MATLAB编程与系统仿真
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P=[1 0.01 1 0;0 0.085 1 0.17;1 0.01 1 0;0 0.051 1 0.015; 1 0.0067 70 0;1 0.015 0.21 0;0 1 150 0;1
0.01 0.1 0;1 0.01 0.0044 0];
WIJ=[1 0 1;2 1 1;2 9 -1;3 2 1;4 3 1;4 8 -1;5 4 1;6 5 1;6 7 -0.212;7 6 1;8 6 1;9 7 1];
n=9;
Y0=1;
Yt0=[0 0 0 0 0 0 0 0 0];
h=0.001;
T=0;
T0=0;
Tf=5;
Nout=7;
A=P(:,1);
B=P(:,2);
C=P(:,3);
D=P(:,4);
m=length(WIJ(:,1));
W0=zeros(n,1);
W=zeros(n,n);
for k=1:m
if (WIJ(k,2)==0);W0(WIJ(k,1))=WIJ(k,3);
else W(WIJ(k,1),WIJ(k,2))=WIJ(k,3);
end;
end;
for i=1:n
if(A(i)==0);
FI(i)=1;
FIM(i)=h*C(i)/B(i);
FIJ(i)=h*h*C(i)/B(i)/2;
FIC(i)=1;FID(i)=0;
if(D(i)~=0);
FID(i)=D(i)/B(i);
else
end;
else
FI(i)=exp(-h*A(i)/B(i));
FIM(i)=(1-FI(i))*C(i)/A(i);
第七章 系统仿真的MATLAB实现
由于计算机技术的高速发展,我们可以借助计算机完成系统的数字仿真。综前所述,数字仿真实质上是根据被研究的真实系统的模型,利用计算机进行实验研究的一种方法。仿真的主要过程是:建立模型、仿真运行和分析研究仿真结果。仿真运行就是借助一定的算法,获得系统的有关信息。
MATLAB是一种面向科学与工程计算的高级语言,它集科学计算、自动控制、信号处理、神经网络和图像处理等学科的处理功能于一体,具有极高的编程效率。MATLAB是一个高度集成的系统,MATLAB提供的Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包,它支持线性和非线性系统,能够在连续时间域、离散时间域或者两者的混合时间域里进行建模,它同样支持具有多种采样速率的系统。在过去几年里,Simulink已经成为数学和工业应用中对动态系统进行建模时使用得最为广泛的软件包。
MATLAB仿真有两种途径:(1)MATLAB可以在SIMULINK窗口上进行面向系统结构方框图的系统仿真;(2)用户可以在MATLAB的COMMAND窗口下,用运行m文件,调用指令和各种用于系统仿真的函数,进行系统仿真。这两种方式可解决任意复杂系统的动态仿真问题,前者编辑灵活,而后者直观性强,实现可视化编辑。
下面介绍在MATLAB上实现几类基本仿真。
7.1 计算机仿真的步骤
在学习计算机仿真以前,让我们先总结一下计算机仿真的步骤。
计算机仿真,概括地说是一个“建模—实验—分析”的过程,即仿真不单纯是对模型的实验,还包括从建模到实验再到分析的全过程。因此进行一次完整的计算机仿真应包括以下步骤:
精品文档交流 (1)列举并列项目
每一项研究都应从说明问题开始,问题由决策者提供或由熟悉问题的分析者
提供。
(2)设置目标及完整的项目计划
目标表示仿真要回答的问题、系统方案的说明。项目计划包括人数、研究费用以及每一阶段工作所需时间。
基于MATLAB的电路模型仿真应用实验指导书
一、实验目的
1、掌握采用M文件及SIMULINK对电路进行仿真的方法。
2、熟悉POWERSYSTEM BLOCKSET 模块集的调用、设置方法。
3.进一步熟悉M脚本文件编写的方法和技巧。
二、实验原理
1、通过M文件实现电路仿真的一般仿真步骤为:
(1)分析仿真对象——电路;
(2)确定仿真思路——电路分析的方法;
(3)建立仿真模型——方程;
(4)根据模型编写出仿真程序;
(5)运行后得到仿真结果。
2、采用SIMULINK仿真模型进行电路仿真
可以根据电路图利用SIMULINK中已有的电子元件模型直接搭建仿真模块,仿真运行得到结果。
通过SIMULINK仿真模型实现仿真为仿真者带来不少便利,它免除了仿真者在使用M文件实现电路仿真时需要进行理论分析的繁重负担,能更快更直接地得到所需的最后仿真结果。但当需要对仿真模型进行一定理论分析时,MATLAB的M 语言编程就有了更大用武之地。它可以更令灵活地反映仿真者研究电路的思路,可更加灵活地将自身想法在仿真环境中加以验证,促进理论分析的发展。因此,可根据自己的实际需要,进行相应的选择:采用SINMULIN模块搭建电路模型实现仿真非常直观高效,对迫切需要得到仿真结果的用户非常适用;当用户需要深刻理解及深入研究理论的用户来说,则选择编写M文件的方式进行仿真。
注意:本节实验的电路SINMULINK仿真原理,本节实验主要是应用提供的电路仿真元件搭建仿真模型,类似于传统仿真软件PSPICE的电路仿真方法。 采用SIMULINK进行电路仿真时元器件模型主要位于仿真模型窗口中SimPowerSystems节点下。其中本次实验可能用到的模块如下:
“DC Voltage Source” 模块:位于SimPowerSystems 节点下的“Electrical Sources” 模块库中,代表一个理想的直流电压源;
摘 要
MATLAB语言是一种十分有效的工具,能容易地解决在系统仿真及控制系统计算机辅助设计领域的教学与研究中遇到的问题,它可以将使用者从繁琐的底层编程中解放出来,把有限的宝贵时间更多地花在解决科学问题上。MATLAB GUI是MATLAB的人机交互界面。由于GUI本身提供了windows基本控件的支持,并且具有良好的事件驱动机制,同时提供了MATLAB数学库的接口,所以GUI对于控制系统仿真的平台设计显得十分合适。GUI对于每个用户窗口生成.fig和.m文件。前者负责界面的设计信息,后者负责后台代码的设计。
本文所做的研究主要是基于MATLAB GUI平台,结合控制系统基础理论和MATLAB控制系统工具箱,实现了用于控制系统计算机辅助分析与设计的软件。本软件主要功能:实现传递函数模型输入、状态方程模型输入、模型装换、控制系统稳定性分析、系统可观性可控性判断,绘制系统奈奎斯特图、波特图、根轨迹图以及零极点分布图。在继续完善的基础上能够用于本科自动控制原理教程的教学实验和一般的科学研究。
关键词:控制系统;MATLAB GUI;计算机辅助设计
Abstract
MATLAB language is a very effective tool,and can be easily resolved in the system
simulation and control system of teaching in the field of computer-aided design and
research problems,it could be the bottom of the user from tedious programming liberate
the limited spend more valuable time to solve scientific problems.The MATLAB GUI is