Ⅷ) 参数设定:用鼠标双击模块,就可以进入模块的参数设定窗口,从而对模块进行参数设定。参数设定窗口包含了该模块的基本功能帮助,为获得更详尽的帮助,可以点击其上的help按钮。通过对模块的参数设定,就可以获得需要的功能模块。
Ⅸ) 属性设定:选中模块,打开Edit菜单的Block Properties可以对模块进行属性设定。包括Description属性、 Priority优先级属性、Tag属性、Open function属性、Attributes format string属性。其中Open function属性是一个很有用的属性,通过它指定一个函数名,则当该模块被双击之后,Simulink就会调用该函数执行,这种函数在MATLAB中称为回调函数。
Ⅹ) 模块的输入输出信号:模块处理的信号包括标量信号和向量信号;标量信号是一种单一信号,而向量信号为一种复合信号,是多个信号的集合,它对应着系统中几条连线的合成。缺省情况下,大多数模块的输出都为标量信号,对于输入信号,模块都具有一种“智能”的识别功能,能自动进行匹配。某些模块通过对参数的设定,可以使模块输出向量信号。 6.SIMULINK应用举例
以具有双积分环节的系统G(S)为例,该系统的开环是不稳定的,为了使系统稳定,使用超前校正环节K(S)进行串联校正,见图6-2。
G?S??1S2K(S)K?S??10?S?1??S?5?+ — G(S) 图5-2 系统结构框图
在建模之前,你需要创建一个工作区域。创建一个工作区域的方法为,选择File 项,然后再选择New ,这将开始一个新的窗口,其窗口名为“Untiledl”,可以在该窗口内构造系统模型,并称这个窗口为工作窗口。
为了得到这个系统的阶跃响应,可以由两个传递函数、一个求和点、一个输入源及两个输出观测点等6个部分组成这个系统。
输入源的元件位于Sources 库;传递函数与综合点方块都位于线性部分(Linear)库中。用同样方法,可将该库中的Transfer Fcn与Sum图形拖曳到工作空间,然后关闭Linear库;
如何得到其仿真的输出结果。在Sinks库中有三个功能方块可用于显示或存储输出结
果。Scope 功能块可以像一台示波器,实时地显示任何信号的仿真结果。To Workspace功能块可以把输出值以矢量的形式存储在MATLAB工作空间中,这样可以在MATLAB环境下分析与绘制其输出结果。To File功能块可以把数据存储到一个给定名字的文件中。用同样方法,将Scope拖曳到工作空间,并关闭Sinks库窗口。
打开Sum功能块,在List of Signs处输入“+”、“—”符号。如果综合点超过了两个输入点,只要简单地输入其正、负号,即可自动地增加其相应地输入点。
打开StepFcn功能块,有三个空白框可以填入参数。Steptime是阶跃响应的初始时间。此项可填0,即零时刻开始阶跃响应。另外两项为初始值(Initial value)和终值(Final value)。这两项可分别输入0和1。
打开工作空间功能块。输入y作为变量名(Variable name)。
最后,要将这些方块连接起来。除Sources与Sinks功能块外,所有其他方块中至少有一个输出点,即在方块旁有一个符号﹥指向外面,也至少有一个输入点,即在方块旁有一个符号﹥指向里面,Sources功能块没有输入点,只有输出点,而Sinks功能块没有输出点,因此它仅有一个输入点。系统的仿真方块图见图6-3。
图5-3 系统的仿真方块图
7.SIMULINK仿真的运行
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、启动仿真和仿真结果分析。 (1)设置仿真参数和选择解法器
设置仿真参数和选择解法器,选择Simulation菜单下的Parameters命令,就会弹出一个
仿真参数对话框,它主要用三个页面来管理仿真的参数。
I.. Solver页,它允许用户设置仿真的开始和结束时间,选择解法器,说明解法器参数及选择一些输出选项。
★ 仿真时间:注意这里的时间概念与真实的时间并不一样,只是计算机仿真中对时间的一种表示,比如10秒的仿真时间,如果采样步长定为0.1,则需要执行100步,若把步长减小,则采样点数增加,那么实际的执行时间就会增加。一般仿真开始时间设为0,而结束时间视不同的因素而选择。总的说来,执行一次仿真要耗费的时间依赖于很多因素,包括模型的复杂程度、解法器及其步长的选择、计算机时钟的速度等等。
★ 仿真步长模式:用户在Type后面的第一个下拉选项框中指定仿真的步长选取方式,可供选择的有Variable-step(变步长)和Fixed-step(固定步长)方式。变步长模式可以在仿真的过程中改变步长,提供误差控制和过零检测。固定步长模式在仿真过程中提供固定的步长,不提供误差控制和过零检测。用户还可以在第二个下拉选项框中选择对应模式下仿真所采用
II.。 Workspace I/O页,作用是管理模型从MATLAB工作空间的输入和对它的输出。 III..Diagnostics页,允许用户选择Simulink在仿真中显示的警告信息的等级。 (2)、启动仿真
I.设置仿真参数和选择解法器之后,就可以启动仿真而运行。
选择Simulink菜单下的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。如果一切设置无误,则开始仿真运行,结束时系统会发出一鸣叫声。
II.除了直接在SIMULINK环境下启动仿真外,还可以在MATLAB命令窗口中通过函数进行,格式如下:
[t,x,y]=sim(‘模型文件名’,[to tf],simset(‘参数1’,参数值1,‘参数2’,参数值2, …)) 其中to为仿真起始时间,tf为仿真终止时间。[t,x,y]为返回值,t为返回的时间向量值,x为返回的状态值,y为返回的输出向量值。simset定义了仿真参数,包括以下一些主要参数:
AbsTol:默认值为1e-6设定绝对误差范围。
Decimation:默认值为1,决定隔多少个点返回状态和输出值。 Solver:解法器的选择。
最后一步是仿真(Simulation),可以通过选择仿真菜单(Simulation Menu)执行仿真命令。有两个可以供选择的项:Start(开始执行)与Parameters(参数选择)。在参数选择中,可以
有几种积分算法供选择。对于线性系统,可以选择Linsim算法。对应项分别输入如下参数:
Start Time 0 (开始时间) Stop Time 9.9 (停止时间)
Rilative Error 0.001 (积分一步的相对误差) Minimum Step Size 0.1 (最小步长) Maximum Step Size 0.1 (最大步长)
在Return Variable方框中,还可以输入要返回的变量参数。如在此方框中填入t, 在仿真之后可以在MATLAB工作空间中得到两个变量, 即t与y。参数选择完毕后,关闭该窗口。 此时,你可以选择Start启动仿真程序,在仿真结束时,计算机会用声音给予提示。 阶跃响应图如图5-4所示。
图5-4 阶跃响应图
练习5-1 在SIMULINK环境下,作T1、T2、T3系统的阶跃响应;
T1?
2s2?2s?2T2?4s?2s2?2s?2T3?12s3?3s2?3s?1将T1、T2、T3系统的阶跃响应图在同一Scope中显示。
练习5-2典型二阶欠阻尼系统的传递函数为:
2?n2(?a??2)G(S)?2?222s?2??ns??ns?2?s?(?a??2) 极点位置:
S????j?a式中:
????n;?a??n1??2;??cos(?)在SIMULINK环境下,作该系统在以下参数时的仿真: ①设ωa=1, σ=0.5,1,5 ,求阶跃响应,(用同一Scope显示); ②设σ=1 , ωa=0.5,1,5 ,求阶跃响应在(用同一Scope显示); ③设:
??12,?n?22,2,52求阶跃响应(用同一Scope显示); ④设
?n?2??300450600求阶跃响应,(用同一Scope显示);
阶跃响应的时间:0≤t≤10,阶跃信号幅值为+2V。分析参数变化(增加、减少与不变)对阶跃响应的影响。
练习5-3 直流电动机双闭环调速系统如图所示。
(1)以给出的方式建立系统的SIMULINK的模型,并进行仿真,用示波器观察系统的阶跃响应曲线;
(2)调整转速调节器(as+1)/0.085s的a参数,选择a=0.5,观察其系统的阶跃响应曲线并进行比较。
实验6 控制系统的计算机辅助分析
一、实验目的和要求:
1、熟练掌握线性系统的模型描述