计算机控制与仿真技术(第二版)-第8章 控制系统的SIMULINK仿真

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8.1.2 解算器（Solver）的参数设置 解算器（ ）
在仿真模型的窗口主菜单中，执行菜单 “ Simulation”/“Configuration Parameters”命令 命令 后， SIMULINK会弹出仿真参数设置对话框标签 会弹出仿真参数设置对话框标签 之一“ 解算器标签页。 之一“Solver”解算器标签页。 解算器标签页 解算器（ 解算器 （ Solver） 标签页参数设定是进行仿 ） 真工作前准备的必须步骤， 真工作前准备的必须步骤 ， 如何设定参数是根据 要解决问题的要求而决定的，以便使SIMULINK 要解决问题的要求而决定的 ，以便使 发挥最佳的仿真效果。 发挥最佳的仿真效果。 最基本的参数设定包括仿真的起始时间与终 止时间、仿真的步长大小与求解问题的算法等等。 止时间 、 仿真的步长大小与求解问题的算法等等 。
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本 章 结 束
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8.1.3 Data Inport/Export参数设置 参数设置
选择仿真控制参数Configuration Parameters对话 选择仿真控制参数 对话 选项， 框左边的 “Data Inport/Export”选项，就可打开其参 选项 数设置窗口。 数设置窗口。 在该对话框中可以设置SIMULINK和当前工作区的 在该对话框中可以设置 和当前工作区的 数据输入输出。通过设置， 数据输入输出。通过设置，可以从当前工作空间输入 数据、初始化状态模块（State），也可把仿真结果、 数据、初始化状态模块（ ） 也可把仿真结果、 状态模块数据、时间数据等保存到当前工作区。 状态模块数据、时间数据等保存到当前工作区。最后 可以设置输出选项，输入输出的数据格式可以是矩阵、 可以设置输出选项，输入输出的数据格式可以是矩阵、 结构或包含时间数据的结构等。 结构或包含时间数据的结构等。
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8.1 设置 设置SIMULINK仿真参数 仿真参数
8.1.1 系统模型的实时操作与仿真参数设置 1. 系统模型的实时操作
在SIMULINK的模型窗口下，使用其窗口主菜 的模型窗口下， 的模型窗口下 单“Simulation”｜“Start”命令可以对系统进行仿 ｜ 命令可以对系统进行仿 仿真开始后“ 变为“ 真，仿真开始后“Start”变为“Pause”，选中 变为 ， 可以暂停仿真的执行， “Pause”可以暂停仿真的执行，要停止仿真可以选 可以暂停仿真的执行 择“Stop”。 。
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8.2.2 利用 利用SIMULINK动态结构图仿真 动态结构图仿真
基本思路： 基本思路： 先将动态结构图转换为状态空间模型， 先将动态结构图转换为状态空间模型 ， 然后再 仿真。利用SIMULINK提供的 提供的linmod ( )或linmod2 仿真。利用 提供的 或 ( )两个函数，从连续系统中提取线性模型。两个函 两个函数， 两个函数 从连续系统中提取线性模型。 数命令执行后，都可以得到一个用[A,B,C,D]表达的 数命令执行后，都可以得到一个用 表达的 状态空间模型。 状态空间模型 。 然后就可以对这个状态空间模型来 进行各种仿真。 进行各种仿真。
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8.2 控制系统 控制系统SIMULINK仿真 仿真
8.2.1 利用 利用SIMULINK系统仿真模型仿真 系统仿真模型仿真 1. 仿真的开始与停止
通常，启动与停止仿真有如下两种方法： 通常，启动与停止仿真有如下两种方法： 在SIMULINK的模型窗口下，选择其窗口主菜单 的模型窗口下， 的模型窗口下 命令可以对系统进行仿真。 “Simulation”｜“Start”命令可以对系统进行仿真。 ｜ 命令可以对系统进行仿真 仿真开始后“Start”变为“Pause”，选中“Pause” 仿真开始后“ 变为“ ，选中“ 变为 可以暂停仿真的执行，要停止仿真可以选择“ 可以暂停仿真的执行，要停止仿真可以选择“Stop”。 。
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1. 模型线性化
（1）连续系统的线性化模型 ） 提供的linmod或linmod2函数命 用SIMULINK提供的 提供的 或 函数命 令将非线性系统在某平衡工作点表示为近似的线性 模型。 模型。 linmod或linmod2函数指令调用的一般格式为： 函数指令调用的一般格式为： 或 函数指令调用的一般格式为 [A，B，C，D]=linmod或linmod2（‘模型名 ， ， ， 或 （ 工作点向量x，输入向量u） 称’，工作点向量 ，输入向量 ）
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单击模型窗口下的“ 按钮， 单击模型窗口下的“Start Simulation”按钮，也可 按钮 以对系统进行仿真。仿真开始后“ 以对系统进行仿真。仿真开始后“Start Simulation” 按钮变为“ 按钮， 按钮变为“Pause Simulation”按钮，单击按钮可以 按钮 暂停仿真，要停止仿真可以选择“ 按钮。 暂停仿真，要停止仿真可以选择“Stop”按钮。 按钮
第8章 控制系统的SIMULINK仿真 控制系统的SIMULINK仿真
通过本章学习，应该掌握以下内容： 通过本章学习，应该掌握以下内容：
SIMULINK仿真参数的设置 仿真参数的设置 利用SIMULINK系统仿真模型进行仿 真的方法 系统仿真模型进行仿 利用 利用SIMULINK动态结构图进行仿真的方法 动态结构图进行仿真的方法 利用
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2. 利用线性模型进行仿真
有了系统的线性模型，就可以利用 有了系统的线性模型，就可以利用MATLAB提供 提供 的仿真函数对系统来进行各种仿真。 的仿真函数对系统来进行各种仿真。 如利用step（sys）或step（A, B, C, D）自动绘制 如利用 （ ） （ ） 出系统单位阶跃响应曲线。 出系统单位阶跃响应曲线。 利用bode（sys）或bode（A, B, C, D）函数绘制 利用 （ ） （ ） 控制系统的对数振幅频率特性曲线与对数相位频率 特性曲线。 特性曲线。 利用margin（sys）函数求出系统的频域性能指标， 利用 （ ）函数求出系统的频域性能指标， 还可以把频域性能指标附在波德图上。 还可以把频域性能指标附在波德图上。
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（2）离散系统的线性化模型 ） SIMULINK提供的 提供的dlinmod（）函数能够从离散、 （）函数能够从离散 提供的 （）函数能够从离散、 多频或混合系统中提取一个任何给定采样频率的近 似线性模型。当采样时间ts取为零时 取为零时， 似线性模型。当采样时间 取为零时，就可得到近 似的连续线性模型；否则，得到离散线性模型。 似的连续线性模型；否则，得到离散线性模型。该 指令的一般调用格式是 [Ad, Bd, Cd, Dd]=linmod（'modelname', ts, x, u, （ para,） ）
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2. 观察 观察SIMULINK的仿真结果 的仿真结果
SIMULINK提供了以下几种仿真结果分析方法： 提供了以下几种仿真结果分析方法： 提供了以下几种仿真结果分析方法 将仿真结果信号输入到输出模块“ 示波器、 将仿真结果信号输入到输出模块“Scope”示波器、 示波器 二维X-Y图形显示器与“Display”数字 图形显示器与“ “XY Graph”二维 二维 图形显示器与 数字 显示器中直接查看图形或者数据。 显示器中直接查看图形或者数据。 将仿真结果信号输入到“ 模块中， 将仿真结果信号输入到“To Workspace”模块中， 模块中 即保存到MATLAB工作空间里，再用绘图命令在 即保存到 工作空间里， 工作空间里 MATLAB命令窗口里绘制出图形。 命令窗口里绘制出图形。 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 命令窗口里， 将仿真结果信号返回到 命令窗口里 用绘图命令绘制出图形。 用绘图命令绘制出图形。
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2. 仿真参数的设置
在仿真之前通常要对仿真参数进行设置， 在仿真之前通常要对仿真参数进行设置，这就是 主菜单项“ 主菜单项“Simulation”下“Configuration 下 Parameters”菜单命令要完成的任务。打开一个仿真 菜单命令要完成的任务。 菜单命令要完成的任务 参数对话框后，在其中可以设置仿真参数， 参数对话框后，在其中可以设置仿真参数，