SIMULINK仿真方法简介
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Simulink仿真摘要:simulink作为matlab的衍生模组,具有强大的仿真能力。
原则上你可以将任意具有明确映射关系的物理量进行仿真模拟。
对于相互间关系不明确的物理量,则可以通过输入输出数据的采集,然后通过模糊控制的方案替代明确的映射关系。
本文主要针对的是以电焊机电路为主,其他仿真为辅的教程性质的文章。
关键词:matlab Simulink 仿真电焊机教程第一章初识软件 (2)1.1 simulink 简介 (2)1.2 simulink基础页面 (2)1.3 常用库的介绍 (3)1.3.1 simulink库 (4)1.3.1.1 常用模块库 (4)1.3.1.2 其他常用子库模块 (6)1.3.2 电气库Simscape (7)1.3.2.1 Electrical库 (7)1.3.2.2 Specialized Technology库 (8)1.4模块连接 (9)第二章简单仿真系统的建立 (11)2.1传递函数S信号仿真 (11)2.1.1 运放环节的等效替代 (11)2.1.2 等效变换 (12)2.1.3 逻辑仿真 (13)2.2电气库仿真 (13)2.3子系统和模块的建立 (15)2.3.1 子系统的建立 (15)2.3.2 模块的建立 (16)第三章复合仿真 (18)3.1 m函数模块 (18)3.1.1 简单编程 (18)3.1.2 部分函数介绍 (19)3.2 整体模型 (21)3.3 仿真注意事项 (22)3.3.1 注意事项1 (22)3.3.2 注意事项2 (23)3.3.3 注意事项3 (24)3.3.4 注意事项4 (24)结语 (25)第一章初识软件Matlab作为一块应用广泛的软件,在许多领域中具有广泛的应用,所以掌握matlab的一些基础运用是一个很有用的技能。
Matlab广泛应用于数字图像处理,程序控制,仿真模拟等多个领域之中。
这款软件的核心基础在于强大的矩阵计算能力,无论是程序处理还是仿真计算,其本质就是通过矩阵运算的方式得出解。
simulink热仿真摘要:一、Simulink 简介1.Simulink 的定义2.Simulink 的应用领域二、Simulink 热仿真1.热仿真的概念2.Simulink 热仿真的特点3.Simulink 热仿真的应用场景三、Simulink 热仿真的基本步骤1.准备模型2.添加热仿真模块3.配置模型参数4.运行仿真四、Simulink 热仿真的高级技巧1.模型优化2.结果分析3.参数调整五、Simulink 热仿真的实际应用案例1.案例介绍2.案例实施过程3.案例结果分析六、总结1.Simulink 热仿真的优势2.Simulink 热仿真的发展前景正文:一、Simulink 简介Simulink 是由美国MathWorks 公司开发的一款用于模型构建、仿真和分析的软件。
它采用图形化用户界面,用户可以通过拖拽组件来构建模型,然后对模型进行仿真和分析。
Simulink 广泛应用于各种领域,如控制系统、信号处理、通信等。
二、Simulink 热仿真1.热仿真的概念热仿真,顾名思义,是指对热现象进行仿真的过程。
在工程领域,热仿真常常用于分析物体在温度变化下的热传导、热膨胀等现象。
通过热仿真,可以预测设备在不同温度条件下的性能,为产品设计提供依据。
2.Simulink 热仿真的特点Simulink 热仿真具有以下特点:(1)丰富的模块库:Simulink 提供了丰富的热仿真模块,用户可以根据需要选择合适的模块进行模型构建。
(2)图形化界面:Simulink 采用图形化界面,使得模型构建和仿真过程更加直观。
(3)强大的仿真功能:Simulink 热仿真可以对复杂的模型进行高效、精确的仿真。
3.Simulink 热仿真的应用场景Simulink 热仿真主要应用于以下场景:(1)电子设备的热分析:分析电子设备在不同工作条件下的温度分布,以保证设备的可靠性和稳定性。
(2)机械设备的热分析:分析机械设备在高温或低温条件下的热膨胀、热变形等问题。
simulink修改参数循环仿真Simulink是一款由MathWorks公司开发的系统仿真软件,广泛应用于各种领域,如控制系统、信号处理、通信等。
本文将介绍如何在Simulink中修改参数并进行循环仿真。
一、Simulink简介Simulink提供了一个图形化的环境,用户可以搭建各种复杂的系统模型,并进行仿真实验。
它支持连续时间、离散时间和混合信号系统的建模与仿真,具有丰富的库元件,包括线性元件、非线性元件、信号处理元件等。
二、修改参数的方法在Simulink中,修改参数主要有以下几种方法:1.通过参数对话框:选中需要修改参数的元件,右键点击,选择“Properties”,在弹出的对话框中找到需要修改的参数,进行修改。
2.通过MATLAB脚本:使用Simulink的MATLAB接口,可以直接对模型中的元件进行修改。
例如,可以使用以下代码修改一个双曲正切函数的增益参数:```matlab% 创建一个双曲正切函数元件h = tf("tansig", 1);% 修改增益参数h.Gain = 2;```三、循环仿真的实现在Simulink中进行循环仿真,主要有以下几个步骤:1.创建一个循环结构:可以使用Simulink内置的循环元件,如“For”循环和“While”循环。
2.添加循环变量:在循环结构中,添加一个或多个循环变量,并在仿真过程中对其进行更新。
3.设置循环条件:为循环添加条件,当条件满足时,循环将继续执行。
4.添加仿真时长:为循环仿真设置时长,以确保仿真结果的准确性。
5.运行仿真:启动仿真,观察循环结构中的输出结果。
四、实例演示以下是一个简单的循环仿真实例:1.创建模型:新建一个Simulink模型,添加一个线性环节(如一个积分环节)和一个常数环节。
2.创建循环结构:添加一个“For”循环,设置循环变量为时间变量(如`t`),范围为0到10秒,步长为0.1秒。
3.修改参数:在循环内部,修改线性环节的参数,如积分时间常数。
如何使用MATLABSimulink进行动态系统建模与仿真如何使用MATLAB Simulink进行动态系统建模与仿真一、引言MATLAB Simulink是一款强大的动态系统建模和仿真工具,广泛应用于各个领域的工程设计和研究中。
本文将介绍如何使用MATLAB Simulink进行动态系统建模与仿真的方法和步骤。
二、系统建模1. 模型构建在MATLAB Simulink中,可以通过拖拽模块的方式来构建系统模型。
首先,将系统的元件和子系统模块从库中拖拽到模型窗口中,然后连接这些模块,形成一个完整的系统模型。
2. 参数设置对于系统模型的各个组件,可以设置对应的参数和初始条件。
通过双击模块可以打开参数设置对话框,可以设置参数的数值、初始条件以及其他相关属性。
3. 信号连接在模型中,各个模块之间可以通过信号连接来传递信息。
在拖拽模块连接的同时,可以进行信号的名称设置,以便于后续仿真结果的分析和显示。
三、系统仿真1. 仿真参数设置在进行系统仿真之前,需要设置仿真的起止时间、步长等参数。
通过点击仿真器界面上的参数设置按钮,可以进行相关参数的设置。
2. 仿真运行在设置好仿真参数后,可以点击仿真器界面上的运行按钮来开始仿真过程。
仿真器将根据设置的参数对系统模型进行仿真计算,并输出仿真结果。
3. 仿真结果分析仿真结束后,可以通过查看仿真器界面上的仿真结果来分析系统的动态特性。
Simulink提供了丰富的结果显示和分析工具,可以对仿真结果进行绘图、数据处理等操作,以便于对系统模型的性能进行评估。
四、参数优化与系统设计1. 参数优化方法MATLAB Simulink还提供了多种参数优化算法,可以通过这些算法对系统模型进行优化。
可以通过设置优化目标和参数范围,以及定义参数约束条件等,来进行参数优化计算。
2. 系统设计方法Simulink还支持用于控制系统、信号处理系统和通信系统等领域的特定设计工具。
通过这些工具,可以对系统模型进行控制器设计、滤波器设计等操作,以满足系统性能要求。
simulink热仿真摘要:1.Simulink 简介2.Simulink 热仿真的概念和原理3.Simulink 热仿真的应用领域4.Simulink 热仿真的优势和局限性5.Simulink 热仿真的未来发展趋势正文:一、Simulink 简介Simulink 是MathWorks 公司开发的一款与MATLAB 兼容的仿真环境,主要用于动态系统建模、仿真和分析。
通过Simulink,用户可以轻松地构建、模拟和测试复杂的动态系统,从而加速设计迭代过程,降低开发成本。
二、Simulink 热仿真的概念和原理Simulink 热仿真是指在Simulink 环境中进行的热力学系统建模和仿真。
热仿真主要包括热力学模型的构建、热传导过程的模拟以及热响应性能的分析。
Simulink 热仿真的原理主要基于MATLAB 的数值计算能力和Simulink 的图形化建模功能,通过将热力学系统的各个部分以图形化方式建模,再利用MATLAB 进行数值计算,从而实现对热力学系统的仿真。
三、Simulink 热仿真的应用领域Simulink 热仿真在多个领域具有广泛的应用,包括但不限于:1.航空航天:用于研究飞行器的热控制、热传导以及热膨胀等问题;2.汽车工程:用于分析发动机冷却系统、制动系统等的热性能;3.建筑节能:用于评估建筑物的热绝缘性能、热桥效应等;4.电子设备:用于分析电子设备的热设计、热散热等问题。
四、Simulink 热仿真的优势和局限性Simulink 热仿真的优势主要体现在以下几个方面:1.易于学习和使用:Simulink 具有直观的图形化界面,用户可以快速上手并进行建模;2.强大的计算能力:基于MATLAB 的数值计算能力,Simulink 可以处理复杂的数学模型和计算任务;3.高效的仿真速度:Simulink 利用高效的算法和技术,可以大幅缩短仿真时间,提高设计效率。
然而,Simulink 热仿真也存在一定的局限性,例如:1.对模型的精度和复杂度有一定要求;2.模型的参数调整和优化需要一定的经验。
simulink仿真介绍
Simulink是Matlab的一个扩展模块,它提供了一种可视化的方法来建立和模拟动态系统。
它可以被用于设计控制系统、信号处理系统、通信系统、图像和视频处理系统等。
Simulink利用blocks 和lines 作为建立系统模型的基本单元,并且可以使用其界面图形化地展示模型的行为。
在Simulink中,用户可以建立模型,并用合适的blocks 来表示系统的组成部分,通过这些blocks 和lines,用户可以捕捉系统行为,并快速进行仿真分析。
同时,Simulink也提供了一些工具来进行优化、验证和错误检查等,在开发控制系统等方面帮助用户更快、更有效地完成模型开发。
在Simulink仿真的过程中,用户可以对不同的系统参数进行实时调整,以便进行特定的分析和研究。
总之,Simulink作为Matlab的扩展模块,提供了一个强大的工具来建立和仿真动态系统,并且具有易用、高效和可扩展性等特点,成为了工程领域应用最广泛的仿真软件之一。
SIMULINK仿真方法简介SIMULINK是一个进行动态系统的建模、仿真和综合分析的集成软件包。
它可以处理的系统包括:线性、非线性系统;离散、连续及混合系统;单任务、多任务离散事件系统。
在SIMULINK提供的图形用户界面GUI上,只要进行鼠标的简单拖拉操作就可以构造出复杂的仿真模型。
它的外表以方框图形式呈现,且采用分层结构。
从建模角度,SIMULINK 既适用于自上而下的设计流程,又适用于自下而上的逆程设计。
从分析研究角度,这种SIMULINK模型不仅让用户知道具体环节的动态细节,而且能够让用户清晰的了解各器件、各子系统、各系统间的信息交换,掌握各部分的交互影响。
1. 应用SIMULINK的基本操作1)在MATLAB的命令窗运行指令simulink或点击命令窗口中的图标,便可以打开如图B1-2所示的SIMULINK模块库浏览器(Simulink Library Browser)。
图B1-2 SIMULINK库浏览器2)点击Source字库前的“+”号(或双击字库名),便可以得到各种信源模块,如图B1-3。
图B1-3 信源子库的模块3)点击“新建”图标,打开一个名为untitled的空白模型窗口,如图B1-4。
图B1-4 SIMULINK的新建模型窗口4)用鼠标指向所需的信号源(如阶跃信号Step),按下鼠标左键,把它拖至untitled窗,就生成一个阶跃信号的复制品。
,如图B1-5。
图B1-5模型创建中的模型窗口5)采用上述方法,将信宿库Sink中的示波器scope拷贝到模型窗口,把鼠标指向信源右侧的输出端,当光标变成十字符时,按住鼠标任意键,移向示波器的输入端,就完成了两个模块间的信号连接,如图B1-6。
图B1-6 创建模型完毕中的模型窗口6)进行仿真,双击示波器,打开示波器显示屏,如图1-7。
点击模型窗口中的“仿真启动”图标或点击simulink菜单下的start,仿真就开始了,就可以观测到阶跃信号的波形了,如图B1-7。
SIMULINK的仿真算法在SIMULINK的仿真过程中选择合适的算法是很重要的,仿真算法是求常微分方程、传递函数、状态方程解的数值计算方法,这些方法主要有欧拉法(Euler)、阿达姆斯法(Adams)、龙格·库塔法(Rung-Kutta),这些算法都主要建立在泰勒级数的基础上。
欧拉法是最早出现的一种数值计算方法,它是数值计算的基础,它用矩形面积来近似积分计算,欧拉法比较简单,但精度不高,现在已经较少使用。
阿达姆斯法是欧拉法的改进,它用梯形面积近似积分计算,所以也称梯形法,梯形法计算每步都需要经过多次迭代,计算量较大,采用预报-校正后只要迭代一次,计算量减少,但是计算时要用其他算法计算开始的几步。
龙格-库塔法是间接使用泰勒级数展开式的方法,它在积分区间内多预报几个点的斜率,然后进行加权平均,用作计算下一点的依据,从而构造了精度更高的数值积分计算方法。
如果取两个点的斜率就是二阶龙格-库塔法,取四个点的斜率就是四阶龙格-库塔法。
SIMULINK汇集了各种求解常微分方程数值解的方法,这些方法分为两大类,可变步长类算法和固定步长类算法。
7.1可变步长类算法可变步长(Variable-step)类算法是在解算模型(方程)时可以自动调整步长,并通过减小步长来提高计算的精度。
在SIMULINK的算法中可变步长类算法有如下几种:1.Ode45(Dormand-Prince)基于显式Rung-Kutla(4,5)和Dormand-Prince组合的算法,它是一种一步解法,即只要知道前一时间点的解y(tn-1),就可以立即计算当前时间点的方程解y(tn)。
对大多数仿真模型来说,首先使用ode45来解算模型是最佳的选择,所以在SIMULINK的算法选择中将ode45设为默认的算法。
2.ode23(Bogacki-Shampine)基于显式Rung-Kutta(2,3)、Bogacki和Shampine相结合的算法,它也是一种一步算法。
了解MATLABSimulink进行系统建模与仿真MATLAB Simulink是一款功能强大的工具,专门用于系统建模和仿真。
它可以帮助工程师和科研人员设计复杂的系统、开展仿真分析,并支持快速原型设计和自动生成可执行代码。
本文将详细介绍MATLAB Simulink的基本概念、系统建模与仿真流程,以及其在各个领域中的应用。
第一章:MATLAB Simulink简介MATLAB Simulink是MathWorks公司开发的一款图形化建模和仿真环境。
它包含了一系列模块,可以通过简单地拖拽和连接来模拟和分析复杂的系统。
Simulink中的模块代表不同的系统组件,例如传感器、执行器、控制器等。
用户可以通过连接这些模块来构建整个系统,并通过仿真运行模型以评估系统的性能。
第二章:系统建模基础系统建模是使用Simulink进行系统设计的关键步骤。
在建模之前,需要明确系统的输入、输出和所涉及的物理量。
Simulink提供了广泛的模块库,包括数学运算、信号处理、控制等,这些模块可以方便地应用到系统中。
用户可以选择合适的模块,并通过线连接它们来形成系统结构。
此外,Simulink还支持用户自定义模块,以满足特定的需求。
第三章:MATLAB与Simulink的联合应用MATLAB和Simulink是密切相关的工具,它们可以互相配合使用。
MATLAB提供了强大的数学计算和数据分析功能,可以用于生成仿真所需的输入信号,以及分析仿真结果。
同时,Simulink也可以调用MATLAB代码,用户可以在模型中插入MATLAB函数块,以实现更复杂的计算和控制逻辑。
第四章:系统仿真与验证系统仿真是利用Simulink来验证系统设计的重要步骤。
通过设置仿真参数和初始条件,用户可以运行模型来模拟系统的行为。
仿真可以包括不同的输入场景和工况,以验证系统在不同条件下的性能和稳定性。
Simulink提供了丰富的仿真分析工具,例如波形显示器、频谱分析等,可以帮助用户分析仿真结果并进行必要的调整。
SIMULINK仿真方法简介
SIMULINK是一个进行动态系统的建模、仿真和综合分析的集成软件包。
它可以处理的系统包括:线性、非线性系统;离散、连续及混合系统;单任务、多任务离散事件系统。
在SIMULINK提供的图形用户界面GUI上,只要进行鼠标的简单拖拉操作就可以构造出复杂的仿真模型。
它的外表以方框图形式呈现,且采用分层结构。
从建模角度,SIMULINK 既适用于自上而下的设计流程,又适用于自下而上的逆程设计。
从分析研究角度,这种SIMULINK模型不仅让用户知道具体环节的动态细节,而且能够让用户清晰的了解各器件、各子系统、各系统间的信息交换,掌握各部分的交互影响。
1. 应用SIMULINK的基本操作
1)在MATLAB的命令窗运行指令simulink或点击命令窗口中的图标,便可以打开如图B1-2所示的SIMULINK模块库浏览器(Simulink Library Browser)。
图B1-2 SIMULINK库浏览器
2)点击Source字库前的“+”号(或双击字库名),便可以得到各种信源模块,如图B1-3。
图B1-3 信源子库的模块
3)点击“新建”图标,打开一个名为untitled的空白模型窗口,如图B1-4。
图B1-4 SIMULINK的新建模型窗口
4)用鼠标指向所需的信号源(如阶跃信号Step),按下鼠标左键,把它拖至untitled窗,就生成一个阶跃信号的复制品。
,如图B1-5。
图B1-5模型创建中的模型窗口
5)采用上述方法,将信宿库Sink中的示波器scope拷贝到模型窗口,把鼠标指向信源右侧的输出端,当光标变成十字符时,按住鼠标任意键,移向示波器的输入端,就完成了两个模块间的信号连接,如图B1-6。
图B1-6 创建模型完毕中的模型窗口
6)进行仿真,双击示波器,打开示波器显示屏,如图1-7。
点击模型窗口中的“仿真启动”
图标或点击simulink菜单下的start,仿真就开始了,就可以观测到阶跃信号的波形了,如图B1-7。
图B1-7 仿真结果波形
2. 常用的Sourse库信源和Sink库信宿
无论是线性系统还是非线性系统,不管建模还是仿真都要用到元件库中提供的各种元件和模块。
列表说明常用信源和信宿,如表B1-1、B1-2。
3.模块操作
1)模块的基本操作
模块的选定模块的选定操作是其他操作(模块的复制、移动、删除)的前导操作,被选定的模块四个角处会出现小黑块。
选定单个模块时,用鼠标点击待选模块即可;选定多个模块时,可按下shift键依次点击所选模块或按住鼠标任意键拉出包含待选模块的虚线框,则可以选中包括连接模块的信号线在内的模块。
模块的复制不同模型窗口之间的模块的复制时,在一个窗口中鼠标点中待复制的模块,将其拖至另外一窗口,然后松开鼠标即可;在同一窗口复制模块时,按下鼠标右键,拖动鼠标至合适的位置松开鼠标即可,也可以按下ctrl键,用鼠标左键点中待复制的模块,拖动鼠标至合适位置松开鼠标就可以了。
模块的移动选中所需移动的模块,按下鼠标左键将模块拖动到合适的位置即可。
同时模块移动时与其相连的信号线也随之移动,在不同的模型窗口之间移动模块,需同时按下shift键。
模块的删除选中带删除的模块,按键盘上的删除按键delete即可。
模块的大小调整选中模块,待模块四个角处的出现小黑块时,用鼠标拖动小黑块使得模块至适当大小时然后释放,就能调整好模块的大小。
模块的旋转选用菜单format中的flip block 可将选定模块旋转1800,选用rotate block 将模块旋转900。
模块形状
(表B1-1说明:信源中还有标准的信源Band-Limited White Noise,Chirp Signal,Digital Clock,Discrete Pulse Generator, Uniform Random Numbe等。
)
模块名的修改、及字体设置点击模块名,将在原名字的位置上出现一个编辑框,将光标移动到修改位置处即可进行修改,字体的设置可选用菜单Format中Font字体对话框来进行修改。
2)模块的参数设置
几乎所有的模块都有一个相应的参数对话框,双击模块就可以打开模块参数对话框,然后改变对话框中的适当的栏目即可改变模块的参数。
在改变参数的过程中,参数对话框主要应用四个按钮。
OK参数设置完成,关闭对话框;Cancel取消所做的操作,恢复原先的参数值,关闭对话框;Help打开模块的超文本帮助文档;Apply将所做的修改应用于模块,不关闭对话框。
模型形状
3)信号线的操作
连线的绘制将光标指向连线的起点,光标变成十字后,按下鼠标键并拖动,直至终点,松开鼠标。
SIMULINK会根据起点和终点的位置自动配置连线,或者采用直线或者采用折线,绘制出水平或垂直连接的直线;按下shift键,拉动鼠标,即可绘制斜线;选中所画线段,拖动鼠标至希望位置,可实现线段的移动,按键盘上的delete键可实现信号线的删除。
信号线的分支与折曲分支线的的产生可将鼠标指向分支点的起点,按下鼠标右键,鼠标变为十字,拖动鼠标直至分支点的终点处,释放鼠标,可画出分支线;选中已存在的信号线,将光标指向待转折处,按住shift键,再按下鼠标左键,拖动鼠标至合适处即可绘制出折线。
折点的移动选中折线,将光标指向待移动的折点处,光标变成小圆圈时,按下鼠标左键拖动至希望处,释放鼠标。
4. 仿真配置
进行仿真前对仿真的起始时间和终止时刻的设定、仿真步长的选择、各种仿真容差的及数值积分算法的进行选定,配置好各种参数,就可以对按照上述步骤所建立的线性或非线性等系统进行仿真分析了。