matlab中simulink使用方法.doc

参加数学建模已经很多年了，算来其中所学多源于网络上各位前辈的无私奉献。饮水当思源，承志以后继。故而添加此分类，用于交流我这些年的心得。心得分为软件和算法两类，软件可能会包括matlab/simulink，maple，mathematica，spss（被收购成了pasw），ansys，ansoft/maxwell，comsol，pscad，tc，算法可能有GA，NNs。当然，受到专业研究所限，很多时候无法得心应手，献丑于此，只为提醒自己要做到更好。 恰巧，我在自己学校的bbs上申请了相关版面的版主职位，也希望自己能整理出些基础教学，以备后生晚辈们入门。暂时的想法是，先说些simulink的相关知识，因为工科学生最常用的就是这个仿真环境，而其他软件又恰好对他保留了接口，可以说这个软件成为了算法的中心。以后将陆续说些simulink不能完成的任务，并推荐能完成这些任务的工具。开始吧—— simulink可以视作matlab下的工具库，matlab版本不断更新，simulink也不断更新，当前版本为matlab2011b。 首先要明确，simulink的作用为求解常微分方程（组）！且这是他唯一的作用！也就是说偏微分方程在simulink中是无法求解的，需要其他工具或软件作为接口，或者你够牛的，就直接写个有限元的程序。当然，常微分方程是不够的，为适应数字控制电路等离散系统，simulink可以求解离散的常微分方程，也就是差分方程，略微麻烦，不做重点介绍。 然后来看看simulink求解常微分方程（组）的方法，首先要把方程写成如下形式： y1=f1(y1,y2,...yn,t) y2=f2(y1,y2...yn,t) ... yn=fn(y1,y2...yn,t) 至于如何写成这种形式，就是降阶了，线性代数里说的很多了，比如y1=y;y2=y1=y;y3=y2=y...需要注意的是，等号右侧不能有导数项，如果等号右边出现了导数项，则说明这个方程需要积分一次。等号右侧可以有积分项，但不推荐出现，可以将出现的积分项作为新的变量，添加一个方程。 有了方程后，就可以连接成如图的形式： 其中的1/s表示积分环节，其输入为等号的左侧，输出为等号左侧的积分，subsystem表示等号右侧的搭建，此处只画出一个以示意。因此整个方程求解过程的主要工作在于subsystem的搭建，其中可能用到的运算符号在simulink的第一个库中都能找到，常用的如：加减乘除，矩阵乘法、转置、求逆，三角函数，分段函数，逻辑判断。以后会介绍这些函数的具体用法。 最后一步就是设置仿真的误差和算法了，ctrl+e，或者菜单栏上可以找到sim下con par，其中的ode等等表示算法，如ode45是龙哥库塔四阶（好像是吧，记不清）。还可以设置变步长和定步长，误差容限等等，虽然数学上认为这些算法的计算精度会差很多（一阶和四阶的差距就是步长的立方啊），但实际中，感觉并不大，小步长的欧拉算法似乎也很可靠。 先说下模块怎么找，启动simulink的截面后，会有很多库，最常用的当然是第一个名为simulink的库了，里面的模块基本都要记熟的，可以直接拖拽放到工作界面。如果是陌生的模块，可以打字有哪些信誉好的足球投注网站，如图所示，然后再拖拽。除了simulink库以外，另一个常用的库可能就是你的专业了，比如我学ee的，一般常用的就是simpower了。 然后继续上次说的，simulink的唯一功能就是求解常微分方程，且都要写出y=的形式，等号右边通常会出现哪些计算符号呢？就看看一些常用的吧，如图所示。第一行基本是每个模块必备的，第二行是加减乘除，第三行是常用函数。 constant：即常数，输出一个常数，双击可修改该值。 socpe：昵称示波器，可以用来看任一条线上的输出（当然最好是数，别是向量或者矩阵，可能会有麻烦） intergrator：积分器，这个很熟悉了吧，每个方程写出标准形式后，都要这个的 clock：时间，在求解方程时当做自变量 第二行的各位：就是加减乘除了，都支持矩阵或者向量，矩阵除法就是求逆啦~如果用矩阵或向量形式时，乘除法记得要双击修改下 abs：绝对值 eu：不只是指数函数哦~双击可以修改为平方开根号等等 sin：不只是sin哦，还有cos，arccos等等，记得是弧度制哦~ 下面来个简单的例子，比如求解y=y-x，学过数学的都知道用欧拉方程去求，算个特征根，然后代入初值条件，balabala一算，出来结果了。在simulink里可简单多了，初值条件可以双击intergrator，里面有初值选项，这里默认为0，求解自变量从0到10的解，用示波器观察y，运行后得到结果，如图所示。 如果y=的表达式复杂