综合测控实验Simulink.ppt

综合测控实验(下) 主 讲 人：黄弢、王峻峰 Simulink模块的数学描述 Simulink模块包括一系列输入、状态和输出。输出是采样时间、输入、模块状态的函数。 仿真过程 MATLAB的工具箱提供了各种数值积分方法函数： [T,Y]=solver(‘F’,TSPAN,Yo,OPTIONS) solver为微分方程的求解函数名。 F为系统模型文件名，模型为TSPAN=[To Tfinal]为积分区间，初值—终值， Yo为系统输出初始值，即To时刻的初值列向量； OPTIONS设置积分相对允误’RelTol’和绝对允误’AbsTol’， 缺省时，RelTol=1e-3, AbsTol=1e-6. solver: ode23 Runge-Kutta法 三阶积分算法、二阶误差估计、变积分步长的低阶算法 ode45 Runge-Kutta法，变步长的中等阶次积分算法 ode113 变阶的Adams-Bashforth-Moulton，多步长 ode15s 改进的Gear法，用于刚性方程的求解。 例：求微分方程 ， 先建立一个系统模型文件（m文件函数）dfun.m function y=dfun(t,x) y=sqrt(x)+5; 在命令窗口敲如下命令: [t,x]=ode23(dfun, [0 10] , 1); plot(t,x) 数值积分法、离散相似法 数值积分法上面以讲过。 离散相似法是首先将连续系统模型离散化，得到等价的或相似的离散化的模型，然后对相似的离散模型进行仿真计算。 根据这一原理，首先应将连续时间系统模型转换为等价的离散时间系统模型。连续系统离散化处理是通过①转移矩阵法；②采样和信号保持器；③变换法（如双线性变换）来实现的。 Matlab通过采样和信号保持器以及双线性变化法将连续系统模型转换为离散时间系统模型的函数C2D，调用格式为 sysd = c2d (sys, Ts, method) 其中，sys为线性连续时间系统；Ts为采样时间；sysd为等价的离散时间系统。 method为离散化方法，可以选用： ① zoh 为零阶保持器 ② foh为一阶保持器 ③ tustion为双线性变换法，④ prewarp为改进的双线性变换法 ⑤ matched使连续和离散系统具有匹配的DC增益 例：连续系统传递函数 采用一阶采样保持器，采样周期为 求其离散化系统模型，并比较离散前后系统阶跃响应。 sysc = tf ( [l -1] , [14 5] , td , 0.35 );%time delay sysd=c2d(sysc,0.1,zoh) step ( sysc, sysd ); 子系统创建及封装 SIMULINK 运行仿真 两种Simulink运行仿真的方法 使用窗口运行仿真 使用MATLAB 命令运行仿真 1. 设置仿真参数 选择菜单选项【SimulationParameters】，可以对仿真参数及算法进行设置，共有五个选项卡 解法设置（Solver）（已讲） 工作间I/O（Workspace I/O） 诊断页（Diagnostics）（自学） 高级设置（Advanced） （自学） 实时工具对话框（Real-Time Workshop） （自学） 工作间I/O Simulink作为MATLAB 的一个附件，理应与MATLAB 很好地结合，它的输入数据可以从MATLAB的工作空间中获得，其仿真结果也可以被引入到MATLAB的工作空间。实现此项功能需要用到仿真参数对话框中的工作间I/O页。 工作间I/O 页大致可以分为三个部分： ??从MATLAB工作空间获得系统输入（Load from workspace） ??仿真结果输出到MATLAB的工作空间（Save to workspace） ??输出选项（Save option） 下面对Workspace I/O选项页的功能与使用分别予以简介。 从MATLAB工作空间加载 （Load from workspace） 虽然Simulink提供了多种系统输入信号，但并不能完全满足需要。Simulink允许使用用户自定义的信号作为系统输入信号。在Load from workspace框中，用户可以设置MATLAB中的变量作为系统输入信号或系统状态初值，如下所述： （1）Input：用来设置系统输入信号，其格式为[t, u]，其中t、u 均为列向量，t 为输入信号的时间向量，u 为相应时刻的信号取值。可以使用多个信号输入，如[t, u1, u2]。输入信号与Simulink的接口由Inport模块（In1模块）实现。 （2）Initial state：用来设置系统状态变量的初始值。初始值xInitial可