连续系统的Simulink仿真
simulink仿真
![simulink仿真](https://img.taocdn.com/s3/m/cded9415bb4cf7ec4bfed0aa.png)
2 SIMULINK的基本模块
在SIMULINK中包含: 连续系统模块库(Continuous)、 离散系统模块库(Discrete)、 数学运算模块库(Math)、 非线性模块库(Nonlinear)、 信号与系统模块库(Signal&System)、 接收(输出)模块库(Sinks)、 输入源模块库(Sources)等。 每一个模块又包含很多子模块。可见,正弦图线不够连续,这是因为显 示的采样步长参数没有调整到最好的结果。
在模型窗口选择菜单中的simulation下 的Configuration Parameters,进一步设置: 将max step size设置为0.01,将min step size设置为0.001,再次仿真得到新的图线:
输入源(Sources)模块组
Model & Subsystem Inputs
1
unti tl ed.m at
si mi n
In1
Ground
From Fi l e
From Workspace
Signal Generators
1 Constant
Signal Generator
Pul se Generator
输出选项output options refined output 细化输出 produce additional 产生附加输出 produce specified output only只产生指定输出
1、简单例子
例1 双击Signal Generator跳出属性窗口
Signal Generator模块的位置在模型库的simulink的source下, Scope模块的位置在模型库的simulink的sinks下。
采样保持,延迟一个周期
第六讲Simulink仿真
![第六讲Simulink仿真](https://img.taocdn.com/s3/m/711cb61755270722192ef71f.png)
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
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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修改参数循环仿真
![simulink修改参数循环仿真](https://img.taocdn.com/s3/m/8f6659ebb1717fd5360cba1aa8114431b90d8eb2.png)
simulink修改参数循环仿真Simulink是一款由MathWorks公司开发的系统仿真软件,广泛应用于各种领域,如控制系统、信号处理、通信等。
本文将介绍如何在Simulink中修改参数并进行循环仿真。
一、Simulink简介Simulink提供了一个图形化的环境,用户可以搭建各种复杂的系统模型,并进行仿真实验。
它支持连续时间、离散时间和混合信号系统的建模与仿真,具有丰富的库元件,包括线性元件、非线性元件、信号处理元件等。
二、修改参数的方法在Simulink中,修改参数主要有以下几种方法:1.通过参数对话框:选中需要修改参数的元件,右键点击,选择“Properties”,在弹出的对话框中找到需要修改的参数,进行修改。
2.通过MATLAB脚本:使用Simulink的MATLAB接口,可以直接对模型中的元件进行修改。
例如,可以使用以下代码修改一个双曲正切函数的增益参数:```matlab% 创建一个双曲正切函数元件h = tf("tansig", 1);% 修改增益参数h.Gain = 2;```三、循环仿真的实现在Simulink中进行循环仿真,主要有以下几个步骤:1.创建一个循环结构:可以使用Simulink内置的循环元件,如“For”循环和“While”循环。
2.添加循环变量:在循环结构中,添加一个或多个循环变量,并在仿真过程中对其进行更新。
3.设置循环条件:为循环添加条件,当条件满足时,循环将继续执行。
4.添加仿真时长:为循环仿真设置时长,以确保仿真结果的准确性。
5.运行仿真:启动仿真,观察循环结构中的输出结果。
四、实例演示以下是一个简单的循环仿真实例:1.创建模型:新建一个Simulink模型,添加一个线性环节(如一个积分环节)和一个常数环节。
2.创建循环结构:添加一个“For”循环,设置循环变量为时间变量(如`t`),范围为0到10秒,步长为0.1秒。
3.修改参数:在循环内部,修改线性环节的参数,如积分时间常数。
第五章 SIMULINK仿真基础
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设置仿真参数
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1.解题器(Solver)选项
(1)Simulation time组:设置仿真起止时间。
(2)Solve options组:选择求解器,并为其
指定参数。
– 变步长算法(Variable-step) – 固定步长算法(Fixed-step)。
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2.数据输入输出选项(Data Import/Export)
6
SIMULINK仿真基础
在工程实际中,控制系统的结构往往很复
杂,如果不借助专用的系统建模软件,则 很难准确地把一个控制系统的复杂模型输 入计算机,对其进行进一步的分析与仿真。
1990年MathWorks公司为MATLAB增加了 用于建立系统框图和仿真的环境 1992年公司将该软件改名为SIMULINK
– None:不做任何反应。 – Warning:提出警告,但警告信息不影响程序的运行。 – Error:提示错误,运行的程序停止。
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观察Simulink的仿真结果
观察仿真结果的方法有以下几种:
– 将仿真结果信号输入到输出模块“Scope”示波
器、“XY Graph”二维X-Y图形显示器与
“Display”数字显示器中,直接查看。 – 将仿真结果信号输入到“To Workspace”模块中, 再用绘图命令在MATLAB命令窗口里绘制出图形。 – 将仿真结果信号返回到MATLAB命令窗口里,再 利用绘图命令绘制出图形。
25
第二节 SIMULINK功能模块的处理
基本操作包括: 1. 选取模块 2. 复制与删除模块 3. 模块的参数和属性设置 4. 模块外形的调整 5. 模块名的处理 6. 模块的连接 7. 在连线上反映信息
26
第7章SIMULINK仿真操作
![第7章SIMULINK仿真操作](https://img.taocdn.com/s3/m/ed4c9aa50029bd64783e2ca3.png)
Direct Lookup Table (n-D) x
2-D T(u)
Lookup Table (n-D)
xdat y ydat Lookup Table Dynamic
图7-16 查表模块库(Lookup Tables)及其功能说明
(6)User-Defined Functions模块库
u
fcn
图7-15 数学运算模块库(Math operations)及其功能说明
(5)查表模块库(Lookup Tables)
2-D T[k] cos(2*pi*u) Cosine Interpolation (n-D) Lookup Table using PreLookup u k f PreLookup Index Search Sine sin(2*pi*u) Lookup Table (2-D) 2-D T(k,f)
Product
Product of Elements
Real-Imag to Reshape Rounding Complex Function sin -u u+Ts
Slider Gain
Subtract
Sum of Trigonometric Unary Minus Weighted Elements Function Sample Time Math
7.1.1 SIMULINK的窗体介绍
由于SIMULINK是基于MATLAaB环境之上的 高性能系统及仿真平台。 因此,必须首先运行MATLAB,然后才能启 动SIMULINK并建立系统的仿真模型。
图7-1 两种启动SIMULINK方法的图示说明
图7-2 Simulink库浏览器窗口
7.1.2 一个MATLAB/SIMULINK库自带的 演示实例
第三章 matlab的simulink建模与仿真
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3、其它子系统
可配置子系统,代表用 户定义库中的任意模块, 只能在用户定义库中使用。 函数调用子系统。
for循环
3)在一个仿真时间步长内,simulink可以多次进出一 个子系统。 原子子系统:
1)子系统作为一个“实际”的模块,需顺序连续执行。
2)子系统作为整体进行仿真。
3)子系统中的模块在子系统中被排序执行。
建立原子子系统:
1)先建立一空的原子子系统。
2)先建立子系统,再强制转换成原子子系统。
Edit/block parameters
在enabled subsystem
triggered subsystem
enabled and triggered subsystem中。
1)早期simulink版本中,enable和triggered信号需要从 signal&system中调用。
2)simulink后期版本中,在上述模块中含这两个信号。 3)一个系统中不能含多个enable和triggered信号。 4)其它子系统可看成某种形式的条件执行子系统。
3.4创建simulink模型(简单入门)
一、启用simulink并建立系统模型 启动simulink: (1)用命令方式:simulink (2)
二、simulink模块库简介 1、simulink公共模块库 Continuous(连续系统)
连续信号数值积分 输入信号连续时间积分
单步积分延迟,输出为前一输入
动态模型:描述系统动态变化过程
静态模型:平衡状态下系统特性值之间的关系
二、计算机仿真
1、仿真的概念
以相似性原理、控制理论、信息技术及相关领域 的有关知识为基础,以计算机和各种专用物理设备为工 具,借助系统模型对真实系统进行实验研究的一门综合 性技术。 2、仿真分类 实物仿真:建造实体模型 数学模型:将数学语言编制成计算机程序 半实体模型:数学物理仿真
连续系统Simulink状态空间建模分析方法程序设计
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毕业设计题目连续系统simulink状态空间建模分析方法程序设计所在院(系)物理与电信工程学院专业班级电子信息科学与技术连续系统simulink状态空间建模分析方法程序设计[摘要] 本课题基于对信号与信息处理课程中用matlab/simulink建模及应用分析滤波器问题的深入研究。
通过自身掌握的理论知识,主要以高阶连续系统(模拟滤波器)为例,并将其离散化,转化为离散系统,从而对离散系统处理。
用simulink状态空间函数模块建模,观察并分析波形。
其次,用matlab中的M文件编程,求解系统,绘制波形并进行频谱分析。
在本课题中,主要将连续系统转化为离散系统,再用计算机和matlab软件进行研究,用simulink对高阶离散系统建模,并设置模块参数,自定义函数为正弦波的叠加,传输函数的相关参数后运行并进行频谱分析,使信号的性态都能得到处理和研究。
通过编程,求解高阶离散系统的零输入响应,零状态响应和完全响应,求解实际生活中的各种问题,改变参数并对信号进行适当的频谱分析。
[关键字] 连续系统;离散化;simulink ;M文件Continuous system simulink state spacemodeling analysis program designAbstract: In-depth study of the signal and information processing program,using matlab / simulink modeling and application analysis on this topic filter problem. Through my own master theoretical knowledge, mainly in the high-end continuous system (analog filters), for example, and discrete, into a discrete system, and thus the discrete system processing. Simulink modeling with spatial function module status, to observe and analyze waveforms. Secondly, using the M-file matlab programming, solving system, drawing the waveform and spectral analysis. In this paper, the main continuous system into a discrete system, then the computer and matlab software research for high-end discrete system with simulink modeling, and set the module parameters, a custom function as the sine wave, the transfer function after running parameters and spectral analysis of the behavior of the signal can be processed and research. By programming, solving high-end discrete system response zero input, zero state response and complete response, solving real-life problems, changing the parameters and signals for proper spectral analysis.Keywords: Continuous system ;Discrete; Simulink; M file目录引言 (1)1 状态空间分析方法的概述 (1)2 快速创建LTI连续系统状态空间模型的方法 (2)2.1 创建LTI连续系统传递函数的方法 (2)2.2 构造描述LTI连续系统的状态空间模型矩阵 (3)3 用simulink状态空间建模求解LTI系统数值解的思路 (4)3.1 用MATLAB编程设计并描述低通数字滤波器 (4)3.2 创建系统的simulink状态空间模型 (6)3.3 模块内部参数设置及数据存储 (7)4 利用simulink状态空间建模求解LTI系统的优缺点 (8)5 连续系统simulink状态空间建模分析方法程序设计的思路 (8)5.1 调用模型文件及编程求解系统响应 (8)5.2 分析系统的频谱与相位 (10)6 状态空间分析方法的应用实例 (11)6.1 分析求解低阶电路系统 (11)6.2 设计分析滤波器系统 (12)7 结束语 (12)致谢 (12)参考文献 (13)附录 (14)引言随着科学技术的发展,系统的组成也日益复杂。
simulink仿真
![simulink仿真](https://img.taocdn.com/s3/m/990cde21b4daa58da0114a38.png)
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中连续与离散的设置
![simulink中连续与离散的设置](https://img.taocdn.com/s3/m/5d45eb65cdbff121dd36a32d7375a417876fc175.png)
simulink中连续与离散的设置在Simulink中,我们可以使用连续与离散的设置来进行系统建模与仿真。
连续与离散是两种不同的系统模型,每种模型都有其适用的场景和特点。
本文将介绍Simulink中如何进行连续与离散的设置,以及它们的应用和区别。
首先,我们来讨论连续系统的建模与仿真。
在连续系统中,信号是连续的,并且在每个时间点都有定义。
对于连续系统的建模,我们可以使用连续的数学方程描述系统的动态行为,例如微分方程。
在Simulink中,我们可以通过添加连续系统的输入和输出信号来建立连续系统的模型。
同时,我们需要选择适当的求解器来求解连续系统的微分方程并进行仿真。
Simulink提供了多种求解器选项,可以根据系统的特点选择合适的求解器。
接下来,我们来讨论离散系统的建模与仿真。
在离散系统中,信号是在离散时间点上采样得到的。
对于离散系统的建模,我们可以使用差分方程来描述系统的动态行为。
在Simulink中,我们可以使用离散的采样和保持模块来建立离散系统的模型。
在进行仿真时,Simulink会根据系统的差分方程进行离散化处理,并使用适当的离散求解器进行仿真。
与连续系统不同,离散系统的仿真是在每个离散时间点上进行的。
在Simulink中,我们可以将连续与离散系统进行组合,建立连续与离散混合系统的模型。
这种混合系统常见于控制系统中,例如连续控制器与离散执行器的组合。
在Simulink中,我们可以使用连续与离散的模块将连续部分和离散部分进行连接,并通过设置适当的采样时间来进行仿真。
同时,我们还可以通过设置不同的触发条件来控制离散模块的执行时机,以满足系统设计的需求。
综上所述,Simulink中提供了丰富的工具和功能来设置连续与离散系统,以及连续与离散混合系统的建模与仿真。
通过合理选择求解器、采样时间和触发条件,我们可以准确地模拟和分析各种系统的动态行为。
无论是连续模型、离散模型还是混合模型,Simulink都能提供强大的支持和灵活性。
SIMULINK仿真参数的设置
![SIMULINK仿真参数的设置](https://img.taocdn.com/s3/m/38192cc882d049649b6648d7c1c708a1284a0a07.png)
ode23tb:是TR-BDF2的一种实现, TR-BDF2 是具有两个阶段的隐 式龙格-库塔公式。
discrtet:当Simulink检查到模型没有连续状态utput:这个选项可以理解成精细输出,其意义是在仿真输出太 稀松时,simulink会产生额外的精细输出,这一点就像插值处理一样。 用户可以在refine factor设置仿真时间步间插入的输出点数。
产生更光滑的输出曲线,改变精细因子比减小仿真步长更有效。
精细输出只能在变步长模式中才能使用,并且在ode45效果最好。
选择Simulink菜单下的start选项来启动仿真,如果模型中有些参数 没有定义,则会出现错误信息提示框。如果一切设置无误,则开 始仿真运行,结束时系统会发出一鸣叫声。
除了直接在SIMULINK环境下启动仿真外,还可以在MATLAB命 令窗口中通过函数进行,格式如下:
[t,x,y]=sim(‘模型文件名’,[to tf],simset(‘参数1’,参数值1,‘参数2’,参 数值2, …))
除了上述3个主要的页外,仿真参数设置窗口还包括real-time workshop 页,主要用于与C语言编辑器的交换,通过它可以直接从SIMULINK 模型生成代码并且自动建立可以在不同环境下运行的程序,这些环境 包括实时系统和单机仿真。
二、启动仿真
设置仿真参数和选择解法器之后,就可以启动仿真而运行。
Save to workspace:用来设置存往MATLAB工作空间的变量类型和变 量名,选中变量类型前的复选框使相应的变量有效。一般存往工作空 间的变量包括输出时间向量(Time)、状态向量(States)和输出变量 (Output)。 Final state用来定义将系统稳态值存往工作空间所使用的 变量名。
(入门)超经典_simulink仿真
![(入门)超经典_simulink仿真](https://img.taocdn.com/s3/m/b5ae8c4ee97101f69e3143323968011ca200f765.png)
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。
实验十七 连续系统的Simulink仿真 实验报告
![实验十七 连续系统的Simulink仿真 实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/39fedebb65ce050876321391.png)
电子科技大学中山学院学生实验报告院别:电子信息学院 课程名称:信号与系统实验一、实验目的1.掌握连续系统的Simulnk 建模方法;2.掌握连续系统时域响应、频域响应的Simulink 仿真方法。
二、实验原理连续系统的Simulink 仿真分析包括系统模型的创建和仿真分析两个过程。
利用Simulink 模块库中的有关功能模块创建的系统模型,主要有S 域模型、传输函数模型和状态空间模型等形式。
若将信号源子模块库(Sources )中某种波形的信号源(如正弦或阶跃信号源)加于系统模型的输入端,图1 系统时域响应Simulink 仿真的模型以Sources 子模块库中的”lnl ”、Sinks 子模块中的”Outl ”分别作为系统模型的输入端和输出端,如图2所示。
ln1 out1图2 系统响应Simulink 仿真的综合模型建立图2形式系统模型并保存之后,利用如下响应的命令,可得到系统的状态空间变量、频率响应曲线、单位冲击响应的波形。
[A,B,C,D]=linmod(‘模型文件名’) %求状态空间矩阵。
注意:‘模型文件名’不含扩展名 bode(A,B,C,D); %绘制系统的频率特性曲线bode(A,B,C,D,l u :ω0:ωω:∆1);%绘制系统在10~ωω频率范围内,歩长为ω∆的频率特性曲线;u i 为输入端口编号,一般取1 Impulse(A,B,C,D) %绘制系统冲击响应的波形Impulse(A,B,C,D,i u ,t 0:1:t t ∆) %绘制系统在时间范围内、歩长为的冲击响应的波形Step(A,B,C,D) %绘制系统阶跃响应的波形Step(A,B,C,D,iu ,t:1:tt∆) %绘制系统在1~tt时间范围内、歩长为t∆的阶跃响应的波形以上命令,可以逐条在命令窗口输入、执行,也可编写成M文件并运行,获得所需结果。
三、实验内容(题目)3、线性系统如图17-13所示。
要求:建立系统的S域模型,编写执行Simullink仿真命令的M文件,求系统的状态空间变量,绘出系统的冲击响应波形和频率响应特性曲线。
simulink仿真连续时间系统
![simulink仿真连续时间系统](https://img.taocdn.com/s3/m/bb91616858fafab069dc0290.png)
信号与系统课程设计报告书课题名称 simulink 仿真连续时间系统姓 名 刘琦学 号 20086348院、系、部 电气系专 业 电子信息工程指导教师 孙秀婷、康朝红2011年 1 月12日simulink 仿真连续时间系统一、设计目的※※※※※※※※※※※※※ ※※※※※※※※※※※2008级信号与系统课程设计巩固已经学过的知识,加深对知识的理解和应用,加强学科间的横向联系,学会应用MATLAB 对系统进行仿真。
掌握Simulink 的使用方法。
二、设计要求(1)掌握Simulink 的使用方法;(2)用Simulink 实现建模、仿真和动态系统分析。
了解建立子系统的方法;了解用MATLAB 函数和程序实现矩形脉冲生成单元,实现对此模型的仿真。
(3)仿真RC 低通网络,并分析仿真结果。
三、模型及电路设计RC 低通网络图:四、过程分析首先根据元件伏安特性建立该电路方程组 ()t y =()t x -R ()t i (1)()t i =C ()dtt dy (2) 并化简得:()dt t dy =RC 1()t x -RC1()t y (3) 将式(3)转换为以时间向前递推的计算递推式,并以微小仿真时间步进△代替无穷小量dt 进行近似数值计算。
首先,将d ()t y =()dt t y +- ()t y 代入(3)中,并整理得时间向前递推式 :()dt t y += ()t y +RC 1()t x dt -RC1()t y dt (4) 将近似式△≈dt 代入(4)得到:()∆+t y = ()t y +RC 1()t x ∆ -RC1()t y ∆ (5) 当已知当前前时刻t 上的输入信号x(t)和状态y(t),通过式(5)就可以计算一时刻∆+t 上新的系统状态来。
五、MATLAB 仿真(1)程序: +-)(1t v )(2t v RC 11'22'+-dt=1e-5R=1e3C=1e-6T=5*1e-3t=-T:dt:Ty(1)=0x=zeros(size(t))x=1*(t>=0)for k=1:length(t)time=-T+k*dtif time>=0y(k+1)=y(k)+1./(R*C)*(x(k)-y(k))*dtelsey(k+1)=y(k)endendsubplot(2,1,1)plot(t,x(1:length(t)))axis([-T T -1.1 1.1])xlabel('t')ylabel('input')subplot(2,1,2)plot(t,y(1:length(t)))axis([-T T -1.1 1.1])xlabel('t')ylabel('output')程序中,设电容值为C=1μF,电阻R=1KΩ.因此系统的时间常数为RC=1ms. 仿真步进应远远小于系统的时间常数,故设∆=105-s.设电路在零时刻以前是断开的,在零时刻以前电容上的初始电压值一直保持不变。
simulink仿真教程计算机软件及应用it计算机专业资料课件
![simulink仿真教程计算机软件及应用it计算机专业资料课件](https://img.taocdn.com/s3/m/9626515949d7c1c708a1284ac850ad02de8007d3.png)
Block Parabmeters
Ports d Subsystems Signal Attributes Signal Routing
Open the 'Sinks'Library Sourees
User-Defined Functions
Library: siulink/Sinks
Eile Edit Yiew Tarmt Help
Parameters Numerator;
[25]
Denominator:
1347]
Absolute tolerance;
auto
0K
Cancel
Melp
spply
仿真技术
9
第九章 Simulink动态仿真
9.1.2建立Simulink仿真模型
f) 模块的连接
■ 模块之间的连接是用连接线将一个模块的输出端与另一模块 的输入端连接起来;也可用分支线把一个模块的输出端与几 个模块的输入端连接起来。
存(s)即可。
第九章 Simulink动态仿真
Eile Edit Yiew Simulation Format Iools Help
No
保存在T):
untitled adl
2s+1
3s2+s+1 Transfer Fcn
tt_et_rtw nonlinesrSystem ndl
[说明]
文件名q): 保存类型①): Simulink Models(.ma)
Initial step size
Output options
Refine oupu
Refine factor
[说明]若不设置仿真参数,则采用Simulink缺省设置.
simulink仿真原理
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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。
Matlab实验4 Simulink系统仿真
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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。
实验四:基于Simulink的控制系统仿真
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实验四:基于Simulink 的控制系统仿真实验目的1. 掌握MATLAB 软件的Simulink 平台的基本操作; 2. 能够利用Simulink 平台研究PID 控制器对系统的影响;实验原理PID (比例-积分-微分)控制器是目前在实际工程中应用最为广泛的一种控制策略。
PID 算法简单实用,不要求受控对象的精确数学模型。
1.模拟PID 控制器典型的PID 控制结构如图1所示。
`图1 典型PID 控制结构 连续系统PID 控制器的表达式为()()()()tp I Dde t x t K e t K e d K dt ττ=++⎰ (1)式中,P K ,IK 和DK 分别为比例系数,积分系数和微分系数,分别是这些运算的加权系数。
对式(7-21)进行拉普拉斯变换,整理后得到连续PID 控制器的传递函数为1()(1)I C P D P D I K G s K K s K T s s T s =++=++ (2)显然P K ,IK 和DK 这3个参数一旦确定(注意/,/I P I D D PT K K T K K ==),PID 控制器的性能也就确定下来。
为了避免微分运算,通常采用近似的PID 控制器,气传递函数为1()(1)0.11D C P I D T s G s K T s T s =+++ (3)实验过程PID 控制器的P K ,I K 和D K 这3三个参数的大小决定了PID 控制器的比例,积分和微分控制作用的强弱。
下面请通过一个直流电动机调速系统,利用MA TLAB 软件中的Simulink 平台,使用期望特性法来确定这3个参数的过程。
并且分析这3个参数分别是如何影响控制系统性能的。
【问题】某直流电动机速度控制系统如图2所示,采用PID 控制方案,使用期望特性法来确定P K ,IK 和DK 这3三个参数。
期望系统对应的闭环特征根为:-300,-300,-30+j30和-30-j30。
请建立该系统的Simulink 模型,观察其单位阶跃响应曲线,并且分析这3个参数分别对控制性能的影响。
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电子科技大学中山学院学生实验报告
院别:电子信息学院 课程名称:信号与系统实验
一、实验目的
1.掌握连续系统Simulink 的建模方法。
2.掌握连续系统时域响应、频域响应的Simulink 仿真方法。
二、实验原理
连续系统的Simulink 仿真分析包括系统模型的创建和仿真分析两个过程。
利用Simulink 模块库中的有关功能模块创建的系统模型,主要有S 域模型、传输函数模型和状态空间模型等形式。
若将信号源子模块库(Sources )中某种波形的信号源(如正弦或阶跃信号源)加于系统模型的输入端,则在系统模型的输出端用示波器观察零状态响应的
图1 系统时域响应Simulink 仿真的模型
以Sources 子模块库中的“lnl ”、Sinks 子模块中的“Outl ”分别作为系统模型的输入端和输出端,如图2所示。
ln1 out1
图2 系统响应Simulink 仿真的综合模型
建立图2形式系统模型并保存之后,利用如下响应的命令,可得到系统的
状态空间变量、频率响应曲线、单位阶跃响应和单位冲激响应的波形。
[A,B,C,D]=linmod(‘模型文件名’) %求状态空间矩阵,注意:‘模型文件名’不含扩展名
bode(A,B,C,D);%绘制系统的频率特性曲线 bode(A,B,C,D,l u :ω
:ωω:∆1);
%绘制系统在10~ωω频率范围内,歩长为ω∆的频率特性曲线;u i 为输入
端口编号,一般取1
Impulse(A,B,C,D) %绘制系统冲击响应的波形
Impulse(A,B,C,D,i
u ,t
:
1
:t
t∆) %绘制系统在时间范围内、歩长为的冲击
响应的波形
Step(A,B,C,D) %绘制系统阶跃响应的波形
Step(A,B,C,D,i
u ,t
:
1
:t
t∆) %绘制系统在
1
~t
t时间范围内、歩长为t∆的
阶跃响应的波形
以上命令,可以逐条在命令窗口输入、执行,也可编写成M文件并运行,获得所需结果。
三、实验内容
1
、已知连续系统的系统函数为。
用系统函数的形式建立系统
模型,进行Simulink仿真,(1)绘出阶跃响应波形(2)绘出系统的频率特性图。
2、已知连续系统的微分方程为
建立系统模型,进行Simulink仿真。
(1)若f(t)=,绘出系统零状
态响应波形(2)分析系统的频率特性
3、线性系统如图17-13所示。
要求:建立系统的S域模型,编写执行Simullink 仿真命令的M文件,求系统的状态空间变量,绘出系统的冲击响应波形和频率响应特性曲线。
四、实验结果
内容1:[A,B,C,D]=linmod('exp1701')
figure(1)
step(A,B,C,D,1,0:0.1:25);
figure(2)
bode(A,B,C,D,1,0:0.01:1000);
内容2:[A,B,C,D]=linmod('exp170202')
figure(1)
bode(A,B,C,D,1,0:0.01:1000);
内容3:[A,B,C,D]=linmod('exp170303')
figure(1)
impulse(A,B,C,D,1,0:0.01:100);
figure(2)
bode(A,B,C,D,1,0:0.01:10);。