第9章 控制系统的Simu1ink仿真 本章主要教学内容 对系统进行 Simulink仿真的参数设置 >利用 Simulink的系统仿真模型进行仿真的方法 利用 Simulink的动态结构图进行仿真的方法
1 本章主要教学内容 ➢对系统进行Simulink仿真的参数设置 ➢利用Simulink的系统仿真模型进行仿真的方法 ➢利用Simulink的动态结构图进行仿真的方法 第9章 控制系统的Simulink仿真
第9章 控制系统的Simu1ink仿真 本章教学目的及要求 熟悉 Simulink的基本操作 掌握 Simulink仿真过程中的参数设置方法 ≯掌握控制系统的 Simulink仿真具体应用
2 本章教学目的及要求 ➢熟悉Simulink的基本操作 ➢掌握Simulink仿真过程中的参数设置方法 ➢掌握控制系统的Simulink仿真具体应用 第9章 控制系统的Simulink仿真
第9章 控制系统的Simu1ink仿真 91 Simulink仿真的参数设置 91.1系统模型的实时操作与仿真参数设置 1.系统模型的实时操作 在 Simulink环境下创建系统仿真模型后,在菜单操作 方式下可对系统模型或框图进行如下的实时操作: (1)被仿真模块的参数允许有条件地实时修改。 (2)离散模块的采样时间允许实时修改。 (3)允许用浮空示波器( Floating Scope)实时观察任 何一点或几点的动态波形。 (4)在进行一个系统仿真的过程中,允许同时打开另 个系统进行处理
3 9.1 Simulink仿真的参数设置 9.1.1 系统模型的实时操作与仿真参数设置 1．系统模型的实时操作 在Simulink环境下创建系统仿真模型后，在菜单操作 方式下可对系统模型或框图进行如下的实时操作： （1）被仿真模块的参数允许有条件地实时修改。 （2）离散模块的采样时间允许实时修改。 （3）允许用浮空示波器（Floating Scope）实时观察任 何一点或几点的动态波形。 （4）在进行一个系统仿真的过程中，允许同时打开另一 个系统进行处理。 第9章 控制系统的Simulink仿真
第9章 控制系统的Simu1ink仿真 2.仿真参数的设置方法 系统仿真前要对仿真算法、输出模式等各种参数进行设 置,这就是“ Simulation下的“ Simulation parameters菜 单命令要完成的任务。打开一个仿真参数对话框后可以设 置仿真参数,该对话框包含以下5个可相互切换的标签页: 1) Solver解算器标签页:设置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。 (2) Workspace I/O工作空间标签页:管理对 MATLAB工作 空间的输入和输出操作
4 2．仿真参数的设置方法 系统仿真前要对仿真算法、输出模式等各种参数进行设 置，这就是“Simulation”下的“Simulation Parameters”菜 单命令要完成的任务。打开一个仿真参数对话框后可以设 置仿真参数，该对话框包含以下5个可相互切换的标签页： （1）Solver解算器标签页：设置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。 （2）Workspace I/O工作空间标签页：管理对MATLAB工作 空间的输入和输出操作。 第9章 控制系统的Simulink仿真
第9章 控制系统的Simu1ink仿真 (3) Diagnostics标签页:设置在仿真过程中出现各类 错误时的操作处理。 (4) Advanced标签页:设置高级仿真属性,如模块的简 化、在仿真过程中使用逻辑信号等。 (5)Rea| Time Workshop标签页:设置实时工具中的参 数,如允许用户选择目标语言模板、系统目标文件等
5 （3）Diagnostics标签页：设置在仿真过程中出现各类 错误时的操作处理。 （4）Advanced标签页：设置高级仿真属性，如模块的简 化、在仿真过程中使用逻辑信号等。 （5）Real-Time Workshop标签页：设置实时工具中的参 数，如允许用户选择目标语言模板、系统目标文件等。 第9章 控制系统的Simulink仿真
第9章 控制系统的Simu1ink仿真 91.2Soer解算器标签页的参数设置 执行“ Simulation下的“ Simulation parameters命令 后,会弹出仿真参数设置对话框标签之一“ Solver'解算器 标签页。 “ Solverˆ标签页参数设定是进行仿真工作前准备的必须 步骤,基本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。 当选择算法是可变步长类型“ Variable-step”时, “ Solverˆ标签页如图9-1所示;当选择固定步长类型的算法 “Fⅸed-step”时,“ Solver标签页如图9-2所示
6 第9章 9.1.2 Solver解算器标签页的参数设置 执行“Simulation”下的“Simulation Parameters”命令 后，会弹出仿真参数设置对话框标签之一“Solver”解算器 标签页。 “Solver”标签页参数设定是进行仿真工作前准备的必须 步骤，基本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。 当选择算法是可变步长类型“Variable-step”时， “Solver”标签页如图9-1所示；当选择固定步长类型的算法 “Fixed-step”时，“Solver”标签页如图9-2所示。 控制系统的Simulink仿真
第9章 2 Simulation Parameters: untitled Solver orkspace 1/0 Diagnostics Advanced Real-Time work shop Simulation time Start time:0.0 Stop time: 10. Solver options Type: Variable-step ode 45 [Dormand-Prince] Max step size auto Relative tolerance:1e-3 Min step size: auto Absolute tolerance: auto Initial step size: auto Output options Refine output Refine factor「 K Cancel Help Apply 图9-1“ Solver可变步长仿真参数设置窗口 7
7 图9-1 “Solver”可变步长仿真参数设置窗口 第9章
第9章 Simulation parameters: untitled Solver Workspace 1/0 Diagnostics Advanced Real-Time Workshop Simulation time Start time:0.0 Stop time「100 Solver options Type: Fixed-step- discrete Ino continuous states] Fixed step size: auto Mode: Auto Output options Refine output Refine factor: OK Cancel Help Apply 图9-2“ Solver”固定步长仿真参数设置窗口
8 图9-2 “Solver”固定步长仿真参数设置窗口 第9章
第9章 控制系统的Simu1ink仿真 solver解算器标签页参数设定窗口中各选项的意义如下: 1)“ Simulation time仿真时间设置 2)“ Solver options”-—算法选择操作 (3)“ output options”输出选择 (4)标签页右下部4个按钮的功能 “OK按钮:参数设置完毕可将窗口内的参数值应用于仿真, 并关闭对话框。 “ Cancel按钮:立即撤销对参数的修改,恢复标签页原来的 参数设置,关闭对话框 Help”按钮:打开并显示该模块使用方法说明的帮助文件。 “ Apply”按钮:修改参数后的确认,表示将目前窗口改变的 参数应用于仿真,并保持对话框窗口的开启状态
9 第9章 “Solver”解算器标签页参数设定窗口中各选项的意义如下： （1）“Simulation time”——仿真时间设置 （2）“Solver options”——算法选择操作 （3）“output options”——输出选择 （4）标签页右下部4个按钮的功能 “OK”按钮：参数设置完毕可将窗口内的参数值应用于仿真， 并关闭对话框。 “Cancel”按钮：立即撤销对参数的修改，恢复标签页原来的 参数设置，关闭对话框。 “Help”按钮：打开并显示该模块使用方法说明的帮助文件。 “Apply”按钮：修改参数后的确认，表示将目前窗口改变的 参数应用于仿真，并保持对话框窗口的开启状态。 控制系统的Simulink仿真
第9章 控制系统的Simu1ink仿真 9.1.3 Workspace I/0工作空间标签页参数设置 仿真控制参数 Simulation parameters的设定对话框标签 之二为“ Workspace I/o工作空间标签页,如图93所示。 对该标签页中的各类参数设置后,可以实现从当前工作空 间输入数据、初始化状态模块( State)、把仿真结果保存到 当前工作空间等功能。 (1)“ Load from workspace”:从当前工作空间输入数据 (2)“ initial state¨:初始化状态模块 (3)“ Save to workspace:保存仿真结果到当前工作空间 (4)“ Save options 变量存储选项
10 第9章 9.1.3 Workspace I/O工作空间标签页参数设置 仿真控制参数Simulation Parameters的设定对话框标签 之二为“Workspace I/O”工作空间标签页，如图9-3所示。 对该标签页中的各类参数设置后，可以实现从当前工作空 间输入数据、初始化状态模块（State）、把仿真结果保存到 当前工作空间等功能。 （1）“Load from workspace”：从当前工作空间输入数据 （2）“initial state”：初始化状态模块 （3）“Save to workspace”：保存仿真结果到当前工作空间 （4）“Save options”——变量存储选项 控制系统的Simulink仿真