计算机控制与仿真技术第二版第8章控制系统的SIMULINK仿真ppt课件.ppt

1 通过本章学习 应该掌握以下内容 第8章控制系统的SIMULINK仿真 SIMULINK仿真参数的设置SIMULINK系统仿真模型进行仿真的方法SIMULINK动态结构图进行仿真的方法 2 1 系统模型的实时操作 8 1 1系统模型的实时操作与仿真参数设置 8 1设置SIMULINK仿真参数 在SIMULINK的模型窗口下 使用其窗口主菜单 Simulation Start 命令可以对系统进行仿真 仿真开始后 Start 变为 Pause 选中 Pause 可以暂停仿真的执行 要停止仿真可以选择 Stop 3 2 仿真参数的设置 在仿真之前通常要对仿真参数进行设置 这就是主菜单项 Simulation 下 ConfigurationParameters 菜单命令要完成的任务 打开一个仿真参数对话框后 在其中可以设置仿真参数 4 在仿真模型的窗口主菜单中 执行菜单 Simulation ConfigurationParameters 命令后 SIMULINK会弹出仿真参数设置对话框标签之一 Solver 解算器标签页 解算器 Solver 标签页参数设定是进行仿真工作前准备的必须步骤 如何设定参数是根据要解决问题的要求而决定的 以便使SIMULINK发挥最佳的仿真效果 最基本的参数设定包括仿真的起始时间与终止时间 仿真的步长大小与求解问题的算法等等 8 1 2解算器 Solver 的参数设置 5 8 1 3DataInport Export参数设置 选择仿真控制参数ConfigurationParameters对话框左边的 DataInport Export 选项 就可打开其参数设置窗口 在该对话框中可以设置SIMULINK和当前工作区的数据输入输出 通过设置 可以从当前工作空间输入数据 初始化状态模块 State 也可把仿真结果 状态模块数据 时间数据等保存到当前工作区 最后可以设置输出选项 输入输出的数据格式可以是矩阵 结构或包含时间数据的结构等 6 8 2控制系统SIMULINK仿真 8 2 1利用SIMULINK系统仿真模型仿真 1 仿真的开始与停止 通常 启动与停止仿真有如下两种方法 在SIMULINK的模型窗口下 选择其窗口主菜单 Simulation Start 命令可以对系统进行仿真 仿真开始后 Start 变为 Pause 选中 Pause 可以暂停仿真的执行 要停止仿真可以选择 Stop 7 单击模型窗口下的 StartSimulation 按钮 也可以对系统进行仿真 仿真开始后 StartSimulation 按钮变为 PauseSimulation 按钮 单击按钮可以暂停仿真 要停止仿真可以选择 Stop 按钮 8 2 观察SIMULINK的仿真结果 SIMULINK提供了以下几种仿真结果分析方法 将仿真结果信号输入到输出模块 Scope 示波器 XYGraph 二维X Y图形显示器与 Display 数字显示器中直接查看图形或者数据 将仿真结果信号输入到 ToWorkspace 模块中 即保存到MATLAB工作空间里 再用绘图命令在MATLAB命令窗口里绘制出图形 将仿真结果信号返回到MATLAB命令窗口里 再利用绘图命令绘制出图形 9 8 2 2利用SIMULINK动态结构图仿真 基本思路 先将动态结构图转换为状态空间模型 然后再仿真 利用SIMULINK提供的linmod 或linmod2 两个函数 从连续系统中提取线性模型 两个函数命令执行后 都可以得到一个用 A B C D 表达的状态空间模型 然后就可以对这个状态空间模型来进行各种仿真 10 1 模型线性化 1 连续系统的线性化模型用SIMULINK提供的linmod或linmod2函数命令将非线性系统在某平衡工作点表示为近似的线性模型 linmod或linmod2函数指令调用的一般格式为 A B C D linmod或linmod2 模型名称 工作点向量x 输入向量u 11 2 离散系统的线性化模型SIMULINK提供的dlinmod 函数能够从离散 多频或混合系统中提取一个任何给定采样频率的近似线性模型 当采样时间ts取为零时 就可得到近似的连续线性模型 否则 得到离散线性模型 该指令的一般调用格式是 Ad Bd Cd Dd linmod modelname ts x u para 12 2 利用线性模型进行仿真 有了系统的线性模型 就可以利用MATLAB提供的仿真函数对系统来进行各种仿真 如利用step sys 或step A B C D 自动绘制出系统单位阶跃响应曲线 利用bode sys 或bode A B C D 函数绘制控制系统的对数振幅