输出
• • 元件的布局尽量合理、美观、整齐 一定要养成符合实际电路实验时，搭建电路的 习惯，先完成主电路，再连接测量元件。测量 电流和电压的元件，以及示波器等虚拟设备， 不要当成电路的一部分。 模型拷贝：edit>copy mode to clipboard，和输 出波形拷贝的方法。当然均可以采用屏幕打印 （printscreen）的方式。 波形输出
四、关于仿真参数配置
• 仿真时间 • 仿真时间：注意这里的时间概念与真实的 时间并不一样，只是计算机仿真中对时间 的一种表示，比如10秒的仿真时间，如果 采样步长定为0.1，则需要执行100步，若 把步长减小，则采样点数增加，那么实际 的执行时间就会增加。
• “Type”:设置微分（差分）方程求解类 型，”Variable-step”表示采用变步长算 法。”Fixed-step”表示采用定步长算法。
• 当求解类型是”Variable-step”时，有以下选项： • 1”Max step size”——最大步长，若为auto,则最大 步长位(Stop time-Start time)/50。 • 2”Min step size”——最小步长。 • 3”Initial step size”——初始步长。 • 4”Relative tolerance”——设置相对容许误差限。 • 5”Absolute tolerance”——设置绝对容许误差限。
一、Simulink的工作原理
• 我们在Simulink中连线的过程实际上是定义 微分（差分）方程（组）的过程。而仿真 则是求微分（差分）方程（组）数值解的 过程。
二、关于刚性问题（stiff）
什么是刚性问题？ 在用微分方程描述的一个变化过程中，若往往又包含 着多个相互作用但变化速度相差十分悬殊的子过程， 这样一类过程就认为具有 “刚性”。描述这类过程的 微分方程初值问题称为“刚性问题”。
• continuous和discrete两种状态的主要差别 在于他们取值的时间问题，既在continuous 中，理论是无间隔 时间，计算机的做法可 能是很短时间内更新一次值，而discrete则 是很长时间更新一次值，这个很短和很长 的概念是他两相对来说的。 • 离散系统采用差分方程表示，和前一时刻 的状态有关，所以必须知道先前状态连续 系统采用微分方程描述 。
多步法；Adams算法；高低 精度均可到 10-3～10-6 计算时间比 ode45 短
ode23t ode15s ode23s
源自文库
适度刚性 采用梯形算法 刚性 刚性 多步法；Gear’s 反向数值微 分；精度中等 单步法；2 阶Rosebrock 算 法；低精度 梯形算法；低精度
适度刚性情形 若 ode45 失效时，可 尝试使用 当精度较低时，计算 时间比 ode15s 短 当精度较低时，计算 时间比ode15s短
五、关于两种信号
• Simulink 和PSB 两种信号，前者的连线代 表着信号流的方向，后者则仅代表电气上 的连接 • 两种模块连接时必须要进行信号的转换， 可用电压测量模块和受控电流源模块来实 现两种信号之间的转换。
六、示波器多曲线识别
• Displaying Multiple Signals with the Scope Block • When displaying a vector or matrix signal on the same axis, the Scope block assigns colors to each signal element, in this order: • 示波器中的显示顺序 • Yellow • Magenta紫红，洋红色 • Cyan蓝绿，青色 • Red • Green • Dark Blue
• Initial step size（初始步长参数）：一般建议使用“auto” 默认值即可。 仿真精度的定义（对于变步长模式） Relative tolerance（相对误差）：它是指误差相对于状态 的值，是一个百分比，缺省值为1e-3，表示状态的计算值 要精确到0.1%。 Absolute tolerance（绝对误差）：表示误差值的门限， 或者是说在状态值为零的情况下，可以接受的误差。如果 它被设成了auto，那么simulink为每一个状态设置初始绝 对误差为1e-6。 •
ode23tb 刚性
• 如果模型全部是离散的，则对于变步长和 定步长，解法都采用discrete方式。 • ode45和ode23实际上都是采用RungeKutta法，而ode23达到同样的精度时要比 ode45步长小。 • ode23s和ode15s可以解Stiff方程。 • ode113是变阶的Adams法，可以多步预报 校正。
电力电子
三、关于求解器（solver）
• 一个适当算法的选择，可以有效的缩短仿 真时间和提供仿真的精度。
求解器
ode45
ODE类 型
非刚性
特点
说明
单步法；4，5 阶 R-K 方法； 大部分场合的首选方 累计截断误差为 (△x)3 法
ode23
ode113
非刚性
非刚性
单步法；2，3 阶 R-K 方法； 使用于精度较低的情 累计截断误差为 (△x)3 形
七、Scope背景色设置
• 在matlab命令窗口运行下面两条命令： • set(0,'ShowHiddenHandles','on'); set(gcf,'menubar','figure'); • 之后scope会出现相应的菜单，然后edit>figure property，即可修改scope背景色 • 需要点击axis，然后修改colors • 对于scope中输出曲线的颜色，直接在 scope相应的曲线，即会弹出其属性设置窗， 从而设置曲线颜色。