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matlab simulink模型搭建方法Matlab Simulink是一个强大的多领域仿真和模型搭建环境，广泛应用于控制系统、信号处理、通信系统等多个领域。
本文将详细介绍Matlab Simulink模型搭建的方法，帮助您快速掌握这一技能。
一、Simulink基础操作1.启动Simulink：在Matlab命令窗口输入“simulink”，然后按回车键，即可启动Simulink。
2.创建新模型：在Simulink开始页面，点击“新建模型”按钮，或在菜单栏中选择“文件”→“新建”→“模型”，创建一个空白模型。
3.添加模块：在Simulink库浏览器中，找到所需的模块，将其拖拽到模型窗口中。
4.连接模块：将鼠标光标放在一个模块的输出端口上，按住鼠标左键并拖拽到另一个模块的输入端口，松开鼠标左键，完成模块间的连接。
5.参数设置：双击模型窗口中的模块，可以设置模块的参数。
6.模型仿真：在模型窗口中，点击工具栏上的“开始仿真”按钮，或选择“仿真”→“开始仿真”进行模型仿真。
二、常见模块介绍1.源模块：用于生成信号，如Step、Ramp、Sine Wave等。
2.转换模块：用于信号转换和处理，如Gain、Sum、Product、Scope 等。
3.控制模块：用于实现控制算法，如PID Controller、State-Space等。
4.建模模块：用于构建物理系统的数学模型，如Transfer Fcn、State-Space等。
5.仿真模块：用于设置仿真参数，如Stop Time、Solver Options等。
三、模型搭建实例以下以一个简单的线性系统为例，介绍Simulink模型搭建过程。
1.打开Simulink，创建一个空白模型。
2.在库浏览器中找到以下模块，并将其添加到模型窗口中：- Sine Wave（正弦波信号源）- Transfer Fcn（传递函数模块）- Scope（示波器模块）3.连接模块：- 将Sine Wave的输出端口连接到Transfer Fcn的输入端口。
基于Simulink实时工具的小卫星姿控物理仿真
王屹;裴蓓
【期刊名称】《机械设计与制造工程》
【年(卷),期】2011(040)015
【摘要】针对小卫星姿态控制系统的设计和研制需要,应用高精度单轴气浮台模拟小卫星在轨运行时的微重力、无摩擦的环境,借助Simulink模块库建立了实时控制系统软件模型,利用反作用飞轮、光纤陀螺、数显表、控制计算机等物理设备快速构建了简化的小卫星姿态控制仿真硬件系统,并进行了姿态控制物理仿真实验,实验结果表明,仿真系统具有较高的姿态指向精度和稳定度,能够达到小卫星姿态控制仿真要求.
【总页数】4页(P53-56)
【作者】王屹;裴蓓
【作者单位】长春职业技术学院工程技术分院,吉林长春130033;长春职业技术学院工程技术分院,吉林长春130033
【正文语种】中文
【中图分类】TP23
【相关文献】
1.基于SoPC的微小卫星姿轨控计算机设计与实现 [J], 康国华;夏青;成婧
2.小卫星姿控xPC半物理仿真系统设计 [J], 徐开;陈长青;关文翠;金光
3.一种基于新型智能模拟器的小卫星姿轨控测试系统 [J], 卢彦杰;姜鼎;宋明轩
4.基于SIMULINK的卫星姿控系统的仿真实现 [J], 余涌涛;梁加红
5.基于Simulink实时工具的小卫星姿控物理仿真 [J], 王屹;裴蓓
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卫星姿态稳定系统的建模与控制卫星姿态稳定是指通过控制卫星的姿态（即旋转角度和轴向），使其保持稳定状态，以确保卫星能够正确地完成各项任务。
由于卫星在太空中受到各种外部扰动力，如引力、太阳辐射压力和空气阻力等，因此需要设计一套卫星姿态稳定系统，来实现准确的定位和导航功能。
卫星姿态稳定系统主要由三个部分组成：传感器、控制器和执行器。
传感器用于测量和监测卫星的姿态状态，主要包括陀螺仪、加速度计和磁强计等；控制器根据传感器的信号进行计算和判断，决定执行器的输出信号；执行器根据控制信号对卫星进行控制，以实现姿态调整和稳定。
首先，卫星姿态的建模是设计卫星姿态稳定系统的基础。
建模过程主要分为动力学建模和姿态动力学建模两个方面。
动力学建模是描述卫星在太空中受到的外部扰动力和惯性力作用下的运动规律，通常采用牛顿力学定律和质点模型进行建模。
姿态动力学建模则是描述卫星在稳定状态下的姿态运动规律，通常采用旋转刚体模型和欧拉动力学方程进行建模。
通过建立准确的卫星姿态动力学模型，能够为后续的控制器设计和系统优化提供理论基础。
其次，控制器的设计是卫星姿态稳定系统的核心部分。
常用的控制器设计方法有PID控制器、模糊控制器和自适应控制器等。
PID控制器是一种经典的控制器设计方法，通过对误差、偏差和积分值进行比例、积分和微分的加权计算，生成控制信号来调整卫星的姿态。
模糊控制器则是一种基于模糊逻辑推理的控制器设计方法，能够处理复杂的非线性控制问题。
自适应控制器则是根据系统的状态变化和外部环境的变化来自适应地调整控制参数，以实现更好的控制效果。
以上三种控制器设计方法各有优缺点，需要根据实际情况选择合适的控制器设计方法。
最后，执行器的选型和控制算法的实现是卫星姿态稳定系统的重要组成部分。
常用的执行器包括反作用轮、磁力矩杆和姿态控制喷气装置等。
反作用轮通过调整转速和转向来产生控制力矩，磁力矩杆通过改变磁力矩的大小和方向来产生控制力矩，姿态控制喷气装置则通过喷气推力来改变卫星的姿态。
自定义模型的建立1，搭建直流电机模型2，选定要包含到子模块中的所有模块：单击Edit菜单下Creat Subsystem项，选定的模块即便为子系统：3，封装子系统将子系统命名为DC_motor_Subsystem,右击子系统模块，在弹出的菜单中选择Mask Subsystem，打开封装编辑器：Icon&Ports选项卡可对模块的外框，透明度，图表等进行设置。
在Icon Drawing Command 区域中可用命令改变端口名称，添加图片，修改颜色等。
以下命令用于修改端口名称及颜色：color('red');port_label('input',1,'Control Signal');color('red');port_label('output',1,'Torque');color('red');port_label('output',2,'Angle');color('red');port_label('output',3,'Speed');输入命令后单击OK，则则子模块变为：若要添加图片，需将图片放在模型所在目录下，命名为‘DC_motor’，在Icon Drawing Command区域内输入命令：image(imread('DC_motor.jpg'))则子模块变为：4，添加模块到库浏览器在Simulink库浏览器窗口，选择File菜单下New—Library，打开库编辑窗口，将封装后的DC_motor_subsystem拖入库编辑器并保存为DC_motor_subsystem_lib.mdl 。
编写M函数代码：并保存在DC_motor_subsystem_lib.mdl所在目录下，重新打开模块库，则自定义模块添加成功：注意事项：在建模过程中，应注意模型名称是否拼写正确等细节问题。
四元数姿态运动学方程：（见《基于星敏感器角速度估计的陀螺故障诊断》）
()b b b b b b o
o o ob o ib o io 11C 22
∙
=⊗=⊗-Q Q w Q w w 其中b
o Q 表示星体坐标系b 相对于轨道坐标系o 的姿态四元数在体坐标系b 中的投影（在星
体坐标系中轨道坐标系o 转到与星体坐标系b 重合（与后面的姿态坐标转换矩阵对应）所
需的姿态四元数）；⊗表示四元数乘法；b ob w 表示星体坐标系b 相对于轨道坐标系o 的角速度在b 坐标系中的投影；b ib w 表示体坐标系b 相对于惯性坐标系i 的角速度在b 坐标系中的投影，由动力学模块给出；b o C 表示o 系到b 系的坐标转换矩阵，由四元数Q 计算得到；o io
w 表示轨道坐标系o 相对于惯性坐标系i 的角速度在o 坐标系中的投影，该角速度在轨道坐标系中表示简单，该值在m 文件中给出。
利用运动学方程画运动学模块图如下：
建立四元数转姿态矩阵模块： 用mask 修改模块封面。
依照下面的转换公式，使用Fcn 模块和Create3*3 Matrix 模块建立四元数转换模块如下：
2222103212031302b
T 22222
o 01203203123012222130223013012q q q q 2(q q q q )2(q q q q )C (q )2(q q q q )
q q q q 2(q q q q )2(q q q q )2(q q q q )
q q q q ⎡⎤
+--+-⎢⎥
=+-=-+--+⎢⎥
⎢⎥+-+--⎣
⎦
qq E q
建立四元数求解模块：
使用Subsystem 模块建立Quaternion Solve Model ，并create mask 如下：
四元数主部与矢部分开计算积分如下：
根据上式画模块图如下：
利用Integrator、Mux、Gain、Add模块建立初始如下：
利用Demux模块将Q的矢部与主部分开。
其中Demux模块设置如下（将四个数按[1 3]分成两部分）：
利用Dot Product模块求q0的导：
利用动力学模块中的叉乘模块来完成q的导的求解如下：
这样四元数求解模块即建立，输入w输出Q。
建立运动学模块：
利用from模块引入动力学模块计算的姿态角速度wb和m文件中的轨道角速度wo，建立运动学模块如下（注意product的multiplication应为Matrix）：
这样运动学模块即建立，输入w得到Q。
