利用simulink進(jìn)行系統(tǒng)仿真論文

1、利用simulink進(jìn)行系統(tǒng)仿真張營湖北科技學(xué)院電子信息科學(xué)與技術(shù)，學(xué)號：133621024摘要：Simulink是MATLAB中的一種可視化仿真工具，是一種基于MATLAB的框圖設(shè)計(jì)環(huán)境， 是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個(gè)軟件包，被廣泛應(yīng)用于線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、數(shù) 字控制及數(shù)字信號處理的建模和仿真中。Simulink可以用連續(xù)采樣時(shí)間、離散采樣時(shí)間或 兩種混合的采樣時(shí)間進(jìn)行建模，它也支持多速率系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的 采樣速率。為了創(chuàng)建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型，Simulink提供了一個(gè)建立模型方塊圖的圖形用戶接口 (GUI)，這個(gè)創(chuàng)建過程只需單擊和拖動(dòng)鼠標(biāo)操作就能完成，它提供了一種

2、更快捷、直接明了 的方式，而且用戶可以立即看到系統(tǒng)的仿真結(jié)果?！?】關(guān)鍵詞：simulink；仿真；分析引言：Simulink是MATLAB的工具箱，MATLAB R2010a版使用的是simulink7.5,可以用來對動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn) 行建模、仿真和分析，支持連續(xù)的、離散的及線性的和非線性的系統(tǒng)，還支持具有多種采樣速率的系 統(tǒng)。Simulink是面向框圖的仿真軟件，具有以下功能。用繪制方框圖代替編寫程序，結(jié)構(gòu)和流程清晰。智能化地建立和運(yùn)行仿真，仿真仔細(xì)，貼近實(shí)際。自動(dòng)建立各環(huán)節(jié)的方程，自動(dòng)在 給定精度要求時(shí)以最快速度進(jìn)行系統(tǒng)仿真。適應(yīng)面廣，包括線性、非線性系統(tǒng)，連續(xù)、離散及混合系統(tǒng)，單任務(wù)、多任務(wù)

3、離散 事件系統(tǒng)?！?】2391 Simulink 概述Simulink是MATLAB最重要的組件之一，它提供一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的 集成環(huán)境。【3】Simulink 簡介Simulink是MATLAB最重要的組件之一，它提供一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的 集成環(huán)境。在該環(huán)境中，無需大量書寫程序，而只需要通過簡單直觀的鼠標(biāo)操作，就可構(gòu)造 出復(fù)雜的系統(tǒng)。Simulink具有適應(yīng)面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細(xì)、貼近實(shí)際、效率高、 靈活等優(yōu)點(diǎn)，并基于以上優(yōu)點(diǎn)Simulink已被廣泛應(yīng)用于控制理論和數(shù)字信號處理的復(fù)雜仿 真和設(shè)計(jì)。同時(shí)有大量的第三方軟件和硬件可應(yīng)用于或被要求應(yīng)用于Simu

4、link。1.2功能Simulink是用于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的多領(lǐng)域仿真和基于模型的設(shè)計(jì)工具。對各種 時(shí)變系統(tǒng)，包括通訊、控制、信號處理、視頻處理和圖像處理系統(tǒng)，Simulink提供了交互 式圖形化環(huán)境和可定制模塊庫來對其進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真、執(zhí)行和測試。.構(gòu)架在Simulink基礎(chǔ)之上的其他產(chǎn)品擴(kuò)展了 Simulink多領(lǐng)域建模功能，也提供了用于 設(shè)計(jì)、執(zhí)行、驗(yàn)證和確認(rèn)任務(wù)的相應(yīng)工具oSimulink與MATLAB緊密集成，可以直接訪問MATLAB 大量的工具來進(jìn)行算法研發(fā)、仿真的分析和可視化、批處理腳本的創(chuàng)建、建模環(huán)境的定制以 及信號參數(shù)和測試數(shù)據(jù)的定義。1.3特點(diǎn)豐富的可擴(kuò)充的預(yù)定義模塊庫。

5、交互式的圖形編輯器來組合和管理直觀的模塊圖。以設(shè)計(jì)功能的層次來分割模型，實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜設(shè)計(jì)的管理。通過Model Explorer導(dǎo)航、創(chuàng)建、配置、搜索模型中的任意信號、參數(shù)、屬性，生 成模型代碼?？稍L問MATLAB從而對結(jié)果進(jìn)行分析與可視化，定制建模環(huán)境，定義信號參數(shù)和測試 數(shù)據(jù)。2 Simulink文件操作與模型窗口simulink 啟動(dòng)在MATLAB的命令窗口輸simulink”,或者單擊工具欄中的；圖標(biāo)，就可以打開simulink模塊庫瀏覽器(Simulink Library Browser)窗口，如圖2.1所示。塊的子模塊庫。當(dāng)前顯示的是Simulink模塊庫?！?】240該窗口界面分為

6、左右2列，左側(cè)以樹狀結(jié)構(gòu)列出的是模塊庫和工具箱，右側(cè)列出的是左側(cè)所選模B Sir lin k Library 日 rowserFile Edit View H&lpEntei search 1emLibramm| 己Sbimmk:-Cd mmonly U ssd rCo-ntinuou?-DHCor1inuitiG&?-Lcgic and BrlOparadanE- ?-Lcatup Tables : Math OMratonsf-Model Vertrcalion: Madcl-Vde 叩比苫-Pcrts；艮 SubBystems- : Signal itrbutes? Signal RDu

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9、單的全波整流模型，并用示波器同時(shí)觀察原信號和整流 后的信號波形。在建模窗口創(chuàng)建模塊，如圖5.4.1.圖5.4.1示波器窗口圖5.4.1模塊窗口5.5離散系統(tǒng)仿真在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常有復(fù)雜系統(tǒng)，既包含連續(xù)環(huán)節(jié)，也包含離散環(huán)節(jié)，有時(shí)不同 的離散環(huán)節(jié)還具有多個(gè)采樣速率。Simulink提供了快速、便捷的建模和仿真方法。 【例5.5】控制部分為離散環(huán)節(jié)，被控對象為2個(gè)連續(xù)環(huán)節(jié)，其中一個(gè)有反饋環(huán)。 反饋環(huán)引入了零階保持器，輸入為階躍信號。創(chuàng)建模型并仿真方法如下：選擇一個(gè)“Step”模塊，2個(gè)“Transfer Fcn”模塊，2個(gè)“Sum”模塊，2個(gè)“Scope”模塊，1個(gè)“Gain”模塊，在“Discret

10、e”模塊庫選擇一個(gè)“Discrete Filter ”和 1 個(gè) “ZeroOrderHold ”模塊。連接模塊。設(shè)置參數(shù)。將“Discrete Filter”和 “ZeroOrderHold”模塊的“Sample time 都設(shè)置為0.1s。添加文本注釋。開始仿真。圖5.5.1離散系統(tǒng)模型圖(a)d(k)示波器顯示(b) y(t)示波器顯示圖5.5.2 T=Tk=0.1時(shí)的示波器顯示可以看出當(dāng)T=Tk=0.1時(shí)系統(tǒng)的輸出響應(yīng)較平穩(wěn)。修改參數(shù)將“Discrete Filter”模塊的 “Sample time” 設(shè)置為 0.6s, “Zero OrderHold”模塊的“Sample time

11、”不變。可以看出當(dāng)T= 0.6， Tk=0.1時(shí)，系統(tǒng)出 現(xiàn)振蕩。示波器顯示如圖。(a) d(k)示波器顯示(b) y(t)示波器顯示圖5.5.3 T=0.6, Tk=0.1時(shí)的示波器顯示修改參數(shù)。將 “Discrete Filter” 和 “ZeroOrderHold” 模塊的 “Sample time 都設(shè)置為0.6s，開始仿真。圖5.5.4 T=Tk=0.6s時(shí)的示波器顯示由此得出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)不變，仿真步長不變，而離散環(huán)節(jié)的采樣時(shí)間發(fā)生變化， 則系統(tǒng)的輸出響應(yīng)也會發(fā)生變化。仿真步長是按照連續(xù)系統(tǒng)的仿真要求設(shè)置的，一般 要求設(shè)置較小的步長；而離散系統(tǒng)的采樣時(shí)間的選擇，要充分考慮系統(tǒng)各環(huán)節(jié)

12、的時(shí)間 特性、閉環(huán)響應(yīng)等因素，應(yīng)選擇各離散環(huán)節(jié)的采樣時(shí)間。6結(jié)語Simulink的仿真功能可以通過繪制框圖模擬線性、非線性、連續(xù)或離散的系統(tǒng)， 通過Simulink能夠仿真并分析該系統(tǒng)。它在分析有關(guān)電路波形，微分計(jì)算，系統(tǒng)仿真 計(jì)算等方面有著非常重要的用途，使用方便。參考文獻(xiàn)百度百科 HYPERLINK /link?url=sttpPuvNhm-_LNbBTObRoaljmzWCqvu5y0k9yJwSVakbD_OiHtIzBo5z /link?url=sttpPuvNhm-_LNbBTObRoaljmzWCqvu5y0k9yJwSVakbD_OiHtIzBo5zO2EatzAXVqc343

13、2hx6zehM6p_6b5za鄭阿奇曹弋MATLAB使用教程M.北京：電子工業(yè)出版社，2012.1：頁碼：239李穎Simulink動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模與仿真西安：西安電子科技大學(xué)出版社，20094 HYPERLINK /link?url=51l9etVfkeHND8gRoQamxlPWkw64UelCreiC0twX5_3UOf8LzLmhL6yh /link?url=51l9etVfkeHND8gRoQamxlPWkw64UelCreiC0twX5_3UOf8LzLmhL6yhfoIJWCuh2Wdj1Aq7xGflh4SNHphozTUk4XA_KZ1j44V9jxU7wBO英文摘要The s

14、ystem simulation by using SimulinkSimulink is a visual simulation tools of MATLAB, is a kind of diagram designenvironment based on MATLAB, is a software implementation of dynamic system modeling, simulation and analysis package, is widely used in linear systems,nonlinear systems, digital control and

15、 digital signal process modeling and simulation. Simulink can be modeled by continuous sampling time, sampling timediscrete sampling time or a mixture of the two, it also supports multi rate system,and also different part is the system with different sampling rate. In order tocreate a dynamic system model, Simulink provides a building block diagrammodel of the graphical user interface (GUI), the process of c