matlab之simulink仿真⼊门
Matlab Simulink仿真⼯具的应⽤
Simulink是⼀个⽤来对动态系统进⾏建模、仿真和分析的软件包。使⽤Simulink来建模、分析和仿真各种动态系统(包括连续系统、离散系统和混合系统),将是⼀件⾮常轻松的事情。
它提供了⼀种图形化的交互环境,只需⽤⿏标拖动的⽅法便能迅速地建⽴起系统框图模型,甚⾄不需要编写⼀⾏代码。
由于Simulink具有强⼤的功能与友好的⽤户界⾯,因此它已经被⼴泛地应⽤到诸多领域之中,如:
(1)通讯与卫星系统。
(2)航空航天系统。
(3)⽣物系统。
(4)物流系统。
(6)制造系统。
(7)⾦融系统。
simulink作为matlab中⼀个强⼤的库,在⾃动控制⽅⾯有着不可替代的作⽤。鉴于⽹上已有⼤量教材,仅提供⼀个⼩例⼦,以为⼊门。基础理论可参考。
打开matlab2014a(我⽤的是这个啦),点击simulink库。
漫长的等待后……出现:
Simulink模块库浏览器可以按照类型选择合适的系统模块、获得系统模块的简单描述以及查系统模块等,并且可以直接将模块库中的模块拖动或者拷贝到⽤户的系统模型中以构建动态系统模型。
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(函数和平台模块)
Math(数学模块)
Nonlinear(⾮线性模块)
Signals&Systems(信号和系统模块)
Sinks(接收器模块)
Sources(输⼊源模块)
这⾥⽤⼀个⾮常简单的例⼦介绍如何建⽴动态系统模型。此简单系统的输⼊为⼀个正弦波信号,输出为此正弦波信号与⼀个常数的乘积。要求建⽴系统模型,并以图形⽅式输出系统运算结果。
已知系统的数学描述为:
u(t)=sin(t),t≥0
y(t)=au(t)=asin(t),a= 0
单击新建模型按钮,即可打开:
Simulink系统模拟编辑器窗⼝。
依次将公共模块库和专业模块库中各控件通过⿏标左键拖动到Simulink系统模拟编辑器窗⼝中。
系统输⼊模块库Sources中的Sine Wave控件:产⽣⼀个正弦波信号。
数学库Math Operations中的Gain控件:将信号乘上⼀个常数(即信号增强)。
系统输出Sink中的Scope控件(⽰波器控件):图形⽅式显⽰结果。
-已放⼊控件后的Simulink框图:
连接控件
在选择构建系统模型所需的所有模块后,需要按照系统的信号流程将各系统模块正确连接起来。连接
系统模块的步骤如下:
(1) 将光标指向起始块的输出端⼝,此时光标变成“+”。
(2) 单击⿏标左键并拖动到⽬标模块的输⼊端⼝,在接近到⼀定程度时光标变成双⼗字。这时松开⿏标键,连接完成。完成后在连接点处出现⼀个箭头,表⽰系统中信号的流向。
复制控件
如果需要⼏个同样的模块,可以使⽤⿏标右键单击并拖动某个块进⾏拷贝。也可以在选中所需的模块后,使⽤Edit菜单上的Copy 和Paste 或使⽤热键Ctrl+C和Ctrl+V完成同样的功能。
连线分⽀与连线改变
在某些情况下,⼀个系统模块的输出同时作为多个其它模块的输⼊,这时需要从此模块中引出若⼲连线,以连接多个其它模块。对信号连线进⾏分⽀的操作⽅式为:使⽤⿏标右键单击需要分⽀的信号连线(光标变成“+”),然后拖动到⽬标模块。
控件参数设置
当⽤户按照信号的输⼊输出关系连接各控件之后,系统模型的创建⼯作便已结束。
为了对动态系统进⾏正确的仿真与分析,必须设置正确的控件参数。
控件参数的设置⽅法如下:
1.双击控件图标,打开控件参数设置对话框。
2.在参数设置对话框中设置合适的控件参数。
仿真参数设置
如何用matlab将已知点连线1、仿真起⽌时间设置
在缺省情况下,Simulink默认的仿真起始时间为0s,仿真结束时间为10 s。
对于简单系统,当时间⼤于25时系统输出才开始转换,因此需要设置合适的仿真时间。
设置仿真时间的⽅法有两种:
(1)选择菜单Simulation中的Model configuration Parameters(或使⽤快捷键Ctrl+E),打开仿真参数设置对话框,在Solver选项卡中“Simulation time”栏设置系统仿真时间区间。设置系统仿真起始时间为0 s、结束时间为100 s。
(2)Simulink系统模拟编辑器窗⼝上⽅的仿真时间设置栏。
2、仿真步长设置
在使⽤Simulink对简单系统进⾏仿真时,影响仿真结果输出的因素有仿真起始时间、结束时间和仿真步长。对于简单系统仿真来说,不管采⽤何种求解器,Simulink总是在仿真过程中选⽤最⼤的仿真步长。
最⼤步长默认取值为auto,设置仿真步长的⽅法为:
选择菜单Simulation中的Model configuration Parameters(或使⽤快捷键Ctrl+E),打开仿真参数设置对话框,在Solver选项卡中“Solver options”栏的max step size设置系统仿真时间区间。
运⾏仿真
当对系统中各控件参数以及系统仿真参数进⾏正确设置之后,单击系统模型编辑器上的Run图标(⿊⾊三⾓)或选择Simulation菜单下的Run便可以对系统进⾏仿真分析。
-显⽰系统仿真结果
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