[工学]第10章SIMULINK仿真.pptVIP

第六章 SIMULINK仿真 6.1 概述 6.2仿真参数的设置 6.3 数字电路仿真 6. 1概述 Simulink是用来建模、分析和仿真各种动态系统的交互环境 ，包括连续系统，离散系统和混杂系统。 Simulink 提供了采用鼠标拖放的方法建立系统框图模型的图形交互平台。通过 Simulink 提供的丰富的功能块，可以迅速地创建动态系统模型，而不需要书写一行代码。同时 Simulink 还集成了 Stateflow ，用来建模，仿真复杂事件驱动系统的逻辑行为。另外， Simulink 也是实时代码生成工具 Real-Time Workshop 的支持平台。  simulink作为面向框图的仿真软件,具有如下功能 (1)用方框图代替程序的编写.构成系统框图的三个步骤：选定典型环节、相互联接和给定环节参数。这三步可以在一个图形界面上用键盘和鼠标完成。 (2)仿真的建立和运行是智能化的。 (3)输入输出信号来源形式的多样化 信号源(sources) 输出信号漏(Sinks) 线性(Linear) 非线性(Nonlinear) 离散(Discret) 联接(Connections) 例:简单的门电路设计 打开SIMULINK库(单击 ),从Math库中将Logical Operator模块拖入模型窗口中. 重复上一步,双击该模块,从Operator中选择NOT,单击OK完成设置. 从Sources中拖两个Constant模块到模型窗口. 从Sinks 库中将Scope模块拖至模型窗口 连线 将模型存盘,使用默认设置开始仿真. 6.2仿真参数的设置 在仿真框图菜单项SIMULINK的下拉菜单选择SIMULINK PARAMETER项,将出现如图所示的参数菜单 Start time设置仿真起始时间 Stop time设置仿真终止时间 　　单位为秒，但运行时间一般不和时钟的秒一致。（运行时间与计算机性能、模型复杂程度、解法和步长、要求的误差水平等有关）。 Type用来设置步长，有变化和固定两种。变步长可以在仿真过程中根据要求调整步长。采用变步长时要先设置一个容许误差限（在Relertive tolerance、Absolute tolerance中设置），当误差超过这个误差限时会自动调整仿真步长。同时还可以设置最大步长，默认情况下输入auto，系统按下式确定最大步长。 最大步长＝（停止时间－起始时间）／５０ 某些情况下要用定步长，这时不能对容许误差限作出要求只能设定固定步长。 　　　有了模型后选择，选择合适的解法至关重要。如果模型是离散的，对变步长和定步长都采用discrete。如果含有模拟连续状态，则可选的解法很多： ode45：属单步解法，不需要附加初始值，计算过程中改变步长不会增加计算量，是解很多问题首先试用的方法但不能解刚性问题。 ode23：属单步解法，在误差容许范围教宽而且存在轻微刚性时比ode45好。 ode113　ode15s　ode23s　ode23t ode23tb 定补偿解法可选择的解法有： ode5：定不长ode45解法 ode4　ode3 　ode2　ode1 什么是刚性问题？ 在用微分方程描述的一个变化过程中，若往往又包含着多个相互 作用但变化速度相差十分悬殊的子过程，这样一类过程就认为具有 “刚性”。描述这类过程的微分方程初值问题称为“刚性问题”。例 如，宇航飞行器自动控制系统一般包含两个相互作用但效应速度相差 十分悬殊的子系统，一个是控制飞行器质心运动的系统，当飞行器速 度较大时，质心运动惯性较大，因而相对来说变化缓慢；另一个是控 制飞行器运动姿态的系统，由于惯性小，相对来说变化很快，因而整 个系统就是一个刚性系统。  输出选项：Refine output,produce additional,Produce specified output only. Refine output(细化输出)：可以增加输出数据的点数，使输出数据更加平滑。如果细化系数定为２，则在每段时间步长中间插入一个平滑数据。细化比较适用变步长解法，尤其是大步长的ode45法。 Produce additional(产生附加输出)：允许指定产生输出的附加时刻。选择这项后出现输出时刻编辑框，在其中可输入计算附加时刻时刻的表达式或附加时刻向量。和细化输出不同的是，可改变仿真步长使其和指定的附加输出时刻一致。 Produce specified output only(只产生指定输出)：只在指定输出的时刻产生输出。要对不同的仿真比较以确定他们同时产生的输出就用这种方式。 6.3数字电路仿真 6.3.1简单的门电路设计 例： 1)从Math库中将Logical Operator模块拖入模型窗口中 2)重