Matlab计算与仿真技术 第十四讲: Simulink仿真-I ittp: //human-robot sysu. edu. cn/course 王国利 http://human-robot.sysu.edu.cn 信息科学与技术学院 中山大学
王国利 信息科学与技术学院 中山大学 http://human-robot.sysu.edu.cn Matlab计算与仿真技术 第十四讲: Simulink仿真-I http://human-robot.sysu.edu.cn/course
Matlab计算与仿真 第十四讲提纲 Simulink仿真I Simulink概述 Simulink模块框图建模 中山火學
Matlab计算与仿真 ◼ Simulink 仿真-I - Simulink 概述 - Simulink 模块框图建模 第十四讲提纲
Matlab计算与仿真 Simulink仿真 Simulink概述 Simulation Link Simulink是一种仿真工具和环境 寄生在 Matlab环境(共享工作空间) 完成对系统的建模,仿真和分析 采用基于时间模块化框图 (Time-based Block Diagram) 支持拖放(drag& place)的交互设计 有内嵌建模模块库( block library)◆ 中山火學
Matlab计算与仿真 Simulink仿真-I ◼ Simulink 概述 Simulation + Link - Simulink是一种仿真工具和环境 寄生在Matlab环境(共享工作空间) 完成对系统的建模, 仿真和分析 采用基于时间模块化框图 (Time-based Block Diagram) 支持拖放(drag & place)的交互设计 有内嵌建模模块库(block library)
Matlab计算与仿真 Simulink仿真(续) ■ Simulink建模与仿真 系统模型(mode)概念 模型:系统行为的定量描述 传递:输入信号到输出信号 分类:静态模型→代数方程(关系) 动态模型→微分方程(组) 要素:输入/输出/状态 中山火學
Matlab计算与仿真 Simulink仿真 (续) ◼ Simulink 建模与仿真 - 系统模型(model)概念 模型: 系统行为的定量描述 传递: 输入信号到输出信号 分类: 静态模型 → 代数方程(关系) 动态模型 → 微分方程(组) 要素: 输入/输出/状态
Matlab计算与仿真 Simulink仿真(续) 模型框图表示(信号是关于时间的函数) input u output y state x 模型实例 静态模型-信号发生器 x(t=sin(at+o 输入和输出都为x(t 系统为恒等映射=工.D 中山火學
Matlab计算与仿真 Simulink仿真 (续) - 模型框图表示 (信号是关于时间的函数) - 模型实例 静态模型 -- 信号发生器 输入和输出都为 系统为恒等映射=I.D x t t ( ) sin( ) = + x t( ) state x input u output y
Matlab计算与仿真 Simulink仿真(续) 自主离散动态模型-兔子问题 输入:u(n)=0%没有外界能量介入 状态:x(m=F(n+1);F(n+2) 输出:y(n=F(n+1)F(mn+2):=h[x(n)] 模型:x(n+1)=Ax(m),X(0)=[1:1] 其中A=[01:11] 中山火學
Matlab计算与仿真 Simulink仿真 (续) 自主离散动态模型-兔子问题 输入: u(n)=0 % 没有外界能量介入 状态: x(n)=[F(n+1);F(n+2)] 输出: y(n)=F(n+1)/F(n+2):=h[x(n)] 模型: x(n+1)=Ax(n), x(0)=[1;1] 其中 A=[0 1;1 1]
Matlab计算与仿真 Simulink仿真(续) 连续动力学系统:弹簧质点阻尼系统 输入:u(t)=f(t) 状态:x(+)=[d(m);:d"(t)] 输出:y(y)=d()=cx(t),c=[1:0]k3 建模机理:质点动力学 md+cd+kd=f(t) m 状态方程:x(+)=Ax()+bu() y(t)=cx(t) 其中A=[01;-k/m-c/m:;b-01◆ 中山火學
Matlab计算与仿真 Simulink仿真 (续) 连续动力学系统: 弹簧质点阻尼系统 输入: u(t)=f(t) 状态: x(t)=[d(t);d’(t)] 输出: y(y)=d(t)=c’x(t), c=[1;0] 建模机理：质点动力学 状态方程：x’(t)=Ax(t)+bu(t) y(t)=c’x(t) 其中 A=[0 1;-k/m –c/m]; b=[0;1] md cd kd f t + + = ( )
Matlab计算与仿真 Simulink仿真(续) Simulink建模模式 模块框图描述方式 模块单元:内部状态的描述 输入/输出信号引角 模块的几何属性 模块连接:一个模块输岀作为另一模块输入 模块框图:由若干模块通过信号线连接形成 框图模型:定义了系统信号、状态的关联 框图运算:指定起始时间到终止时间◆ 中山火學
Matlab计算与仿真 Simulink仿真 (续) - Simulink 建模模式 模块框图描述方式 模块单元: 内部状态的描述 输入／输出信号引角 模块的几何属性 模块连接: 一个模块输出作为另一模块输入 模块框图: 由若干模块通过信号线连接形成 框图模型: 定义了系统信号、状态的关联 框图运算: 指定起始时间到终止时间
Matlab计算与仿真 Simulink仿真(续) Simulink建模模块 内嵌模块库( build- in block library) 类比 Matlab的标准函数/工具箱 模块库提供模型设计的模板 采用图标表示 模块的定义 几何属性(外观修饰)定义 模型结构定义 模型参数定义 中山火學
Matlab计算与仿真 Simulink仿真 (续) - Simulink 建模模块 内嵌模块库(build-in block library) 类比Matlab的标准函数/工具箱 模块库提供模型设计的模板 采用图标表示 模块的定义 几何属性(外观修饰)定义 模型结构定义 模型参数定义
Matlab计算与仿真 Simulink仿真(续) 模块的几何属性 大小/姿态/颜色/阴影/标注 Top to bottom Left to right This sample model hows a constant sig Annotations being input to a scop This blo ck generates This block displays its input a constant signal with a value of 1 graphically in a window that look like an 中山火學
Matlab计算与仿真 Simulink仿真 (续) - 模块的几何属性 大小/姿态/颜色/阴影/标注…