Matlab课程Simulink基础实例
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matlab simulink案例1. 电机传动系统模拟在这个案例中,我们将使用Simulink来模拟一个简单的电机传动系统。
我们将建立一个由电机、负载和控制器组成的系统,并使用Simulink来模拟系统的动态行为。
通过调整输入信号和控制器参数,我们可以观察系统的响应,并优化控制器的性能。
2. PID控制器设计在这个案例中,我们将使用Simulink来设计一个PID控制器,并将其应用于一个简单的控制系统。
我们将建立一个由传感器、控制器和执行器组成的系统,并使用Simulink来模拟系统的动态行为。
通过调整PID控制器的参数,我们可以观察系统的响应,并优化控制器的性能。
3. 机器人路径规划在这个案例中,我们将使用Simulink来进行机器人的路径规划。
我们将建立一个由传感器、路径规划器和执行器组成的系统,并使用Simulink来模拟机器人在不同环境中的路径规划行为。
通过调整路径规划器的算法和参数,我们可以优化机器人的路径规划性能。
4. 电力系统稳定性分析在这个案例中,我们将使用Simulink来进行电力系统的稳定性分析。
我们将建立一个由发电机、负载和传输线路组成的电力系统,并使用Simulink来模拟系统的动态行为。
通过调整系统的参数和控制策略,我们可以评估系统的稳定性,并优化系统的运行性能。
5. 汽车动力学模拟在这个案例中,我们将使用Simulink来进行汽车的动力学模拟。
我们将建立一个由车辆、发动机和传动系统组成的模型,并使用Simulink来模拟车辆在不同驾驶条件下的动力学行为。
通过调整车辆参数和控制策略,我们可以评估车辆的性能,并优化驾驶体验。
6. 无人机飞行控制在这个案例中,我们将使用Simulink来进行无人机的飞行控制。
我们将建立一个由无人机、传感器和控制器组成的系统,并使用Simulink来模拟无人机在不同飞行任务下的控制行为。
通过调整控制器的参数和飞行任务的要求,我们可以优化无人机的飞行性能。
第三讲MatlabSimulink ⼊门——离散系统仿真实例第三讲 Matlab/Simulink ⼊门——离散系统仿真实例1、离散系统基本概念1.1 离散系统 离散系统: 是指系统的输⼊和输出仅在离散的时间上取值,⽽且离散的时间具有相同的时间间隔,与连续的概念相反。
设系统输⼊变量为,其中为系统的采样时间,为采样时刻。
由于为⼀固定值,因此系统输⼊,常简记为。
设输出系统为,简记为。
于是,离散系统的数学表达为:1.2线性离散系统 线性离散系统: 是离散系统的⼀种特殊形式,需要同时满⾜(1)、(2)两个条件,即 (1)、齐次性: 对于离散系统,如果对任意的输⼊与给定的常数,下⾯的式⼦总成⽴:则称系统满⾜齐次性。
(2)、叠加性: 对于系统对于输出和,输出分别为 和,总有下⾯的式⼦成⽴:则称系统满⾜叠加性。
对于线性离散系统,其⼀般数学描述为:⽤差分⽅程描述为:状态⽅程:输出⽅程:1.3 Z 变换u (nT ),n =s 0,1,2...T s n T s u (nT )s u (n )y (nT )s y (n )y (n )=f (u (n ),u (n −1),...;y (n −1),y (n −2))T {αu (n )+1βu (n )}=2αT {u (n )}+1βT {u (n )}2y (n )=T {u (n )},n =0,1,2...u (n )αT {αu (n )}=αT {u (n )}u (n )1u (n )2y (n )1y (n )2T {u (n )+1u (n )}=2T {u (n )}+1T {u (n )}2y (n )=f (u (n ),u (n −1),...;y (n −1),y (n −2))x (n +1)=f (x (n ),u (n ),n )y (n )=g (x (n ),u (n ),n ) 变换: 对于⼀个离散信号,其变换为。
⼀般来说离散信号的起始时间往往⼤于零,这时它的变换为,可简记为。
matlab simulink例子
以下是一个简单的 MATLAB Simulink 的例子:
1. 首先,在 MATLAB 命令窗口中输入 `simulink` 打开Simulink 编辑器。
2. 在 Simulink 编辑器中,选择 File -> New -> Model,创建一个新的模型。
3. 在模型中添加一个 Constant 模块,这个模块将输出一个常数。
4. 添加一个 Scope 模块,用于显示模拟结果。
5. 连接 Constant 模块的输出到 Scope 模块的输入。
6. 在右上角的模型名称旁边的按钮上点击 Run 按钮,开始模拟。
7. 在模拟过程中,Scope 窗口将显示 Constant 模块输出的常数值。
这是一个非常简单的例子,但它演示了如何在 Simulink 中创建一个简单的模型,如何添加模块以及如何查看模拟结果。
你可以根据你的需求添加更多模块和功能来创建更复杂的模型。
Simulink 仿真环境基础学习Simulink 是面向框图的仿真软件。
7.1演示一个Simulink 的简单程序【例7.1】创建一个正弦信号的仿真模型。
步骤如下:(1) 在MATLAB 的命令窗口运行simulink 命令,或单击工具栏中的图标,就可以打开Simulink模块库浏览器(Simulink Library Browser) 窗口,如图7.1所示。
(2) 单击工具栏上的图标或选择菜单“File ”——“New ”——“Model ”,新建一个名为“untitled ”的空白模型窗口。
(3) 在上图的右侧子模块窗口中,单击“Source ”子模块库前的“+”(或双击Source),或者直接在左侧模块和工具箱栏单击Simulink 下的Source 子模块库,便可看到各种输入源模块。
(4) 用鼠标单击所需要的输入信号源模块“Sine Wave ”(正弦信号),将其拖放到的空白模型窗口“untitled ”,则“Sine Wave ”模块就被添加到untitled 窗口;也可以用鼠标选中“Sine Wave”模块,图7.1 Simulink 界面单击鼠标右键,在快捷菜单中选择“add to 'untitled'”命令,就可以将“Sine Wave ”模块添加到untitled 窗口,如图7.2所示。
(5) 用同样的方法打开接收模块库“Sinks ”,选择其中的“Scope ”模块(示波器)拖放到“untitled ”窗口中。
(6) 在“untitled ”窗口中,用鼠标指向“Sine Wave ”右侧的输出端,当光标变为十字符时,按住鼠标拖向“Scope ”模块的输入端,松开鼠标按键,就完成了两个模块间的信号线连接,一个简单模型已经建成。
如图7.3所示。
(7) 开始仿真,单击“untitled ”模型窗口中“开始仿真”图标,或者选择菜单“Simulink ”——“Start ”,则仿真开始。
matlabsimulink例题
当涉及到MATLAB Simulink的例题时,通常会涉及到控制系统、信号处理、通信系统等方面的建模和仿真。
下面我将以一个简单的
控制系统示例为例来说明。
假设我们要设计一个简单的PID控制器来控制一个直流电机的
转速。
首先,我们需要建立直流电机的数学模型,包括电机的转动
惯量、电磁转矩等参数。
然后,我们可以在Simulink中建立一个模型,包括输入端(期望转速)、控制器、电机模型和反馈回路。
我
们可以使用PID控制器模块来实现控制器部分,并将其参数进行调
整以达到期望的性能指标。
在Simulink中,我们可以使用Scope模块来实时监测电机的转
速响应,也可以使用Step模块来输入期望转速信号。
通过仿真我们
可以观察到实际转速与期望转速的差异,并根据需要对PID控制器
参数进行调整,直到达到满意的控制效果。
此外,Simulink还可以用于建模和仿真其他类型的系统,比如
通信系统、信号处理系统等。
例如,我们可以建立一个简单的调制
解调模型来演示数字通信系统的工作原理,或者建立一个滤波器模
型来演示信号处理系统的频率响应。
总之,MATLAB Simulink提供了一个强大的工具来进行系统建模和仿真,可以帮助工程师和研究人员快速有效地验证他们的设计和算法。
希望这个简单的例子可以帮助你更好地理解MATLAB Simulink的应用。
实验二 Simulink 基 础
一·实验目的
1.熟练运用simulink 为函数建模
2.完成simulink 搭建模型的仿真过程
二.实验内容
【例1-2-1】对书上第35页图1-2-21所示系统,取fixed-step(固定步长)模式进行系统的单位阶跃响应过程仿真。
解:(1)步长类型选fixed-step,解法器算法odel(Euler),仿真步长取0.05;仿真曲线如图(a )所示。
由图(a )可见,其阶跃响应曲线是发散的。
因为系统本身是稳定的,不应该发散,所以此仿真曲线与实际不符。
原因是所取仿真步长偏大,致使仿真误差过大。
(2)步长类型选fixed-step,解法器算法odel(Euler),仿真步长取0.01;仿真曲线如图(b )所示。
由图(b )可见,仿真步长取下后的阶跃响应曲线就正确了。
图(a ) 图(b )
【例1-2-2】对系统4
4)(2++=s s s G ,试求单位阶跃仿真响应,用varible-step 模式。
解 首先在Simulink 下搭建系统的仿真模型,结构如图所示。
然后设置步长类型为varible-step ,解法器算法为ode45,仿真得到的响应曲线如图(a )所示。
由(a )可见,其响应曲线不够光滑,在最大峰值点处出现折线响应,这是仿真误差偏大的表现。
为此,应当减小solver 选项中relative tolerance (相对误差)的值,默认值为1e-3(即3
10-)修改为1e-6,运算所得的阶跃响应曲线如图(b )所示。
图(a ) 图(b )
课内练习
【1.2.1】已知一单位反馈系统的开环传递函数为)
4(16)(0+=s s s G ,试搭建Simulink 模型并进行该闭环系统的阶跃响应和斜坡响应实验。
解:分别选用信号源后,按照如下图所示构建模型,选择合适参数后,运行结果如下。
【1.2.2】已知系统的闭环传递函数为)2)(3(16
)(++=s s s G ,试分别用定步长和变步长的方
法求其单位阶跃响应,并讨论不同解法器的选用区别。
解:
选用定步长时,参数按下图设置,得到运行结果。
选用变步长时,参数按下图设置,得到运行结果。
课外实验
【1.2.1】用Simulink 仿真一个正弦信号和一个余弦信号相加,即计算)5cos()2sin(2)(t t t x +=。
在sources 库中找到sin wave ,并改变其参数使得符合题意,得此建模图,并设置如下图参数,得到运行结果。
【1.2.2】已知一个单位反馈系统的闭环传递函数为20116209)(232+++++=s s s s s s G ,试
搭建Simulink 模型并进行该系统的单位阶跃响应试验,找出最合适的仿真时间、仿真步长(定步长时)或Relative tolerance(相对误差)(变步长时)以及响应的解法器。
解:同上述步骤一样首先实现下图中的模型,然后在simulation 菜单下改为定步长,设置步长,直至合适的结果:
在定步长情况下,仿真时间为8秒,仿真步长为0.01(见图1)
在变步长的情况下,相对误差为le-3,解法器为ode45(见图2)
图(1)
图(2)。