MATLAB程序設(shè)計(jì) 課件 第10章 Simulink動(dòng)態(tài)仿真設(shè)計(jì)_第1頁(yè)
MATLAB程序設(shè)計(jì) 課件 第10章 Simulink動(dòng)態(tài)仿真設(shè)計(jì)_第2頁(yè)
MATLAB程序設(shè)計(jì) 課件 第10章 Simulink動(dòng)態(tài)仿真設(shè)計(jì)_第3頁(yè)
MATLAB程序設(shè)計(jì) 課件 第10章 Simulink動(dòng)態(tài)仿真設(shè)計(jì)_第4頁(yè)
MATLAB程序設(shè)計(jì) 課件 第10章 Simulink動(dòng)態(tài)仿真設(shè)計(jì)_第5頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1MATLAB程序設(shè)計(jì)《MATLAB程序設(shè)計(jì)》2第十章Simulink動(dòng)態(tài)仿真設(shè)計(jì)10.1Simulink仿真環(huán)境 10.2Simulink模塊庫(kù) 10.3Simulink基本操作和模塊的創(chuàng)建10.4Simulink系統(tǒng)建模 10.5運(yùn)行仿真 10.1Simulink仿真環(huán)境《MATLAB程序設(shè)計(jì)》3

Simulink主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工程問(wèn)題的模型化及動(dòng)態(tài)仿真,其本身具有良好的圖形交互界面。Simulink體現(xiàn)了模塊化設(shè)計(jì)和系統(tǒng)級(jí)仿真的思想,采用模塊組合的方法使用戶能夠快速、準(zhǔn)確地創(chuàng)建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)模型,使得建模仿真如同搭積木一樣簡(jiǎn)單。10.1Simulink仿真環(huán)境

10.1Simulink仿真環(huán)境《MATLAB程序設(shè)計(jì)》4(1)在MATLAB的命令行窗口中輸入Simulink,按Enter鍵,隨后單擊空白模塊按鈕進(jìn)入Simulink仿真平臺(tái)界面10.1Simulink仿真環(huán)境

10.1Simulink仿真環(huán)境《MATLAB程序設(shè)計(jì)》5(2)單擊MATLAB瀏覽器窗口工具欄上的Simulink按鈕進(jìn)入仿真平臺(tái)界面10.1Simulink仿真環(huán)境

10.1Simulink仿真環(huán)境《MATLAB程序設(shè)計(jì)》6打開Simulink模塊庫(kù)瀏覽器窗口10.1Simulink仿真環(huán)境

單擊窗口右上角的叉號(hào),關(guān)閉Simulink仿真平臺(tái)和Simulink模塊庫(kù)瀏覽器窗口,即可退出Simulink仿真環(huán)境。10.2Simulink模塊庫(kù)《MATLAB程序設(shè)計(jì)》710.2.1標(biāo)準(zhǔn)模塊庫(kù)

標(biāo)準(zhǔn)Simulink模塊庫(kù)在Simulink窗口中名為Simulink,單擊該選項(xiàng),在模塊窗口中展開該模塊庫(kù),標(biāo)準(zhǔn)Simulink模塊庫(kù)共含16個(gè)子庫(kù)10.2Simulink模塊庫(kù)《MATLAB程序設(shè)計(jì)》810.2.1標(biāo)準(zhǔn)模塊庫(kù)

(1)CommonlyUsedBlocks(常用模塊庫(kù)):該模塊庫(kù)將各模塊庫(kù)中最經(jīng)常使用的模塊放在一起,目的是為了方便用戶使用。(2)Continuous(連續(xù)系統(tǒng)模塊庫(kù)):該模塊庫(kù)提供了用于構(gòu)建連續(xù)控制系統(tǒng)仿真模型的模塊。(3)Discontinuities(非連續(xù)系統(tǒng)模塊庫(kù)):該模塊庫(kù)用于模擬各種非線性環(huán)節(jié)。(4)Discrete(離散系統(tǒng)模塊庫(kù)):該模塊庫(kù)功能基本與連續(xù)系統(tǒng)模塊庫(kù)相對(duì)應(yīng),但它是對(duì)離散信號(hào)的處理,所包含的模塊較豐富。10.2Simulink模塊庫(kù)《MATLAB程序設(shè)計(jì)》910.2.1標(biāo)準(zhǔn)模塊庫(kù)

(5)LogicandBitOperations(邏輯和位操作模塊庫(kù)):該模塊庫(kù)提供了用于完成各種邏輯與位操作(包括邏輯比較、位設(shè)置等)的模塊。(6)LookupTables(查表模塊庫(kù)):該模塊庫(kù)提供了一維查表模塊、n維查表模塊等模塊,主要功能是利用查表法近似擬合函數(shù)值。(7)MathOperations(數(shù)學(xué)運(yùn)算模塊庫(kù)):該模塊庫(kù)提供了用于完成各種數(shù)學(xué)運(yùn)算(包括加、減、乘、除以及復(fù)數(shù)計(jì)算、函數(shù)計(jì)算等)模塊。10.2Simulink模塊庫(kù)《MATLAB程序設(shè)計(jì)》1010.2.1標(biāo)準(zhǔn)模塊庫(kù)

(8)ModelVerification(模塊聲明庫(kù)):該模塊庫(kù)提供了顯示模塊聲明的模塊,如Assertion聲明模塊和CheckDvnamicRanoe檢杏動(dòng)太范圍植塊。(9)Model-WideUtilities(模塊擴(kuò)充功能庫(kù)):該模塊庫(kù)提供了支持??鞌U(kuò)充操作的模塊,如DocBlock文檔模塊等。(10)Ports&Subsystems(端口和子系統(tǒng)模塊庫(kù)):該模塊庫(kù)提供了許多按條件判斷執(zhí)行的使能和觸發(fā)模塊,還包括重要的子系統(tǒng)模塊。10.2Simulink模塊庫(kù)《MATLAB程序設(shè)計(jì)》1110.2.1標(biāo)準(zhǔn)模塊庫(kù)

(11)SignalAttributes(信號(hào)屬性植塊庫(kù)):該植塊庫(kù)提供了支持信號(hào)屬性的模塊,如DataTypeConversion數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換植塊等。(12)SignalRouting(信號(hào)數(shù)據(jù)流模塊庫(kù)):該模塊庫(kù)提供了用于仿真系統(tǒng)中信號(hào)和數(shù)據(jù)各種流向控制操作(包括合并、分離、選擇、數(shù)據(jù)讀寫)的模塊。(13)Sinks(接收器模塊庫(kù)):該模塊庫(kù)提供了9種常用的顯示和記錄儀表,用于觀察信號(hào)的波形或記錄信號(hào)數(shù)據(jù)。10.2Simulink模塊庫(kù)《MATLAB程序設(shè)計(jì)》1210.2.1標(biāo)準(zhǔn)模塊庫(kù)

(14)Sources(信號(hào)源模塊庫(kù)):

該模塊庫(kù)提供了20多種常用的信號(hào)發(fā)生器,用于產(chǎn)生系統(tǒng)的激勵(lì)信號(hào),并且可以從MATLAB工作空間及.mat文件中讀入信號(hào)數(shù)據(jù)。(15)User-DefinedFunctions(用戶自定義函數(shù)庫(kù)):

該模塊庫(kù)的模塊可以在系統(tǒng)模型中插入M函數(shù)、S函數(shù)以及自定義函數(shù)等,使系統(tǒng)的仿真功能更強(qiáng)大。(16)AdditionalMath&Discrete(附加的數(shù)學(xué)與離散函數(shù)庫(kù)):

該模塊庫(kù)提供了附加的數(shù)學(xué)與離散函數(shù)模塊,如Fixed-PointStateSpace修正點(diǎn)狀態(tài)空間模塊。10.2Simulink模塊庫(kù)《MATLAB程序設(shè)計(jì)》1310.2.2專業(yè)模塊庫(kù)

它們是各領(lǐng)域?qū)<覟闈M足特殊需要在標(biāo)準(zhǔn)Simulink模塊庫(kù)基礎(chǔ)上開發(fā)出來(lái)的。比如,電力系統(tǒng)模塊庫(kù)。SimPowerSystems(電力系統(tǒng)模塊庫(kù))是專用于RLC電路、電力電子電路、電機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)和電力系統(tǒng)仿真的模塊庫(kù)。該模塊庫(kù)中包含了各種交、直流電源、大量電氣元器件和電工測(cè)量?jī)x表以及分析工具等。利用這些模塊可以模擬電力系統(tǒng)運(yùn)行和故障的各種狀態(tài),并進(jìn)行仿真和分析。各專業(yè)模塊庫(kù)涉及較深的專業(yè)知識(shí),讀者若有應(yīng)用,可查看MATLAB幫助文檔。10.3Simulink基本操作和模塊的創(chuàng)建《MATLAB程序設(shè)計(jì)》1410.3.1模塊的基本操作

操作內(nèi)容操作目的操作方法選取模塊從模塊庫(kù)瀏覽器中選取需要的模塊放入Simulink仿真平臺(tái)窗口中方法1:在目標(biāo)模塊上按下鼠標(biāo)左鍵,拖動(dòng)目標(biāo)模塊進(jìn)入Simulink仿真平臺(tái)中,松開左鍵方法2:在目標(biāo)模塊上單擊鼠標(biāo)右鍵,彈出快捷菜單,選擇“Addtountitled”選項(xiàng)刪除模塊刪除窗口中不需要的模塊選中模塊,按下Delete鍵調(diào)整模塊大小改善模型的外觀,調(diào)整整個(gè)模型的布置選中模塊,模塊四角將出現(xiàn)小方塊。單擊一個(gè)角上的小方塊并按住鼠標(biāo)左鍵,拖曳鼠標(biāo)到合理大小位置移動(dòng)模塊將模塊移動(dòng)到合適位置,調(diào)整整個(gè)模型的布置單擊模塊,拖曳模塊到合適的位置,松開鼠標(biāo)按鍵旋轉(zhuǎn)模塊適應(yīng)實(shí)際系統(tǒng)的方向,調(diào)整整個(gè)模型的布置方法1:選中模塊,選擇菜單命令Diagram→Rotate&Flip→Clockwise,模塊順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°;選擇菜單命令Diagram一Rotate&Flip→Counterclockwise,模塊逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°;選擇菜單命令Diagram→Rotate&Flip→FlipBlock,模塊左右或上下翻轉(zhuǎn);選擇菜單命令Diagram→Rotate&Flip→FlipBlockName,模塊左右或上下翻轉(zhuǎn)模塊名字方法2:右鍵單擊目標(biāo)模塊,在彈出的快捷菜單中進(jìn)行與方法1同樣的菜單項(xiàng)選擇復(fù)制內(nèi)部模塊內(nèi)部復(fù)制已經(jīng)設(shè)置好的模央塊,而不用重新到模塊庫(kù)瀏覽器中選取方法1:先按住Ctrl鍵,再單擊模塊,拖曳模塊到合適的位置,松開鼠標(biāo)按鍵方法2:選中模塊,使用Edit→Copy及Edit→Paste命令模塊參數(shù)調(diào)整按照用戶自己意愿調(diào)整模塊的參數(shù),滿足仿真需要方法1:雙擊模塊,彈出“...BlockParameter...”對(duì)話框,修改參數(shù)方法2:右鍵單擊目標(biāo)模塊,在彈出的快捷菜單中“...Parameter”選項(xiàng),彈出“...BlockParameter...”對(duì)話框改變標(biāo)簽內(nèi)容按照用戶自己意愿對(duì)模塊進(jìn)行命名,增強(qiáng)模型的可讀性在標(biāo)簽的任何位置上單擊鼠標(biāo),進(jìn)入模塊標(biāo)簽的編輯狀態(tài),輸入新的標(biāo)簽,在標(biāo)簽編輯框外的窗口中任何地方單擊鼠標(biāo)退出10.3Simulink基本操作和模塊的創(chuàng)建《MATLAB程序設(shè)計(jì)》1510.3.2信號(hào)線的基本操作

操作內(nèi)容操作目的操作方法在模塊間連線在兩個(gè)模塊之間建立信號(hào)聯(lián)系在上級(jí)模塊的輸出端按住鼠標(biāo)左鍵,拖動(dòng)至下級(jí)模塊的輸入端,松開鼠標(biāo)左鍵移動(dòng)線段調(diào)整線段的位置,改善模型的外觀選中目標(biāo)線段,按住鼠標(biāo)左鍵,拖曳到目標(biāo)位置,松開鼠標(biāo)左鍵移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可改變折線的走向,改善模型的外觀選中目標(biāo)節(jié)點(diǎn),按住鼠標(biāo)左鍵,拖曳到目標(biāo)位置,松開鼠標(biāo)左鍵畫分支信號(hào)線從一個(gè)節(jié)點(diǎn)引出多條信號(hào)線,應(yīng)用于不同目的方法1:先按住Ctrl鍵,再選中信號(hào)引出點(diǎn),按住鼠標(biāo)左鍵,拖曳到下級(jí)目標(biāo)模塊的信號(hào)輸入端,松開鼠標(biāo)左鍵方法2:先選中信號(hào)引出線,然后在信號(hào)引出點(diǎn)按住鼠標(biāo)右鍵,拖曳到下級(jí)目標(biāo)模塊的信號(hào)輸入端,松開鼠標(biāo)右鍵刪除信號(hào)線刪除窗口中不需要的線段或斷開模塊間連線選中目標(biāo)信號(hào)線,然后按Delete鍵信號(hào)線標(biāo)簽設(shè)定信號(hào)線的標(biāo)簽,增強(qiáng)模型的可讀性雙擊要標(biāo)注的信號(hào)線,進(jìn)入標(biāo)簽的編輯區(qū),輸入信號(hào)線標(biāo)簽內(nèi)容,在標(biāo)簽編輯框外的窗口中單擊鼠標(biāo)退出10.3Simulink基本操作和模塊的創(chuàng)建《MATLAB程序設(shè)計(jì)》1610.3.3系統(tǒng)模型的基本操作

操作內(nèi)容操作目的操作方法創(chuàng)建模型創(chuàng)建一個(gè)新的模型方法1:選擇MATLAB菜單命令Home→New→SimulinkModel方法2:?jiǎn)螕鬝imulink模塊庫(kù)瀏覽器窗口工具欄ENewModel(新模型)按鍵打開模型打開一個(gè)已有的模型方法1:選擇MATLAB菜單命令Home→Open方法2:單擊Simulink模塊庫(kù)瀏覽器窗口OpenModel(打開模型)按鍵保存模型保存仿真平臺(tái)中模型方法1:選擇Simulink仿真平臺(tái)窗口菜單命令File→Save或者File→Saveas方法2:?jiǎn)螕鬝imulink仿真平臺(tái)窗口Save(保存)按鍵注釋模型使模型更易讀懂在模型窗口中的任何想要加注釋的位置上雙擊鼠標(biāo),進(jìn)入注釋文字編輯框,輸入注釋內(nèi)容,在窗口中任何其他位置單擊鼠標(biāo)退出10.3Simulink基本操作和模塊的創(chuàng)建《MATLAB程序設(shè)計(jì)》1710.3.3系統(tǒng)模型的基本操作

10.3Simulink基本操作和模塊的創(chuàng)建《MATLAB程序設(shè)計(jì)》1810.3.4子系統(tǒng)建立

一般而言,規(guī)模較大的系統(tǒng)仿真模型,都包含了數(shù)量可觀的各種模塊。如果這些模塊都直接顯示在Simulink仿真平臺(tái)窗口中,將顯得擁擠、雜亂,不利于用戶建模和分析??梢园褜?shí)現(xiàn)同一種功能或幾種功能的多個(gè)模塊組合成一個(gè)子系統(tǒng),從而簡(jiǎn)化模型,其效果如同其他高級(jí)語(yǔ)言中子程序和子函數(shù)的功能。10.3Simulink基本操作和模塊的創(chuàng)建《MATLAB程序設(shè)計(jì)》1910.3.4子系統(tǒng)建立

方法一:“子系統(tǒng)”模塊①新建一個(gè)空白模型。②打開“端口和子系統(tǒng)”模塊庫(kù),選取其中的Subsystem(子系統(tǒng))模塊,并把它復(fù)制到新建的仿真平臺(tái)窗口中。③雙擊Subsystem模塊,此時(shí)彈出子系統(tǒng)編輯窗口。系統(tǒng)自動(dòng)在該窗口中添加一個(gè)輸入和輸出端子,名為In1和Out1,這是子系統(tǒng)與外部聯(lián)系的端口④將組成子系統(tǒng)的所有模塊都添加到該子系統(tǒng)中,并將添加的模塊進(jìn)行合理排列。⑤根據(jù)要求用信號(hào)線連接各模塊。⑥修改外接端子標(biāo)簽并重新定義子系統(tǒng)標(biāo)簽,使子系統(tǒng)更具可讀性。10.3Simulink基本操作和模塊的創(chuàng)建《MATLAB程序設(shè)計(jì)》2010.3.4子系統(tǒng)建立

方法二:組合已存在的模塊①打開已經(jīng)存在的模型。②選中要組合到子系統(tǒng)中的所有對(duì)象,包括各模塊及其連線。③選擇菜單欄中的建模→創(chuàng)建子系統(tǒng)命令,模型自動(dòng)轉(zhuǎn)換成子系統(tǒng)。④修改外接端子標(biāo)簽并重新定義子系統(tǒng)標(biāo)簽,使子系統(tǒng)更具可讀性。10.3Simulink基本操作和模塊的創(chuàng)建《MATLAB程序設(shè)計(jì)》2110.3.4子系統(tǒng)建立

方法二:組合已存在的模塊10.4Simulink系統(tǒng)建?!禡ATLAB程序設(shè)計(jì)》22

Simulink系統(tǒng)建模的過(guò)程和具體操作步驟一般如下。(1)分析待仿真系統(tǒng),確定待建模型的功能需求和結(jié)構(gòu)。(2)啟動(dòng)模塊庫(kù)瀏覽器窗口,執(zhí)行菜單欄中的“空白模塊”命令,新建一個(gè)模型文件。(3)在模塊庫(kù)瀏覽器窗口中找到模型所需的各模塊,并分別將其拖曳到新建的仿真平臺(tái)窗口中。(4)將各模塊適當(dāng)排列,并用信號(hào)線將其正確連接。(5)對(duì)模塊和信號(hào)線重新標(biāo)注。(6)依據(jù)實(shí)際需要對(duì)相應(yīng)模塊設(shè)置合適的參數(shù)值。(7)如有必要,可對(duì)模型進(jìn)行子系統(tǒng)建立和封裝處理。(8)保存模型文件。10.4Simulink系統(tǒng)建?!禡ATLAB程序設(shè)計(jì)》23

例10-1請(qǐng)采用simlink建立下列二元一次微分方程仿真模型其中,m,c和k分別表示質(zhì)量,阻尼和剛度,F(xiàn)(t)表示激振力,x表示振動(dòng)位移,x的一階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)分別表示速度和加速度。(1)分析仿真系統(tǒng)。上述二元一次微分方程描述了物體振動(dòng)過(guò)程,為了方便建立模型,將上述方程變形為,10.4Simulink系統(tǒng)建?!禡ATLAB程序設(shè)計(jì)》24

(2)創(chuàng)建Simulink模型文件。創(chuàng)建如圖所示的Simulink模型文件。10.4Simulink系統(tǒng)建?!禡ATLAB程序設(shè)計(jì)》25

(3)設(shè)置模塊參數(shù)。根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際物理意義,修改各模塊標(biāo)簽名稱,本模型比較簡(jiǎn)單,除了質(zhì)量,阻尼和剛度用同樣的Gain模塊表示外,其余模塊并不容易混淆,且物理意義比較明確,因此在模型中,修改模塊標(biāo)簽名稱意義不大,此處不在修改,維持原模型狀態(tài)。(4)創(chuàng)建子系統(tǒng)。對(duì)于復(fù)雜仿真模型,如果將所有仿真模塊放到一個(gè)層級(jí),將顯得特別雜亂,不利于后續(xù)模塊調(diào)試,因此可將部分模塊進(jìn)行子系統(tǒng)創(chuàng)建,這樣整個(gè)模型就可以通過(guò)多個(gè)子系統(tǒng)相互連接而成,從表型形式上更為簡(jiǎn)化和明確,也有利于后續(xù)的模型調(diào)試。10.4Simulink系統(tǒng)建模《MATLAB程序設(shè)計(jì)》26

(4)創(chuàng)建子系統(tǒng)。對(duì)于復(fù)雜仿真模型,如果將所有仿真模塊放到一個(gè)層級(jí),將顯得特別雜亂,不利于后續(xù)模塊調(diào)試,因此可將部分模塊進(jìn)行子系統(tǒng)創(chuàng)建,這樣整個(gè)模型就可以通過(guò)多個(gè)子系統(tǒng)相互連接而成,從表型形式上更為簡(jiǎn)化和明確,也有利于后續(xù)的模型調(diào)試。10.5運(yùn)行仿真《MATLAB程序設(shè)計(jì)》27

10.5.1運(yùn)行仿真過(guò)程Simulink一般使用窗口菜單命令進(jìn)行仿真,方便且人機(jī)交互性強(qiáng),用戶可容易地進(jìn)行仿真解法以及仿真參數(shù)的選擇、定義和修改等操作。(1)設(shè)置仿真參數(shù)①求解器:設(shè)置仿真的起始和終止時(shí)間,設(shè)置積分解法以及步長(zhǎng)等參數(shù);②數(shù)據(jù)導(dǎo)入/導(dǎo)出:Simulink和MATLAB工作空間數(shù)據(jù)的輸入和輸出設(shè)定,以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)的格式、長(zhǎng)度等參數(shù)設(shè)置;③診斷:允許讀者選擇在仿真過(guò)程中警告信息顯示等級(jí)。選擇適當(dāng)?shù)乃惴ú⒃O(shè)置好其他仿真參數(shù)后,選擇對(duì)話框中的OK或Apply按鈕,使修改的設(shè)置生效。10.5運(yùn)行仿真《MATLAB程序設(shè)計(jì)》28

10.5.1運(yùn)行仿真過(guò)程(1)設(shè)置仿真參數(shù)10.5運(yùn)行仿真《MATLAB程序設(shè)計(jì)》29

10.5.1運(yùn)行仿真過(guò)程(2)啟動(dòng)仿真完成仿真參數(shù)的設(shè)置后,就可以開始仿真。確認(rèn)待仿真的仿真平臺(tái)窗口為當(dāng)前窗口,選擇菜單命令建模-運(yùn)行或單擊工具欄中的圖標(biāo)啟動(dòng)仿真。(3)顯示仿真結(jié)果如果建立的模型沒(méi)有錯(cuò)誤,選擇的參數(shù)合適,則仿真過(guò)程將順利進(jìn)行。這時(shí),雙擊模型中用來(lái)顯示輸出的模塊(如Scope顯示器模塊),就可以觀察到仿真的結(jié)果。當(dāng)然,也可以在仿真開始前先打開顯示輸出模塊,再開始仿真。(4)停止仿真對(duì)于仿真時(shí)間較長(zhǎng)的模型,如果在仿真過(guò)程結(jié)束之前,用戶想要停止此次仿真過(guò)程,可以選擇菜單命令建模-停止或單擊工具欄中的圖標(biāo)停止仿真。10.5運(yùn)行仿真《MATLAB程序設(shè)計(jì)》30

10.5.1運(yùn)行仿真過(guò)程(5)仿真診斷在仿真過(guò)程中若出現(xiàn)錯(cuò)誤,Simulink將會(huì)終止仿真并彈出“診斷查看器”錯(cuò)誤信息對(duì)話框10.5運(yùn)行仿真《MATLAB程序設(shè)計(jì)》31

10.5.2仿真參數(shù)設(shè)置(1)仿真時(shí)間設(shè)置仿真時(shí)間非常重要,它決定了模型仿真的時(shí)間或取值范圍,其設(shè)置完全根據(jù)待仿真系統(tǒng)的特性確定,反映在輸出顯示上就是示波器的橫軸坐標(biāo)值的取值范圍?!伴_始時(shí)間”和“結(jié)束時(shí)間”項(xiàng)分別用以設(shè)置仿真開始時(shí)間(或取值范圍下限)和終止時(shí)間(或取值范圍上限),默認(rèn)值分別為0.0和10.0。10.5運(yùn)行仿真《MATLAB程序設(shè)計(jì)》32

10.5.2仿真參數(shù)設(shè)置(2)選擇仿真算法算法名稱算法說(shuō)明變步長(zhǎng)算法ode45基于顯式Runge-Kutta(4,5)和Dormand-Prince組合的算法,是一種一步算法,即只要前一時(shí)間點(diǎn)的解,就可以立即計(jì)算當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的方程解。對(duì)大多數(shù)仿真模型來(lái)說(shuō),首先使用ode45來(lái)解算模型是最佳的選擇,因此在Simulink的算法選擇中將ode45設(shè)為默認(rèn)的算法ode23基于顯式Runge-Kutta(2,3)、Bogacki-Shampine相結(jié)合的算法,也是一種一步算法。在容許誤差和計(jì)算略帶剛性的問(wèn)題方面,該算法比ode45更好ode113可變階次的Adams-Bashforth-Moulton算法,是一種多步算法,即需要使用前幾次節(jié)點(diǎn)上的值來(lái)計(jì)算當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的解。在精度要求高的情況下,該算法比ode45更合適ode15s一種可變階次的多步算法,當(dāng)遇到帶剛性(Stiff)的問(wèn)題時(shí)或者使用ode45算法很慢時(shí),可以一試ode23s剛性方程固定階次的單步解法。在容許誤差較大時(shí),比ode15s有效。因此,如果系統(tǒng)是剛性系統(tǒng),可以同時(shí)嘗試兩種方法以確定哪一個(gè)更快ode23t一種采用自由內(nèi)插方法的梯形算法。如果系統(tǒng)為中度剛性且要求解沒(méi)有數(shù)值衰減時(shí),可考慮此解法ode23b采用TR-BDF2算法,即在龍格-庫(kù)塔法的第一階段用梯形法,第二階段用二階的BackwardDifferentiationFormulas算法。在容差比較大時(shí),ode23tb和ode23t都比ode15s要好discrete針對(duì)非連續(xù)系統(tǒng)(離散系統(tǒng))的特殊算法注釋模型ode8采用固定步長(zhǎng)的8階Dormand-Prince的算法ode5采用固定步長(zhǎng)的5階Dormand-Prince的算法,即固定步長(zhǎng)的ode45算法ode4采用固定步長(zhǎng)的4階Runge-Kutta算法ode3采用固定步長(zhǎng)的Bogacki-Shampine算法ode3采用固定步長(zhǎng)的2階Runge-Kutta算法,也稱Heun算法ode1固定步長(zhǎng)的Eular算法discrete不含積分的固定步長(zhǎng)算法,適用于沒(méi)有連續(xù)狀態(tài)僅有離散狀態(tài)模型的計(jì)算10.5運(yùn)行仿真《MATLAB程序設(shè)計(jì)》33

10.5.3示波器的使用(1)示波器參數(shù)單擊示波器參數(shù)按鈕,彈出示波器參數(shù)對(duì)話框,該對(duì)話框中含有三個(gè)選項(xiàng)卡,分別是常設(shè)、時(shí)間、畫面、記錄。10.5運(yùn)行仿真《MATLAB程序設(shè)計(jì)》34

10.5.3示波器的使用(1)示波器參數(shù)單擊示波器參數(shù)按鈕,彈出示波器參數(shù)對(duì)話框,該對(duì)話框中含有三個(gè)選項(xiàng)卡,分別是常設(shè)、時(shí)間、畫面、記錄。①常設(shè)選項(xiàng)卡

“輸入端口個(gè)數(shù)”坐標(biāo)個(gè)數(shù)文本框:用于設(shè)定示波器的y軸數(shù)量,即示波器的輸入信號(hào)端口的個(gè)數(shù),默認(rèn)值為1,即該示波器用以觀察一路信號(hào)。若將其設(shè)為2,則可以同時(shí)觀察兩路信號(hào),示波器的圖標(biāo)也自動(dòng)變?yōu)閮蓚€(gè)輸入端口;其示波器窗口內(nèi)顯示的圖形也會(huì)變成兩個(gè)。10.5運(yùn)行仿真《MATLAB程序設(shè)計(jì)》35

10.5.3示波器的使用①常設(shè)選項(xiàng)卡10.5運(yùn)行仿真《MATLAB程序設(shè)計(jì)》36

10.5.3示波器的使用將數(shù)據(jù)點(diǎn)限制為最后:用于數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)設(shè)置。選中后,其右側(cè)的文本框被激活,默認(rèn)值為5000,表示示波器顯示5000個(gè)數(shù)據(jù),若超過(guò)5000個(gè)數(shù)據(jù),也僅顯示最后的5000個(gè)數(shù)據(jù)。若不選該項(xiàng),所有數(shù)據(jù)都顯示,但對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)存要求較高。②記錄選項(xiàng)卡10.5運(yùn)行仿真《MATLAB程序設(shè)計(jì)》37

10.5.3示波器的使用③風(fēng)格選項(xiàng)卡圖框顏色:選擇圖形繪制的背景顏色;坐標(biāo)區(qū)顏色:第一個(gè)下拉框可以選擇坐標(biāo)軸的顏色,第二個(gè)可以選擇文字的顏色;曲線屬性:分別可以在Line線條屬性和Marker標(biāo)注屬性中選擇不同的曲線繪制方法,與第二章中圖形繪制所介紹的屬性類似。10.5運(yùn)行仿真《MATLAB程序設(shè)計(jì)》38

10.5.3示波器的使用④圖形放縮仿真波形在示波器中顯示,有時(shí)讀者需要對(duì)波形顯示區(qū)域和大小進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,達(dá)到最佳觀察效果。示波器窗口的工具欄提供了兩個(gè)工具按鈕用以圖形縮放操作。a區(qū)域放大按鈕:首先在工具欄中單擊該按鈕,然后在窗口中需要放大的區(qū)域上按住鼠標(biāo)左鍵并拖曳一個(gè)矩形框,用矩形框框住需要放大的圖形區(qū)域,

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