simulink动态仿真(汽车动力学20100
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Simulink动态仿真仿真Simulink简介:Simulink是MATLAB的重要组成部分,提供建立系统模型、选择仿真参数和数值算法、启动仿真程序对该系统进行仿真、设置不同的输出方式来观察仿真结果等功能。
1、启动方法:单击图标或在窗口输入simulink在启动Simulink模块库浏览器后再单击其工具栏中的New model 命令按钮,会弹出名字为untitled的模型编辑窗口。
在MATLAB主菜单中,选择File菜单中New菜单项的Model命令,也可打开模型编辑窗口。
利用模型编辑窗口,可以通过鼠标的拖放操作创建一个模型。
2、Simulink的退出为了退出Simulink,只要关闭所有模型编辑窗口和Simulink模块库浏览器窗口即可。
3、Simulink的基本模块4、掌握模块的编辑:添加,选取,复制删除。
5、掌握模块的连接举例:建立系统仿真x1=x2*tX2=x2*e(-0.5*t)操作步骤1) 在MATLAB主菜单中,选择File菜单中New菜单项的Model命令,打开一个模型编辑窗口。
(2) 将所需模块添加到模型中。
(3) 设置模块参数并连接各个模块组成仿真模型。
设置模块参数后,用连线将各个模块连接起来组成系统仿真模型。
模型建好后,从模型编辑窗口的File 菜单中选择Save 或Save as 命令将它存盘。
举例2:使用simlink 仿真下列曲线,取w=2*pix(wt)=sin(wt)+1/3*sin(3wt)+1/5*sin(5wt)+1/7*sin(7wt)+1/9*sin(9wt) 步骤:(1) 启动Simulink 并打开模型编辑窗口。
(2) 将所需模块添加到模型中。
(3) 设置模块参数并连接各个模块组成仿真模型。
设置模块参数后,用连线将各个模块连接起来组成仿真模型。
(4) 设置系统仿真参数。
(5) 开始系统仿真。
(6) 观察仿真结果。
作业:完成相关习题:1、使用simlink 仿真下列曲线,取w=2*pix(wt)=1/3*sin(5*wt)+ sin(wt)+sin(1/8*wt)2、使用simlink 仿真i=⎰+10)1ln(*dx x x。
SIMULINK动态结构图仿真实际工程的单闭环控制系统仿真通常是通过SIMULINK动态结构图实现的。
实现的思路是先将动态结构图转换为状态空间模型,然后再仿真。
具体过程是用SIMULINK提供的1inmod()和1inmod2()两个函数,从连续系统中提取线性模型。
两个函数命令执行后,都可以得到一个用[A,B,C,D]表达的状态空间模型。
然后就可以对这个状态空间模型来进行各种仿真。
这种方法之所以被普遍采用,是因为:其一,实际工程的控制系统,是由一个一个环节按特定控制要求连接而成,经抽象及近似处理后即得SIMULINK动态结构图,动态结构图就是可见的原始模型,不需要再费力费时做工作,动态结构图就可以用来进行仿真;其二,除开极少数简单问题外,有了动态结构图再求传递函数,一般都较复杂。
因此,通过SMUHNK动态结构图模型实现仿真是较好的方法。
需要特别注意,系统的SMULINK动态结构图模型的.mdl文件在计算机磁盘空间里存放的路径。
实例:简单闭环控制系统的MA TLAB仿真用转速负反馈构成的直流调速系统,其原理框图如图l所示。
图l 转速负反馈直流调速系统原理框图本系统用直流测速发电机TG作电动机转速n的检测元件,它与被控电动机轴硬性连接,可将电动机转速的变化转换为电压的变化,该电压经分压器分压,即是与转速n成正比的反馈电压U f,用它与给定电压U g比较后,得到偏差电压ΔU=U g—U f,该偏差电压ΔU经放大器放大后,其输出电压就是晶闸管触发器的移相控制电压U k。
晶闸管—直流电机单闭环调速系统(V—M系统)的SIMULINK动态结构图如图2所示。
图中直流电机P nom=10kW,U nom=220V,I nom=55A,n nom=1000r/min,电枢电阻R a=0.5Ω,V—M系统主电路总电阻R=1Ω,额定磁通下的电机电动势转速比C e=0.1925V.min/r,电枢回路电磁时间常数T a=0.017s,系统运动部分飞轮矩相应的机电时间常数Tm=0.075s,系统测速反馈系数Kt=0.01178V/rpm,图2 单闭环调速系统的SIMULINK动态结构图整流触发装置的放大系数K s=44,三相桥平均失控时间T s=0.00167s,比例积分调节器的两个系数T1=0.049s,T2=0.088s。
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。
Simulink 动态仿真一.Simulink 简介Simulink是一个对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包它支持连续、离散及两者混合的线性和非线性系统也支持具有多种采样速率的多速率系统。
Simulink为用户提供了用方框图进行建模的图形接口采用这种结构画模型就像采用笔和纸画图一样容易。
直观、方便、灵活。
Simulink包含有Sinks输出方式、Source 输入源、Linear线性环节、Nolinear 非线性环节、Connections连接与接口和Extra其它环节等子模型库而且每个子模型库包含有相应的功能模块。
用户也可以自己定制和创建自己的功能模块。
Simulink创建的模型可以具有递阶结构因此用户可以采用从上到下或者从下到上的结构创建模型。
用户可以从最高级开始观看模型然后用鼠标双击其中的子系统模块来查看下一级的内容。
??在定义完一个模型以后用户可以通过Simulink的菜单或MATLAB的命令窗口键入命令来进行仿真。
采用Scope模块和其它的画图模块在仿真进行的同时就可以进行看到仿真结果。
??Simulink是由模块库、模型构造及指令分析、演示程序等几部分组成。
二.Simulink安装和启动安装随Matlab一起安装在安装过程中在Simulink选项前打勾。
启动按钮或输入Simulink命令Simulink工作环境由库浏览器和模型窗口组成库浏览器提供了展示Simulink标准模块库和专业工具箱的界面模型窗口是用户创建模型方框图的地方。
库浏览器模型窗口??Simulink的演示程序Simulink自带很多演示程序几乎涉及到仿真的方方面面仔细研究Simulink自带的演示程序是学习Simulink的很好的方法。
三.Simulink的组成1.应用工具箱Simulink软件包的一个重要特点是它完个建立在Matlab的基础上因此Matlab的很多工具箱也可以应用到Simulink中来这就大大扩展了Simulink的建模和分析能力。
Simulink动态仿真仿真启动方法:单击图标或在窗口输入imulink在启动Simulink模块库浏览器后再单击其工具栏中的Newmodel命令按钮,会弹出名字为untitled的模型编辑窗口。
在MATLAB主菜单中,选择File菜单中New菜单项的Model命令,也可打开模型编辑窗口。
利用模型编辑窗口,可以通过鼠标的拖放操作创建一个模型。
2、为了退出Simulink,只要关闭所有模型编辑窗口和Simulink模块库浏览器窗口即可。
3、4、5、掌握模块的编辑:添加,选取,复制删除。
掌握模块的连接举例:建立系统仿真某1=某2某t某2=某2某e(-0.5某t)操作步骤1)在MATLAB主菜单中,选择File菜单中New菜单项的Model命令,打开一个模型编辑窗口。
(2)将所需模块添加到模型中。
(3)设置模块参数并连接各个模块组成仿真模型。
设置模块参数后,用连线将各个模块连接起来组成系统仿真模型。
模型建好后,从模型编辑窗口的File菜单中选择Save或Savea命令将它存盘。
举例2:使用imlink仿真下列曲线,取w=2某pi某(wt)=in(wt)+1/3某in(3wt)+1/5某in(5wt)+1/7某in(7wt)+1/9某in(9wt)步骤:(1)启动Simulink并打开模型编辑窗口。
(2)将所需模块添加到模型中。
(3)设置模块参数并连接各个模块组成仿真模型。
设置模块参数后,用连线将各个模块连接起来组成仿真模型。
(4)设置系统仿真参数。
(5)开始系统仿真。
(6)观察仿真结果。
作业:完成相关习题:1、使用imlink仿真下列曲线,取w=2某pi某(wt)=1/3某in(5某wt)+in(wt)+in(1/8某wt)2、使用imlink仿真i=0某某ln(1某)d某。
matlab simulink 动力学问题动力学问题是指研究物体运动、运动规律和动力学关系等方面的问题。
在工程领域中,动力学问题广泛运用于机械设计、控制系统设计、车辆动力学、机器人运动控制等方面。
Matlab Simulink是一款基于图形模型的设计与仿真环境,可以用于解决动力学问题。
Simulink提供了一种直观的、图形化的方式,允许用户将复杂的系统划分为多个模块,并通过信号连接这些模块,从而构建整个系统的模型。
用户可以在模型中定义系统的数学公式、边界条件、初始条件等,并基于这些模型进行仿真、分析和优化。
在动力学问题中,常常用到的公式包括牛顿第二定律、动量定理、角动量定理、能量守恒定律等。
以机械系统为例,当我们考虑一个物体受到外力作用时的运动情况时,可以利用牛顿第二定律来描述物体的运动规律。
根据牛顿第二定律,物体受力的大小与所受的加速度成正比,反方向与加速度相同。
因此,在Matlab Simulink中,我们可以通过建立物体的模型,在模型中加入受力的作用,并通过求解运动方程来得到物体的运动状态。
例如,考虑一个简单的弹簧振子系统,该系统由一个质量为m的物体和一个弹簧组成。
弹簧的劲度系数为k,物体受到地球引力的作用。
我们可以建立如下的模型来描述该系统的动力学问题:-建立物体的动力学方程:F = m*a,其中a表示物体的加速度,F表示作用在物体上的合力。
合力包括地球引力和弹簧的作用力,分别由mg和-kx表示,其中g表示地球的重力加速度,x表示弹簧的位移量。
-通过求解动力学方程,可以得到物体的加速度,进而得到物体的速度和位移。
在Simulink中,我们可以通过建立一个模块化的系统模型,将这些步骤一一对应地实现。
具体步骤如下:1.在Simulink中创建一个新模型。
2.在模型中添加一个纵向布局的框架,用于容纳其他模块。
3.添加一个输入信号,用于控制模型的运行时间。
4.添加一个数学运算模块,用于计算物体受力大小。