Simulink建模与仿真资源 第1－3章 教学课件 ppt 作者 姚俊_ 第3章 动态系统模型及其Simulink表示.pdf

第3章 第3章 动态系统模型及其Simulink表示 3.1 简单系统模型及表示 3.2 离散系统模型及表示 3.3 连续系统模型及表示 3.4 混合系统模型及表示 第3章 3.1 简单系统模型及表示 3.1.1 简单系统的基本概念 不同系统具有不同数量的输入与输出；一般来说， 输入输出数目越多，系统越复杂。最简单的系统一般 只有一个输入与一个输出，而且任意时刻的输出只与 当前时刻的输入有关。本节首先介绍简单系统的基本 概念以及简单系统的Simulink表示。 第3章 【定义3.1 】 简单系统。对于满足下列条件的系统， 我们称之为简单系统： (1) 系统某一时刻的输出直接且唯一依赖于该时刻的 输入量。 (2) 系统对同样的输入，其输出响应不随时间的变化 而变化。 (3) 系统中不存在输入的状态量，所谓的状态量是指 系统输入的微分项（即输入的导数项）。 第3章 设简单系统的输入为x ，系统输出为y ，x可以具有不 同的物理含义。对于任何系统，都可以将它视为对输 入变量x 的某种变换，因此可以用T [ ]表示任意一个系 统，即 y ＝T [x] 对于简单系统，x 一般为时间变量或其它的物理变量， 并具有一定的输入范围。系统输出变量y 仅与x 的当前 值相关，从数学的角度来看，y 是x 的一个函数，给出 一个x值，便有一个y 值与之对应。 第3章 【例3.1 】 对于如下的一个系统：  2 , [0, 1] u t  y  1  2 , 1 u t  其中为系统的输入变量，为时间变量，y 为系统的 输出变量。输入变量。很显然，此系统服从简单系统 的条件，为一简单系统。系统输出仅由系统当前时刻 的输入决定。 第3章 3.1.1 简单系统的描述方式 一般来讲，简单系统都可以采用代数方程与逻辑结 构相结合的方式进行描述。 1. 代数方程 采用数学方程对简单系统进行描述，可以很容易 由系统输入求出系统输出，并且由此可方便地对系统 进行定量分析。 2. 逻辑结构 一般来说，系统输入都有一定的范围。对于不同范 围的输入，系统输出与输入之间遵从不同的关系。由 系统的逻辑结构可以很容易了解系统的基本概况。 第3章 3.1.1 简单系统的Simulink描述 本章主要介绍动态系统的基本知识，为使用Simulink 进行系统仿真打下基础。因此这里并不准备建立系统 的Simulink模型，而是采用编写M脚本文件的方式对系 统进行描述并进行简单的仿真。下面以【例3.1 】中的 简单系统为例，说明在Simulink中如何对简单系统进行 描述。 第3章 【例3.1 】中的简单系统，编写如下的systemdemo1.m脚本文件进行描 述与分析。 % systemdemo1.m文件 u=0:0.1:10; % 设定系统输入范围与仿真步长 leng=length(u); % 计算系统输入序列长度 fo