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simulink入门及仿真实例

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SIMULINK仿真

SIMULINK仿真
2．Data Import/Export类设置 ① 矩阵形式。MATLAB把矩阵的第一列默认为时间向量，
后面的每一列对应每一个输入端口，矩阵的第一行表示某 一时刻各输入端口的输入状态。另外，也可以把矩阵分开 来表示，即MATLAB默认的表示方法[t，u]，其中t是一维 时间列向量，表示仿真时间，u是和t长度相等的n维列向 量（n表示输入端口的数量），表示状态值。例如，在命 令窗口中定义t和u：
条件执行子系统分为
1．使能子系统
使能子系统表示子系统在由控制信号控制时，控制信号由 负变正时子系统开始执行，直到控制信号再次变为负时结 束。控制信号可以是标量也可以是向量。
建立使能子系统的方法是：打开Simulink模块库中的Ports & Subsystems模块库，将Enable模块复制到子系统模型 中，则系统的图标发生了变化。
阵、结构和包含时间的结构3种选择。“Limit data points to last”用来限定保存到工作空间中 的数据的最大长度。 输出选项（Output options）有： ① Refine output（细化输出） ② Produce additional output（产生附加输出） ③ Produce specified output only（仅在指定 的时刻产生输出）
4.1 初识Simulink—— 一个简单的仿 真实例
在MATLAB的命令窗口输入Simulink，或单击MATLAB主 窗口工具栏上的“Simulink”命令按钮即可启动Simulink。 Simulink启动后会显示如图4.1所示的Simulink模块库浏览 器（Simulink Library Browser）窗口。
U (s)
Kp
Ki s
Kd s

Simulink建模仿真实例详解

Simulink建模仿真实例详解
静态系统模型 动态系统模型 连续系统模型 代数方程 集中参数 微分方程 分布参数 偏微分方程 离散系统模型 差分方程
1.1.2 计算机仿真
1. 仿真的概念 仿真是以相似性原理、控制论、信息技术及相关领域的 有关知识为基础，以计算机和各种专用物理设备为工具，借 助系统模型对真实系统进行试验的一门综合性技术。 2. 仿真分类 （ 1 ）实物仿真：又称物理仿真。是指研制某些实体模型， 使之能够重现原系统的各种状态。早期的仿真大多属 于这一类。 优点：直观，形象，至今仍然广泛应用。 缺点：投资巨大、周期长，难于改变参数，灵活性差。
1 s Sine Wave Integrator
x(t ) = − cos(t ) + 1
Scope
从源模块库（Sources）中复制正弦波模块（Sine Wave）。 连续模块库（ Continuous ）复制积分模块（ Integrator ）。 输出显示模块库（Sinks）复制示波器模块（Scope）。
（ 2 ）数学仿真：是用数学语言去描述一个系统，并编制程 序在计算机上对实际系统进行研究的过程。 优点：灵活性高，便于改变系统结构和参数，效率高 （可以在很短时间内完成实际系统很长时间的 动态演变过程），重复性好 缺点：对某些复杂系统可能很难用数学模型来表达，或 者难以建立其精确模型，或者由于数学模型过 于复杂而难以求解 （ 3 ）半实物仿真：又称数学物理仿真或者混合仿真。为了 提高仿真的可信度或者针对一些难以建模的实体，在 系统研究中往往把数学模型、物理模型和实体结合起 来组成一个复杂的仿真系统，这种在仿真环节中存在 实体的仿真称为半物理仿真或者半物理仿真，如飞机 半实物仿真等。
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如果系统中没有阻尼，则动力方程为：

第七章Simulink仿真案例

第七章Simulink仿真案例
第七章 Simulink仿真
自动化与电气工程学院 许春磊
第七章 Simulink仿真
• • • • 7．1 Simulink基础 7．2 Simulink模型操作和仿真系统设置 7．3 系统建模实例 7．4 仿真系统中的子系统
• Simulink是MATLAB软件的一个软件包，能 够对动力学系统进行建模、仿真以及各种分 析。Simulink仿真模拟支持完全的图形化界 面。 • Simulink提供了图形用户界面，使得构建模 型变的更直观、简单，只需要鼠标的点击与 拖放。Simulink模块是分层次结构的，为用 户寻找需要的模块提供了方便，提高了工作 效率。所以Simulink是MATLAB软件一个非 常重要的组成部分。
4. Simulink模型窗口
• 模型窗口含有菜单栏、工具栏、编辑框和状态栏等部分
5. Simulink建模仿真示例
• • • • • • 例7.1 用Simulink模拟正弦信号产生与输出。 创建Simulink的步骤： (1) 创建新模型界面 (2) 添加正弦信号产生模块和波形显示模块 (3) 模块属性设置 (4) 运行仿真系统
• 创建Simulink仿真系统模型步骤如下： • (1) 将Sources模块库中Signal Generator模块拖入模型窗口；将 Continuous模块库中State-Space模块拖入模型窗口；将Sinks模块库中 Scope模块拖入模型窗口。 • (2) 连线，设置模块属性。Signal Generator模块，Wave form设置为 square，Amplitude设置为25；State-Space模块，Parameters A设置为 [-1/0.02, -0.3/0.02; 0.3/0.0001, -0.000005/0.0001]，B设置为[1/0.02; 0] ，C设置为[0, 1]，D设置为0，Initial conditions设置为[1, 10]。结果如图 7.40所示。 • (3) 将上面仿真系统模型保存为EXAMP07006，Stop time设置为2秒。

simulink入门及仿真实例

simulink入门及仿真实例

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结果如下：上图为v(t), 下图为h(t).
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r1 r2 1, n1 n2 100, s1 0.5, s2 2, x0 y0 10.
对x(t), y(t)进行模拟, 研究其发展趋势.
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例3 弹跳的皮球(help/demos/simulink中的一个例子):
v(t) 15 tgdt, g 9.81, 0 t 数学模型：h(t) 10 0 v(t)dt, when h 0, v 0.8v.
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子库 Continuous和 Discrete分别存放连续 和离散的函数, 如连续函数有Derivative(求导 数), Integrator(积分器), State-Space(状态空间), Transfer Fcn( 传 递 函 数 ) 等 等 , 离 散 的 有 Discrete Transfer Fcn(离散传递函数), Discrete Filter(离散滤波器), Discrete State-Space(离散 状态空间)等等. 在Simulink Library Browser窗口中, 建立 一个新模型(new model), 即打开一个新的空 白模型窗口, 用鼠标左键点取所需要的模块 拖到模型窗口中, 用鼠标左键在模块间建立 连接线(若在已有连接线上分叉则用右键)即 可.
Simulink入门
什么是Simulink？ Simulink是MATLAB提供的实现动态 系统建模和仿真的一个软件包. 它让用户 把精力从编程转向模型的构造. Simulink一个很大的优点是为用户省 去了许多重复的代码编写工作,
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Simulink的启动
首先须确定MATLAB已安装了Simulink工 具箱. 在工具栏点击Simulink图标:

simulink仿真简单实例

simulink仿真简单实例

simulink仿真简单实例
一、模拟环境
1、MATLAB/Simulink 设计环境：
在MATLAB中开发Simulink模型，仿真模拟系统，开发系统塑造都可以在这个环境下进行。

2、LabVIEW 设计环境：
LabVIEW允许你以基于可视化技术的开发环境（VI）来创建测试，模拟，监控系统，以及自动化系统的可视化界面。

二、仿真实例
1、基于MATLAB/Simulink的仿真实例：
（1）传统的PID控制器
这是一个利用PID控制器控制速度的例子。

首先，建立一个简单的Simulink模型，包括PID控制器、电机和反馈器件。

之后，你可以调整PID参数，以提高系统的控制能力。

（2）智能控制
这是一个基于智能控制算法的实例。

通过使用神经网络，试图根据输入自动调整PID参数，使系统具有更强的控制能力。

2、基于LabVIEW的仿真实例：
（1）叉车仿真
这是一个使用LabVIEW来模拟电动叉车运行过程的实例。

你可以模拟叉车的启动过程，叉车行驶过程，并开发出任意的叉车控制算法。

（2）汽车仿真
这是一个使用LabVIEW进行汽车模拟的实例。

你可以模拟汽车的动力性能，并开发出任意类型的汽车控制算法，如路径规划算法，自动驾驶算法等。

第4章 SIMULINK仿真

第4章 SIMULINK仿真

• （9）Signal Attributes（信号属性模块库）和Signal Attributes（信号属性模块库） Routing（信号路由模块库） Routing（信号路由模块库）
• • • • • • • • • • • • • • • 这两个模块库主要是由描述信号系统的模块构成，其中主要模块有： Data Type Conversion （数据类型转换器） IC（初始状态）； Probe（探测器）； Width（带宽）； Bus Creator（总线生成器）； Bus Selector（总线选择器）； Data Store Memory（数据记忆存储）； Data Store Read（数据读存储）； Data Store Write（数据写存储）； From（导入）； Goto（传出）； Goto Tag Visibility（传出标记符可视性）； Multiport Switch （多路选择开关）； Mux（混合）
• （7）Model Verification（模型辨识模块库）和ModelVerification（模型辨识模块库） ModelUtilities（扩展模型模块库） Wide Utilities（扩展模型模块库） • 这两个模块库由描述模型辨识的和扩展模型模块构成，其 中主要模块有： • Assertion（确认）； • Check Discrete Gradient（检查离散梯度）； • Check Dynamic Range（检查动态系统范围）； • Check Dynamic Lower Bound（检查动态系统低段范围） • Check Static Range（检查静态系统范围）； • Check Input Resolution （检查输入分辨率）； • DocBlock（模块注释文本）； • Model Info（模型信息）； • Timed-Based Linearization（基于时间的线性化模型）

Simulink建模仿真实例详解

使之能够重现原系统的各种状态。早期的仿真大多属 于这一类。 优点：直观，形象，至今仍然广泛应用。 缺点：投资巨大、周期长，难于改变参数，灵活性差。
（2）数学仿真：是用数学语言去描述一个系统，并编制程 序在计算机上对实际系统进行研究的过程。
优点：灵活性高，便于改变系统结构和参数，效率高 （可以在很短时间内完成实际系统很长时间的 动态演变过程），重复性好
模型可以分为实体模型和数学模型。
实体模型又称物理效应模型，是根据系统之间的相似性而建 立起来的物理模型，如建筑模型等。
数学模型包括原始系统数学模型和仿真系统数学模型。原始 系统数学模型是对系统的原始数学描述。仿真系统数学模型 是一种适合于在计算机上演算的模型，主要是指根据计算机 的运算特点、仿真方式、计算方法、精度要求将原始系统数 学模型转换为计算机程序。
crta n i m 2
Animation fu n cti o n
Inputs & Sensors1
Double Mass-Spring System
?
(Double click on the "?" for more info)
To start and stop the simulation, use the "Start/Stop" selection in the "Simulation" pull-down menu
0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
-1
0
1
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例子2
单自由度系统：
初始条件：
m&x&+ cx& + kx = 0

第二章 Simulink仿真基础


2、Simulink的文件操作
Simulink模型的文件为MDL模型文件，其扩展 名为“.mdl”，是以ASCⅡ码形式存储的。
1. 新建文件 2. 打开文件
3、Simulink的模型窗口
模型窗口由菜单、工具栏、模型浏览器窗口、 模型框图窗口以及状态栏组成。
4、模块的操作
• 1. 对象的选定 • 2. 模块的复制 • 3. 模块的移动 • 4. 模块的删除 • 5. 改变模块大小 • 6. 模块的翻转 • 7. 模块名的编辑
பைடு நூலகம்、信号线的操作
• 1. 模块间连线 • 2. 信号线的分支和折曲
• 3. 信号线文本注释(label) • 4. 在信号线中插入模块
6、Simulink的基本模块
Simulink模型通常由三部分组成：输入信号源 (Source)、系统(System)以及接收模块(Sink) 。
输入
系
信号
统
源
接收 模块
Browser)窗口。 (2)新建一个空白模型窗口。 (3)打开Simulink下的Source子模块库。 (4)用鼠标将“Sine Wave”(正弦信号)拖放到的空白
窗口。 (5)将接收模块库“Sinks”的“Scope”模块(示波器)
拖放到窗口。 (6)完成两个模块间的信号线连接。 (7)开始仿真。 (8)保存模型。
转换函数模块
结束语
谢谢大家聆听！！！
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信道编码的差错控制和纠错模块
Interleaving模块库
交织
Modulation模块库
连续相位调制 网格编码调制
RF Impairments模块库
Sequence Operations模块库

matlab-SIMULINK仿真实例

二并联杆数控螺旋面钻头尖刃磨机的机构仿真一、仿真原理一、实训题目：全自动洗衣机控制系统实训目的及要求：1、掌握欧姆龙PLC的指令，具有独立分析和设计程序的能力2、掌握PLC梯形图的基本设计方法3、培养分析和解决实际工程问题的能力4、培养程序设计及调试的能力5、熟悉传输带控制系统的原理及要求实训设备:：1、OMRON PLC及模拟实验装置1台2、安装CX-P编程软件的PC机1台3、PC机PLC通讯的RS232电缆线1根实训内容：1、分析工艺过程，明确控制要求（1）按下启动按扭及水位选择开关，相应的显示灯亮，开始进水直到高（中、低）水位，关水。

（2）2秒后开始洗涤。

（3）洗涤时，正转30秒停2秒；然后反转30秒停2秒。

（4）循环5次，总共320秒，然后开始排水。

排水后脱水30秒。

图1 全自动洗衣机控制2、统计I/O点数并选择PLC型号输入：系统启动按钮一个，系统停止按钮一个，高、中、低水位控制开关三个，高、中、低液位传感器三个，以及排水液位传感器一个。

输出：进出水显示灯一盏，高、中、低水位显示灯各一盏，电机正、反转显示灯各一盏，排水、脱水显示灯灯各一盏。

PLC的型号：输入一共有9个，考虑到留有15％～20％的余量即9×（1＋15％）＝10.35，取整数10，所以共需10个输入点。

输出共有8个，8×（1＋15％）＝9.2，取整数9，所以共需9个输出点。

可以选OMRON公司的CPM1A/CPM2A 型PLC就能满足此例的要求。

3、I/O分配表1 全自动洗衣机控制I/O分配表输入输出地址名称地址名称00000 启动系统按钮01000 排水显示灯00001 高水位选择按钮01001 脱水显示灯00002 中水位选择按钮01002 进、出水显示灯00003 低水位选择按钮01003 高水位显示灯00004 排水液位传感器01004 中水位显示灯00005 停止系统按钮01005 低水位显示灯00006 高水位液位传感器01006 电机正转显示灯00007 中水位液位传感器01007 电机反转显示灯00008 低水位液位传感器4、PLC控制程序设计及分析实现功能：当按下按钮00000,中间继电器20000得电并自锁,按下停止按钮00005，中间继电器20000掉电。

matlab的simulink仿真建模举例

matlab的simulink仿真建模举例Matlab的Simulink仿真建模举例Simulink是Matlab的一个工具包，用于建模、仿真和分析动态系统。

它提供了一个可视化的环境，允许用户通过拖放模块来构建系统模型，并通过连接和配置这些模块来定义模型的行为。

Simulink是一种功能强大的仿真平台，可以用于解决各种不同类型的问题，从控制系统设计到数字信号处理，甚至是嵌入式系统开发。

在本文中，我们将通过一个简单的例子来介绍Simulink的基本概念和工作流程。

我们将使用Simulink来建立一个简单的电机速度控制系统，并进行仿真和分析。

第一步：打开Simulink首先，我们需要打开Matlab并进入Simulink工作环境。

在Matlab命令窗口中输入"simulink"，将会打开Simulink的拓扑编辑器界面。

第二步：创建模型在拓扑编辑器界面的左侧，你可以看到各种不同类型的模块。

我们将使用这些模块来构建我们的电机速度控制系统。

首先，我们添加一个连续模块，代表电机本身。

在模块库中选择Continuous中的Transfer Fcn，拖动到编辑器界面中。

接下来，我们添加一个用于控制电机速度的控制器模块。

在模块库中选择Discrete中的Transfer Fcn，拖动到编辑器界面中。

然后，我们需要添加一个用于输入参考速度的信号源模块。

在模块库中选择Sources中的Step，拖动到编辑器界面中。

最后，我们添加一个用于显示模拟结果的作用模块。

在模块库中选择Sinks 中的To Workspace，拖动到编辑器界面中。

第三步：连接模块现在，我们需要将这些模块连接起来以定义模型的行为。

首先，将Step模块的输出端口与Transfer Fcn模块的输入端口相连。

然后，将Transfer Fcn模块的输出端口与Transfer Fcn模块的输入端口相连。

接下来，将Transfer Fcn模块的输出端口与To Workspace模块的输入端口相连。

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显示图形如下：
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解法2 用Simulink
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也可利用S-函数 (在 User-Defined Functios子 库中)自行定义所需要的 模块, 但须为其另外编写 S-函数. 例如上面的模型 利用S-函数可简化为右图. 其中S-函数模块要调用m文件shier_s.m, 调用 方法是双击S-Function图标, 在出现的对话框中SFunction一栏中填写"shier_s"(不必加扩展名m). 注意此m文件须在MATLAB的路径中. S-函数有 专门的模板sfuntmp1.m, 根据其说明编写起来并不 难. (注意, 模型和S-函数文件不要同名.)
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子库 Continuous和 Discrete分别存放连续 和离散的函数, 如连续函数有Derivative(求导 数), Integrator(积分器), State-Space(状态空间), Transfer Fcn( 传 递 函 数 ) 等 等 , 离 散 的 有 Discrete Transfer Fcn(离散传递函数), Discrete Filter(离散滤波器), Discrete State-Space(离散 状态空间)等等. 在Simulink Library Browser窗口中, 建立 一个新模型(new model), 即打开一个新的空 白模型窗口, 用鼠标左键点取所需要的模块 拖到模型窗口中, 用鼠标左键在模块间建立 连接线(若在已有连接线上分叉则用右键)即 可.
Simulink入门
什么是Simulink？ Simulink是MATLAB提供的实现动态 系统建模和仿真的一个软件包. 它让用户 把精力从编程转向模型的构造. Simulink一个很大的优点是为用户省 去了许多重复的代码编写工作,
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Simulink的启动
首先须确定MATLAB已安装了Simulink工 具箱. 在工具栏点击Simulink图标:
r1 r2 1, n1 n2 100, s1 0.5, s2 2, x0 y0 10.
对x(t), y(t)进行模拟, 研究其发展趋势.
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例3 弹跳的皮球(help/demos/simulink中的一个例子):
v(t) 15 tgdt, g 9.81, 0 t 数学模型：h(t) 10 0 v(t)dt, when h 0, v 0.8v.

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显示结果如下：
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例2 食饵-捕食者模型: 设食饵(如鱼, 兔等)数量为x(t), 捕食者 (如鲨鱼, 狼等)数量为y(t), 有
x x& x(ray) x& ray 0 或 , d bx y y& y( d bx) y 0 &
例1 动态画圆： (1) x cos t, y sin t ; (用正弦波发生器Sine Wave) 双击图标出现相应的模块参数框, 可在其中设置 参数. Sine Wave中Phase(相位)为pi/2, 实际为cos t; Sine Wave1中Phase为0.
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x cos t, y ;xt((dt 用)正弦波发生器Sine Wave和积分 (2) 0 器Integrator) Sine Wave中 Phase(相位 )为 pi/2, 实际为 cos t; Integrator中 Initial condition(初始值)为0. XY Graph中, x的范围为 1.5~1.5, y的范围为 1.2~1.2.
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结果如下：上图为v(t), 下图为h(t).
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Simulink图标
或在Command Window中输入 >> Simulink 即出现Simulink Library Browser窗口:
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从中可看到Simulink基本模块库及其子 库, 如Continuous, Discrete,…, Sinks, Sources 等等. 子库Sources(信源)中存放了各种信号 源, 如Clock(输出时间t), Constant(输出常数), Sine Wave(输出正弦波), Step(输出阶梯波) 等等. 子库Sinks(信宿)中存放对数据的处理 装置, 如Display(显示数据), Scope(示波器), XY Graph(用图形显示两变量的函数关系), To File(存储到文件), To Workspace(存储到 Workspace), Stop Simulation(停止模拟)等等.
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XY Graph和Scope显示的结果如下：
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作业 种群竞争模型: 两种群在同一环境中生存, 消耗同一资源, 其数学模型为
x y & x r1x(11 ns1 n 2), x y ). y& r2 y(1s2 n1 n2 其中x, y分别为甲 , 乙两种群的数量, r1, r2为固有增 长率, n1, n2为最大容量. s1表示乙种群单位数量所 消耗资源相对于甲种群单位数量所消耗资源的倍 数, s2意义类似, 不过是甲相对于乙. 令
设r = 1, d = 0.5, a = 0.1, b = 0.02, x(0) = 25, y(0) = 2. 求x(t), y(t)和y(x)的图形.
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解法1 先编写m函数shier.m: function xdot=shier(t,x) r=1; d=0.5; a=0.1; b=0.02; xdot=diag([r-a*x(2), -d+b*x(1)])*x; Command Window中: ts=0:0.1:15; x0=[25,2]; [t,x]=ode45('shier',ts,x0); [t,x] plot(t,x), grid, gtext('x1(t)'), gtext('x2(t)'), pause, plot(x(:,1),x(:,2)), grid, xlabel('x1'), ylab, xyx& (3) (用状态空间State-Space) ,xy& 0)0(y State-Space中, A=[0, 1;1,0], B=[0;0], C=[1,0;0,1], D=[0;0]. Initial conditions为[1;0]. 双击XY Graph图标, 可定x的范围为 1.5~1.5, y的 范围为 1.2~1.2. Scope的y刻度可右击示波器刻度区 出现对话框, 进入Axes Propeties窗口确定.