当前位置：文档之家 › 7第7章 SIMULINK仿真

7第7章 SIMULINK仿真

  • 格式：ppt
  • 大小：4.71 MB
  • 文档页数：53

下载文档原格式

  / 53

合集下载

第7章 Simulink的基础应用

第7章 Simulink的基础应用
4
第2节 Simulink的操作方法
2.1 Simulink的运行操作
1、运行Simulink的方法 在MATLAB的命令窗口直接键入“simulink”; 利用MATLAB工具条上的Simulink快捷键图标； 在MATLAB菜单中，选择“File-New-Model” 2、打开已存在的模型文件 在MATLAB主窗口中直接键入文件名（不加扩展 名）； 在MATLAB菜单中，选择“File-Open-Model” 利用MATLAB工具条上的“打开”图标。
9
第3节 仿真模型的搭建方法与步骤
3.1 构建SIMULINK仿真系统模型 1．打开一个SIMULINK仿真模型窗口。
2.构建一个SIMULINK仿真模型。
3.运行SIMULINK仿真模型 构建好一个系统的模型之后，接下来的事情就是运 行模型，得出仿真结果。运行一个仿真的完整过程 分成三个步骤：设置仿真参数，启动仿真和仿真结
11
3.3 启动仿真启动仿真
设置仿真参数和选择解法器后，可以启动仿真运行。 选择菜单下start选项来启动仿真，如果模型中有些 参数没有定义，则会出现错误信息提示框。否则开始 仿真运行，结束时系统会发出一鸣叫声。
12
【例7-1】观察信号发生器输出波形 具体操作步骤如下： （1）进入SIMULINK，打开一个空白的模型窗口。 （2）打开SIMULINK的Sources模块库，选择Signal Generator（信号发生器）。 （3）打开SIMULINK的Sinks模块库，选择Scope（示波器） 。 （4）连接Signal Generator（信号发生器）模块和Scope（示 波器）模块。
7
5、改变模块大小 用鼠标拖曳模块四周的黑点。 6、模块重新命名 用鼠标单击模块名称即可。 7、改变模块及窗口颜色 使用Format菜单的Foreground Color指令或者 Screen Color 指令。 8、设定模块参数 利用鼠标左键双击模块图标。 9、设定模块属性 选中模块→右键点击Block Properties。 10、设定模块输入、输出信号 模块处理的信号包括标量信号和向量信号。

matlab教学PPT第7讲MATLAB仿真SIMULINK

matlab教学PPT第7讲MATLAB仿真SIMULINK
>>whos NameSizeBytesClas s ScopeData1x13578structarray Grandtotalis307elementsusing3578bytes
第7讲 SIMULINK 图2-18 通过命令启动Simulink仿真
第7讲 SIMULINK
可见，仿真完成之后，工作空间中出现了“ScopeData” 结构变量，其中包含了示波器显示的全部波形数据。通过 “plot”命令可以作出这些数据对应的波形，
组建用户自定义模块库如果建立了许多自定义的子系统并且已经封装好了而这些已经封装的自定义模块又是会反复使用的就像simulink提供的模块库中那些模块一样在这种情况下就有必要对这些自定义的重用性较好的模块进行建库以方便管理和反复使用同时也可以作为新的专业库提供给其他用户使用
第7讲 SIMULINK
第7讲 MATLAB仿真_SIMULINK
第7讲 SIMULINK
• Simulink全方位地支持动态系统的建模仿真，它支持连 续系统、离散系统、连续离散混合系统、线性系统、非 线性系统、时不变系统、时变系统的建模仿真，也支持 具有多采样速率的多速率系统。可以说，在通用系统仿 真领域，Simulink是无所不包的。
• 结合MATLAB编程和Simulink可视化建模仿真各自的特 点，可以构建更为复杂的系统模型，并进行自动化程度 更高的仿真和仿真结果的数据分析，这是MATLAB的高 级应用方面。
第7讲 SIMULINK 图2-15 仿真结果
第7讲 SIMULINK
• 更换信号源为Sources子模块库中的SignalGenerator，并设置 信号源为0.2Hz的方波，幅度为1，如图2-16左边对话框所示。
• 设置示波器显示窗口的属性（Parameters），使之成为双踪 显示，然后将示波器第二输入节点与信号源输出相连，这 样我们就可以同时观察系统的输入输出波形了。系统建模 如图2-16中间窗口所示。

第7章simulink子系统

第7章simulink子系统
(3) 使能子系统A中的使能信号，其使能状态设置为重 置reset；使能子系统B中的使能信号，其使能状态设置
为保持held。
第7章 技Simulink子系统术
(4) 下方使能子系统中饱和模块（Saturation），其参
数设置为：饱和上限为0.75，饱和下限为-0.75。 (5) 偏移常数信号，其参数设置分别为[2 0]与[0 2]， 如图7.4中系统模型所示。 (6) 系统输出Scope模块参数设置，如图7.6所示。
第7章 技Simulink子系统术
图7.3 条件执行子系统的建立方法示意图
第7章 技Simulink子系统术
7.2.2 使能子系统
在对具体的条件执行子系统进行介绍时，采用实际 的系统模型进行说明非常有利于读者的理解。因此， 本书均以实际的系统模型为例进行说明。 所谓的使能子系统，是指只有当子系统的使能信号 输入为正时，子系统才开始执行。
(1) 对于Simulink的早期版本而言，不存在专门的
Subsystems模块库。
第7章 技Simulinபைடு நூலகம்子系统术
(2) Simulink系统模型的最高层不允许使用Enable
与Trigger信号，而仅允许在子系统中使用。 图7.3中并没有建立一个完整的动态系统的模型， 而仅仅是给出建立条件执行子系统的方法，因此并没 有给出执行系统所需的使能信号源与触发信号源（如 图7.3中椭圆曲线所示，使能输入端与触发输入端采用 不同的信号标志）。如果此时用户运行此系统进行仿 真，MATLAB命令窗口中会给出输入端口没有信号连 接的警告，而且系统的输出均为0。
第7章 技Simulink子系统术
图中左上部分为系统整体模型
图中右侧分别 为上升沿、下降 沿及双边沿触 发子系统。

07-交互式仿真工具Simulink [MATLAB与控制系统仿真][张磊,任旭颖]

07-交互式仿真工具Simulink [MATLAB与控制系统仿真][张磊,任旭颖]

例7-2-2：Random Number-生成标准分布的随机数，双击该图标后设置其参数。Mean：设置平 均值，默认值是0；Variance：方差，默认值是1（随机数与平均值之间偏差的评价值）；Seed： 随机数种子，默认值是0（0-MAX），MATLAB通过种子值确定产生随机数值的算法，固定的 种子产生固定的随机数；Sample time：指定随机数样本之间的时间间隔。默认值是0.1。
Font style Foreground Color backround Color Block Shadow Show Block Name
设置模块字体 设置模块前景颜色 设置模块背景颜色 设置模板阴影 显示模块名称
转向操作（Rotate&Flip）
模块基本操作
MATLAB与控制系统仿真
7.3 Simulink建模与仿真
显示及输出 模块
（1）打开一个空白Simulink模型窗口； （2）进入Simulink浏览库界面，将功能模块由模块库窗口拖拽到模型窗口中；
Hale Waihona Puke （3）按照给定的框图修改编辑窗口中模块的参数；
（4）连接功能模块，构成所需的系统仿真模型；
（5）对仿真模型进行仿真，随时观察仿真结果，如果发现有不正确的地方，可以停止仿真，对参数进行修订；
MATLAB与控制系统仿真
7.3 Simulink建模与仿真
3.Simulink仿真参数的设置
例7-3-2.已知单位负反馈二阶系统的开环传递函数G(s)，绘制单位阶跃响应的实验结构，并使用
simulink完成仿真实验。
（1）点击【New Model】，新建一个模型窗口；
G(s)

10 s2 3s
MATLAB与控制系统仿真

第7章SIMULINK仿真操作

第7章SIMULINK仿真操作

Direct Lookup Table (n-D) x
2-D T(u)
Lookup Table (n-D)
xdat y ydat Lookup Table Dynamic
图7-16 查表模块库（Lookup Tables）及其功能说明
（6）User-Defined Functions模块库
u
fcn
In1 Out1 In1 Out1 In1 Out1 In1 Out1
Atomic Subsystem
CodeReuseSubsystem
Enabled and Triggered Subsystem
Enabled Subsystem
if (u1 > 0) Action Out1
f unction() In1
up u lo
Set bit 0 Bit Set U <= 0 & NOT U/z <= 0
Bitwise AND <= 3 0xD9 Bitwise Combinatorial Compare Logic To Constant Operator U > U/z Detect Increase U >= 0 & NOT U/z >= 0 Detect Rise Nonnegative Vy = Vu * 2^-8 Qy = Qu >> 8 Ey = Eu Shift Arithmetic
Bus Bus := signal1 Bus Assignment
Sim Out RTW
A Data Store Memory
A Data Store Read
A Data Store Write
[A] From

MATLABsimulink仿真试验

MATLABsimulink仿真试验

实验七SIMULINK 仿真集成环境一、实验目的熟悉SIMULINK 的模型窗口、熟练掌握SIMULINK 模型的创建，熟练掌握常用模块的操作及其连接。

二、实验内容(1) SIMULINK 模型的创建和运行。

(2) 一阶系统仿真。

三、实验步骤1．Simulink 模型的创建和运行(1) 创建模型。

①在MATLAB 的命令窗口中输入simulink 语句，或者单击MATLAB 工具条上的SIMULINK 图标，SIMULINK 模块库浏览器。

②在MATLAB 菜单或库浏览器菜单中选择File|New|Model，或者单击库浏览器的图标，即可新建一个“untitle”的空白模型窗口。

③打开“Sources”模块库，选择“Sine Wave”模块，将其拖到模型窗口，再重复一次；打开“Math Operations”模块库选取“Product”模块；打开“Sinks”模块库选取“Scope”模块。

(2) 设置模块参数。

①修改模块注释。

单击模块的注释处，出现虚线的编辑框，在编辑框中修改注释。

②双击下边“Sine Wave”模块，弹出参数对话框，将“Frequency”设置为100；双击“Scope”模块，弹出示波器窗口，然后单击示波器图标，弹出参数对话框，修改示波器的通道数“Number of axes”为3。

③如图A4 所示，用信号线连接模块。

图A4(3) 启动仿真①单击工具栏上的图标或者选择Simulation|Start 菜单项，启动仿真；然后双击“Scope”模块弹出示波器窗口，可以看到波形图。

②修改仿真步长。

在模型窗口的Simulation 菜单下选择“Configuration Parameters”命令，把“Max step size”设置为0.01；启动仿真，观察波形是不是比原来光滑。

③再次修改“Max step size”为0.001；设置仿真终止时间为10s；启动仿真，单击示波器工具栏中的按钮，可以自动调整显示范围，可以看到波形的起点不是零点，这是因为步长改小后，数据量增大，超出了示波器的缓冲。

第7章 Simulink仿真


Matrix Gain
Math Function Trigonometric function
矩阵增益
数学运算函数 三角函数
Complex to Magnitude-Angle
Magnitude-Angle to Complex Complex to Real-Imag
复数的模和辐角
模和辐角合成函数 复数的实部和虚部 实部和虚部合成复 数 强迫输入信号为零
MinMax
Abs
求最大值
求绝对值
Real-Imag to Complex
Algebraic Constraint
Sign
符号函数
第7章 Simulink仿真
7.2 Simulink模块操作
一、模块的编辑处理
1．模块的操作 （1）添加模块 当要把一个模块添加到模型中，先在Simulink模块库中 找到它，然后直接将这个模块拖入模型窗口中即可。 （2）选取模块 当模块已经位于模型窗口中时，只要用鼠标在模块上 单击就可以选中该模块，这时模块的四角上出现一些 黑色的小方块，这些小方块就是该模块的关键点，拖 动这些黑色小方块可以改变模块的大小。
功能 零阶保持器 单位延时采样保持 离散时间积分
模块 Discrete Filter
功能 离散滤波器 离散传递函数 离散零极点
Discrete Transfer Fcn
Discrete Zero-Pole
离散状态方程
First-Order Hold
一阶保持器
第7章 Simulink仿真
8．数学运算模块（Math Operations） 数学运算模块提供了基本数学运算函数、三角函数、 复数运算函数以及矩阵运算函数。
第7章 Simulink仿真

ch7-Simulink子系统的创建及应用


图7-17 子系统PID模块窗口
•
封装完PID子系统后的闭环系统的仿真模型如图718所示，最后进行仿真。
图7-18 封装完PID子系统后的闭环系统的仿真模型
习题 7
7-1 了解Simulink创建子系统的方法及操作步骤。 7-2 子系统的创建和子系统的封装有什么不同？ 7-3 了解子系统的封装过程。 7-4 在模型中选择输入信号发生器和输出示波器之间所有模块对象作 为需要创建的子系统部分，要求创建子系统并进行子系统封装。
Transfer Fcn模块参数设置
在仿真参数设置窗口的Solver标签页将仿真时间设置 为50秒，将以上模块进行连线和参数设置完毕后所建立仿 真模型如图7-6所示。
图7-6仿真模型
单击菜单Simulation，再单击Start开始仿真，从Scope 模块显示中可观察到单位阶跃响应曲线如图7-7所示。
7.2
子系统的封装
所谓子系统的封装(Masking)，就是 为子系统定制对话框和图标，使子系统 本身有一个独立的操作界面，把子系统 中的各模块的参数对话框合成一个参数 设置对话框，在使用时不必打开每个模 块进行参数设置，这样使子系统的使用 更加方便，有利于进行复杂的大系统的 仿真。
如对例7-1中的子系统可以进行封装:
子系统有两种：未封装的子系统和封装 的子系统，前者没有对话框，用户可以 打开子系统相关模块直接设置参数。后 者带有对话框，交互式地设置子系统的 参数。这两种子系统在Simulink框图模 型中都有应用。
7.1 创建子系统
仿真建立子系统有两种方法：通过 已有的模块建立子系统和通过Subsystem 模块建立子系统。 这两种创建的子系统最后实现一模一样的 功能，只不过操作顺序不同，两者的区 别是：前者先将结构搭建起来，然后把 相关模块封装起来建立子系统；后者先 做一个封装容器，然后再封装容器中添 加模块。

matlabsimulink【初学教程】

第7章Simulink仿真环境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，就能够够打开Simulink模块库阅读器(Simulink Library Browser) 窗口，如图7.1所示。

图7.1 Simulink界面(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) 在上图的右边子模块窗口中，单击“Source”子模块库前的“+”(或双击Source)，或直接在左侧模块和工具箱栏单击Simulink下的Source子模块库，即可看到各类输入源模块。

(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”，那么“Sine Wave”模块就被添加到untitled 窗口；也能够用鼠标选中“Sine Wave”模块，单击鼠标右键，在快捷菜单当选择“add to 'untitled'”命令，就能够够将“Sine Wave”模块添加到untitled 窗口，如图7.2所示。

图7.2 Simulink界面(5) 用一样的方式打开接收模块库“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”右边的输出端，当光标变成十字符时，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，或选择菜单“Simulink”——“Start”，那么仿真开始。

SIMULINK仿真基础

Ports &Subsystems（端口与子系统模块组） Signal Routing（信号通道模块组）
Sinks（信号接受模块组） Sources（信号源模块组）
1、 Continuous （连续模块组）
积分模块（Integrator）：输入信号数值积分 微分模块（Derivative）：输入信号数值微分 状态空间模块（State-Space）：线性状态空间系统模型 传递函数模块（Transfer-Fcn）：线性传递函数模型 零极点模块（Zero-Pole）：以零极点表示的传递函数模型 时间延迟模块（Transport Delay）：输入信号延时一个固定 时间再输出
• 在视觉上表现为直观的方框图； • 在文件上则是扩展名为 mdl 的ASCII代码； • 在数学上表现为一组微分方程或差分方程； • 在行为上则模拟了实际系统的动态特性 。
SIMULINK 模型通常包含三种 “组件”：
• 信源（ Sources）：可以是常数、时钟、白噪声、正弦波、阶梯波、扫频 信号、脉冲生成器、随机数产生器等信号源； • 系统（ System）：即指被研究系统的 SIMULINK 方框图； • 信宿（ Sink）：可以是示波器、图形记录仪等。
（ Interval Test Dynamic）：都是判断输入是否属于某个 区间。 • 组合逻辑模块（Combinatorial Logic）、较零模块 （ Compare to Zero)、比较常数模块（ Compare to Constant） • 二进制置1模块（Bit Set）;二进制清零模块（Bit Clear） • 二进制逻辑运算（Bitwise Operator）:将输入的二进制与 给定的二进制数的对应位置进行逻辑运算 • 移位运算（Shift Arithmetic） • 二进制数截取模块（Extract Bits） • 检测减小模块（Detect Decrease）、检测增加模块 （ Detect Increase ）、检测变化模块（Detect Change）
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

最大 仿真 步长 相对 误差 绝对 误差
初始 仿真 步长
图7.30 蹦极跳系统的仿真参数设置
•
然后再对蹦极跳系统进行仿真， 其仿真结果如图7.31所示。从图中可以 明显得看出，减小系统仿真积分误差可 以有效的提高系统的仿真性能，仿真输 出波峰与波谷处的曲线变得比较光滑。
图7.31 新的仿真参数设置下的仿真结果
仿真时 间范围
离散求 解器
变步长 求解器
图7.24 系统仿真参数设置
•
在对系统中各模块参数以及系统仿 真参数进行正确设置之后，运行系统仿 真，对人口数目在指定的时间范围之内 的变化趋势进行分析。图7.25所示为系 统仿真输出结果。
人口数目在 0 至 100 年） （ 之间的变化 趋势， 人口逐 渐趋向一个 稳定值
•
使用Simulation菜单下的Simulation Parameters打开仿真参数设置对话框， 对蹦极跳系统的仿真参数设置如下： • (1) 系统仿真时间范围为0~100 s。 • (2) 其它仿真参数采用系统默认取值 （变步长求解器、求解算法ode45、自动 选择最大仿真步长、相对误差为1e-3）。 • 然后进行系统仿真。仿真输出结 果如图7.29所示（蹦极者相对于地面的 距离）。
图7.25 人口变化系统仿真结果
7.2.3 连续系统
Simulink中状态的处理
微分方程的实现
示例：蹦极跳（bungee jumping）
• 1 蹦极跳系统的数学模型 • 蹦极跳是一种挑战身体极限的运动， 蹦极者系着一根弹力绳从高处的桥梁（或 是山崖等）向下跳。在下落的过程中，蹦 极者几乎是处于失重状态。按照牛顿运动 规律，自由下落的物体的位置由下式确定：
创建子系统
输入和输出
来自工作区的参数
将信号输出到工作区
模块的基本结构
7.2创建动态系统
7.2.1简单系统
简单系统建模
简单系统的运行
设置步长
7.2.2 离散系统
离散模块库
差分方程的实现
零散求解器
设置参数
示例：人口动态变化
1 人口变化系统的数学模型 • 这是一个简单的人口变化模型。在 此模型中，设某一年的人口数目为，其中 表示年份，它与上一年的人口、人口繁殖 速率以及新增资源所能满足的个体数目之 间的动力学方程由如下的差分方程所描述：
模块参数、方程 模块参数、方程
系统模型 系统模型
Simulnik Simulink
系统状态、仿真时间 系统状态、仿真时间
Matlab 求解器 求解器
图7.23 系统的仿真原理
• •
下面设置人口变化系统的仿真参数： (1) 仿真时间设置：按照系统仿真的要求， 设置系统仿真时间范围为0~100。 • (2) 离散求解器与仿真步长设置：对离散 系统进行仿真需要使用离散求解器。对于离散 系统的仿真，无论是采用定步长求解器还是采 用变步长求解器，都可以对离散系统进行精确 的求解。这里选择定步长求解器对此系统进行 仿真分析。至于定步长与变步长的区别将在后 面专门进行介绍。 • 使用Simulation菜单中的Simulation Parameters设置系统仿真参数，如图7.24所示。
图7.28 积分器模块velocity与position的参数设置
• 4 系统仿真参数设置与仿真分析 • 在对蹦极跳系统模型中各个模块的 参数正确设置之后，需要设置系统仿真 参数以对此系统进行仿真分析。在系统 仿真参数设置之前，首先简单介绍一下 Simulink的连续求解器。 • Simulink通过离散系统模型与Matlab求解 器之间的交互完成离散系统的仿真；其 实对于任何的动态系统，Simulink总是通 过系统模型与Matlab求解器之间的交互 来完成系统仿真。
•
• •
•
•
在蹦极跳系统模型中，主要使用的系统模 块有： (1) Continuous模块库中的Integrator模块： 用来实现系统中的微分运算。 (2) Functions & Tables模块库中的Fcn模 块：用来实现系统中空气阻力的函数关系。 (3) Nonlinear模块库中的Switch模块：用 来实现系统中弹力绳索的函数关系。 蹦极跳系统的模型框图如图7.27所示。
kx, x 0 b( x ) x0 0,
• 因此整个蹦极跳系统的数学描述为
m mg b( x) a1x a2 x x x
• 2 建立蹦极跳系统的Simulink仿真模型 • 与建立离散系统模型类似，在建立蹦极跳 系统的模型之前，首先对连续系统模块库 Continuous中比较常用的模块简单的回顾。 • (1) 积分器（Integrator）：积分器的主 要功能在于对输入的连续信号进行积分运算。 • (2) 微分器（Derivative）：微分器的主 要功能在于对输入的连续信号进行微分运算。
图7.29 蹦极跳系统的仿真结果
• 5 仿真精度控制 • 细心的读者一定会发现，在图 7.29蹦极跳系统的仿真结果中，仿真曲 线的波峰与波谷处曲线很不光滑。而从 蹦极跳系统的数学方程中分析可知，系 统的输出曲线应该是光滑曲线。造成这 一结果的主要原因是：对此系统仿真来 说，连续求解器的默认积分误差取值偏 大。因此，只有设置合适的积分误差限， 才能获得更好的仿真结果。
图7.27 蹦极跳系统模型
• 3 系统模块参数设置 • 在建立蹦极跳系统模型之后，需要 设置系统模型中各个模块的参数。这里 仅给出积分器模块velocity与position的参 数设置，如图7.28所示。 • 在具有连续状态的连续系统中，千 万不能忘记对积分器模块的初始值进行 设置；因为在不同的初始值下，系统的 动态规律可能大相径庭。至于其它模块 的参数都比较简单，这里不再给出。
初始条件相当 于人口的初始 值 p (0) ， 故取 值为 100000
图5.22 单位延迟模块的参数设置
4系统仿真参数设置及仿真分析 • 在正确设置系统模型中各模块的 模块参数之后，需要对系统仿真参数进 行设置。下面介绍离散系统的仿真参数 设置，在此之前首先介绍系统仿真的基 本原理。这可以使用户加深对离散系统 仿真的理解，并且更好的掌握离散系统 仿真技术。
•
微分方程的不同数值求解方法对应 着不同的连续求解器。Simulink的连续求 解器可以使用不同的数值求解方法对连 续系统进行求解： • (1) 定步长连续求解器。可以使用如 下的方法：ode5, ode4, ode3, ode2, ode1。 • (2) 变步长连续求解器。可以使用如 下 的 方 法 ： ode45, ode23, ode113, ode15s, ode23s, ode23t，ode23tb。
p (n 1) p(n) rp(n 1) 1 K
•
从此差分方程中可以看出，此人口变 化系统为一非线性离散系统。如果设人 口初始值、人口繁殖速率、新增资源所 能满足的个体数目，要求建立此人口动 态变化系统的系统模型，并分析人口数 目在0至100年之间的变化趋势。
图7.21 人口变化系统模型
3 系统模块参数设置 • 系统模型建立之后，首先需要按照系统的 要求设置各个模块的参数，如下所述： • (1) 增益模块Gain表示人口繁殖速率，故 取值为1.05。 • (2) 模块Gain1表示新增资源所能满足的个 体数目，故取值为1000000。 • (3) Unit Delay模块参数设置。对于离散系 统而言，必须正确设置所有离散模块的初始取 值，否则系统仿真结果会出现错误。这是因为 在不同的初始值下，系统的稳定性会发生变化。 单位延迟模块的参数设置如图7.22所示。
•
变步长连续求解器可以根据积分误 差对仿真步长进行自动调整。因此，用 户可以设置合适的积分误差上限，以对 系统仿真步长进行控制，从而获得更好 的仿真结果。积分误差分为如下的两种： • (1) 绝对误差：积分误差的绝对值。 • (2) 相对误差：绝对误差除以状态 的值。
•
在仿真参数设置对话框中，用户可 以对积分绝对误差与 相对误差进行合适 的设置。这样，在系统仿真中求解器只 有满足给定的误差条件时才能够进行下 一步计算。一般说来，当状态值较大时， 相对误差小于绝对误差，由相对误差控 制求解器的运行；而当状态值接近零时， 绝对误差小于相对误差，则由绝对误差 来控制求解器。
m mg a1 x a2 x x x
•
其中为物体的质量，为重力加速 度，为物体的位置，第二项与第三项表示 空气的阻力。其中位置的基准为蹦极者开 始跳下的位置（即选择桥梁作为位置的起 点），低于桥梁的位置为正值，高于桥梁 的位置为负值。如果物体系在一个弹性常 数为的弹力绳索上，定义绳索下端的初始 位置为，则其对落体位置的影响为
2 建立人口变化系统的模型 • 在建立此人口变化的非线性离散系 统模型之前，首先对离散系统模块库 （Discrete模块库）中比较常用的模块作 简单的介绍。 • (1) Unit Delay模块：其主要功能是 将输入信号延迟一个采样时间，它是离 散系统的差分方程描述以及离散系统仿 真的基础。在仿真时只要设置延迟模块 的初始值便可计算系统输出。
第7章 SIMULINK仿真
7.1 SIMULINK基本操作 7.2创建动态系统 7.2.1简单系统 7.2.2 离散系统 7.2.3 连续系统
7.1 SIMULINK基本操作
启动simulink
使用模块库
收集和连接所需各块
仿真运行
Mux （singnal routing） • Combine several input signals into a vector or bus output signal
•
(2) Zero-Order Hold模块：其主要 功能是对信号进行零阶保持。 • 使用Simulink对离散系统进行仿 真时，单位延迟是由Discrete模块库中的 Unit Delay模块来完成的。对于人口变化 系统模型而言，需要将作为Unit Delay模 块的输入以得到，然后按照系统的差分 方程来建立人口变化系统的模型。