Simulink仿真入门培训
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Simulink动态系统仿真入门Simulink是基于MA TLAB的图形化仿真设计环境,是MATLAB 提供的进行动态系统建模、仿真和综合分析的集成软件包。
它使用图形化的系统模块对动态系统进行描述,并在此基础上采用MATLAB 的计算引擎对动态系统在时域内进行求解。
它可以处理的系统包括:线性、非线性、离散、连续及混合、单任务、多任务离散事件等。
在MATLAB7.X版本中,可以直接在Simulink环境中运作的工具箱和模型库很多,已经覆盖了航天、航空、通信、控制、信号处理等等诸多领域,涉及内容专业性很强。
1、Simulink系统的启动由于Simulink和MATLAB是高度集成在一起的,因此启动Simulink必须先启动MA TLAB。
在MA TLAB启动Simulink可以通过在命令窗口输入Simulink,或者点击MATLAB工具栏的Simulink 快速启动图标。
启动Simulink后,出现Simulink的主窗口,选择主菜单File中的New\model,即可以打开系统模型编辑器。
下图依次是MATLAB 主窗口、Simulink主窗口和系统模型编辑窗口,图中的箭头表示了操作顺序。
在打开一个新的系统模型文件以后,用户可以从Simulink模块库中选择适合的系统模块或自定义模块来建立系统模型。
我们通过一个简单的例子来分步说明Simulink建模和仿真的能力。
1)在MATLAB 窗口运行Simulink。
打开Simulink模块库浏览器。
2)点击Source子库前的“+”展开库,可以看到各种信源模块。
3)点击新建图标,打开一个空白型的模型窗口。
4)用鼠标选中需要的信源模块,把它拖入新建的空白模型编辑窗口,生成一个正弦波的复制品。
5)同样将信宿库Sinks中的示波器Scope拷贝到模型窗口。
6)利用鼠标完成两个模块的连线操作,完成一个简单的模型。
7)为进行仿真,双击示波器模块,打开示波器显示屏。
第2章Simulink仿真入门Simulink是基于MATLAB的图形仿真设计环境。
它支持:1、线性和非线性系统;2、连续时间系统、离散时间系统;3、多进程的。
使用图形的系统模块对动态系统进行描述,并在此基础上采用MATLAB引擎对动态系统在时域进行求解。
MATLA计算引擎主要对系统微分方程和差分方程求解。
MATLAB主要求解的是数值解。
1) SIMULINK重要求解常微分方程等,求解这些问题的解主要用到数值计算方法,那么数值解和通常所说的解析解有什么不同?(什么是数值解)1. 解析解:所谓的解析解是一种包含分式、三角函数、指数、对数甚至无限级数等基本函数的解的形式。
用来求得解析解的方法称为解析法〈analytic techniques、analytic methods〉,解析法即是常见的微积分技巧,例如分离变量法等。
解析解为一封闭形式〈closed-form〉的函数,因此对任一独立变量,我们皆可将其带入解析函数求得正确的相依变量。
2. 数值解:当无法借由微积分技巧求得解析解时,这时便只能利用数值分析的方式来求得其数值解了。
数值方法变成了求解过程重要的媒介。
在数值分析的过程中,首先会将原方程式加以简化,以利后来的数值分析。
例如,会先将微分符号改为差分符号等。
然后再用传统的代数方法将原方程式改写成另一方便求解的形式。
这时的求解步骤就是将一独立变量带入,求得相依变量的近似解。
因此利用此方法所求得的相依变量为一个个分离的数值〈discrete values〉,不似解析解为一连续的分布,而且因为经过上述简化的动作,所以可以想见正确性将不如解析法来的好。
2.1simulink基本操作上机操作,主要包括:*模块的操作:选择(一个或多个)模块标签*信号线:模块间连接;线段的移动;节点的移动;分支信号线、删除信号线,信号线标签,信号线的折叠2.2 运行仿真及参数简介仿真前,必须对各种参数进行配置。
通过下面两方法来设置仿真参数:1、simulation-configuration parameters来设置仿真参数;2、模型窗口的空白处右击,弹出simulation-configuration parameters打开。
一、simulink在建模中的应用:提到simulink我们就会想到仿真所以首先介绍仿真的感念1>仿真1)什么是仿真仿真就是以相似性原理、控制论、信息技术及相关领域的有关知识为基础(进行系统建模或者数学建模),以计算机和各种专用物理设备为工具(仿真建模及仿真试验),借助系统模型对真实系统的进行试验的一种综合性技术。
2)仿真的分类:实物仿真,数学仿真;而计算机仿真是数学仿真的一种;而simulink仿真又是计算机仿真的一种,这点希望大家注意;3)联系仿真的三个基本要素的三项基本活动是:模型建立(主要指数学模型和系统模型),仿真模型建立,仿真实验。
4)仿真的三个基本要素:系统、模型、计算机在知道了仿真的三个要素后,我们下面着重阐述:系统和模型2>系统:是指具有某些特定的功能、相互联系、相互作用的元素(模块)的集合。
3>a.模型的概念,相信大家已经熟悉了,我在这里就不多说了。
b.我在这里说明下模型的分类,模型可以分为:实物模型和数学模型。
而数学模型又可以分为原始数学模型和仿真数学模型。
4>下面请大家把我给大家的“培训预习1”打开,我们下面准备围绕着那两张图片来讲解simulink仿真在建模中的具体地位:右上角的黄色区域是数学模型,我们可以看到,从系统模型转化成的对应的数学模型分类。
左上角是系统模型,我们可以清楚的看到,系统模型的分类。
然后往下的就是仿真区域,我们可以得到相应的数学模型对应的仿真数学模型。
具体的三个模型的演化过程,我在黑色区域中,用一个流图表示,具体如下图:通过上图我们可以直观的指导方针的在建模中的地位在流图中的‘仿真1’就是我们要在建模中要讨论的仿真,也就是simulink仿真所在的位置。
而由‘仿真2’得到的结果是一些实物模型,例如:飞机模型,建筑模型等。
这样我们就明确了simulink在整个建模过程中的地位了。
给大家一分钟时间大家结合图形理解一下。
5>上面我们从宏观上把握了simulink在建模中的应用,下面我们具体讲一下它在建模中的应用:实际上,仿真在建模中的应用,主要集中在以下几个方面个地方:1)应用于模型的本身。