第五章matlabsimulink下数学模型的建立讲述.ppt

第五章 MATLAB/simulink下数学模型建立 5.1 Simulink模块库简介 5.2 Simulink模型建立 5.3 Simulink 模型举例 模块处理：旋转、命名、隐藏名字等操作。 模块参数修正： 仿真参数模块中默认的传递函数为： 仿真参数的设定： 路径：仿真菜单栏中simulation 仿真中异常情况的诊断（Diagnostics） 5.4 线性系统数学模型 一.线性系统 控制系统常用到并联系统，这时就要对系统函数进行分解，使其表现为一些基本控制单元的和的形式。 函数[r,p,k]=residue(num,den)对两个多项式的比进行部分展开，以及把传函分解为微分单元的形式。 向量num和den是按s的降幂排列的多项式系数。部分分式展开后，余数返回到向量r，极点返回到列向量p，常数项返回到k。 [num,den]=residue(r,p,k)可以将部分分式转化为多项式比p(s)/q(s)。 部分分式展开： 》num=[2,0,9,1]; 》den=[1,1,4,4]; [r,p,k]=residue(num,den) 》 例：假设从实际自然界（力学、电学、生态等）或社会中，抽象出有初始状态为0的二阶微分方程 ， 是单位阶跃函数。本例演示如何用积分器直接构搭求解该微分方程的模型。 习题 设置仿真参数中的步长为固定步长0.01 p= 0.0000+2.0000i 0.0000-2.0000i -1.0000 k= 2 r= 0.0000-0.2500i 0.0000+0.2500i -2.0000 结果表达式： * * 计算机仿真的一般过程 仿真问题和仿真目的描述 确定仿真方案 系统描述 建立系统数学模型 建立仿真数学模型 编写仿真程序 验证模型 是否符合要求 进行仿真研究 修改方案 修改模型 修改程序 是否符合要求 是否符合要求 是否符合要求 SIMULINK是MATLAB软件的扩展，它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包，其文件类型为.mdl，它与MATLAB语言的主要区别在于，其与用户交互接口是基于Windows的模型化图形输入，其结果是使得用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建，而非语言的编程上。 所谓模型化图形输入是指SIMULINK提供了一些按功能分类的基本的系统模块，用户只需要知道这些模块的输入输出及模块的功能，而不必考察模块内部是如何实现的，通过对这些基本模块的调用，再将它们连接起来就可以构成所需要的系统模型（以.mdl文件进行存取），进而进行仿真与分析。 SIMULINK的必威体育精装版版本是SIMULINK4.0（包含在MATLAB6.0以上版本），MATLAB5.3里的版本为3.0版，它们的变化不大。 一、什么是SIMULINK 5.1 Simulink模块库简介 二、SIMULINK的启动 1、在MATLAB命令窗口中输入simulink 结果是在桌面上出现一个称为Simulink Library Browser的窗口，在这个窗口中列出了按功能分类的各种模块的名称。 当然用户也可以通过MATLAB主窗口的快捷按钮来打开Simulink Library Browser窗口。 标题栏 菜单栏 SIMILINK模块库简介： Continuous（连续模块） Discrete（离散模块） FunctionTables（函数和平台模块） Math（数学模块） Nonlinear（非线性模块） SignalsSystems（信号和系统模块） Sinks（接收器模块） Sources（输入源模块） 1、连续模块（Continuous） continuous.mdl Integrator：输入信号积分 Derivative：输入信号微分 State-Space：线性状态空间系统模型 Transfer-Fcn：线性传递函数模型 Zero-Pole：以零极点表示的传递函数模型 Memory：存储上一时刻的状态值 Transport Delay：输入信号延时一个固定时间再输出 Variable Transport Delay：输入信号延时一个可变时间再输出 2、 Math（数学模块） math.mdl Sum：加减运算 Product：乘运算 Dot Product：点乘运算 Gain：比例运算 MinMax：最值运算 Abs：取绝对值 Sign：符号函数 Math Function：包括指数函数、对数函数、求平方、开根号等常用数学函数 Trigonometric Function：三角函数，包括正弦、余弦、正切等 3、Sources（输入源模块） s