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发布时间：2022-05-30 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.54M 资料格式：doc 举报版权申诉

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Simulink工作原理

导言

动态系统建模

框图语义

建立模型

时间

状态

用状态工作执行状态

连续时间系统

离散时间系统

混合系统建模

模块参数

可调的参数

模块采样时间

自定义模块

系统和子系统

虚拟子系统

非虚拟子系统

动态系统仿真

模型编译

链接阶段

方法执行清单

模块优先级

仿真代数回路

回路迭代

求解

固定步长的解与可变步长的解

连续与离散的解

小调时间步

形状保存

过零点检测

过零点

执行例子：饱和度模块

说明过量过零点检测的影响

反弹球演示

双反弹球演示

如何模拟过零

防止过零点错误

过零点算法

有过零点的模块

代数回路

突出代数回路

消除代数回路

Simulink建模

对方程建模

例子：摄氏温度转换到华氏温度

连续系统建模

选择最佳的数学模型

RLC系列为例

求解电阻电压

电路模型

求解电压

电路模型

避免无效循环

检测无效循环检测无效循环

建模小贴士

仿真结果分析

确定平衡点

线性化模型

查看输出轨迹

使用Scope模块

利用返回变量

使用工作区间模块

本科毕业论文翻译题目：Simulink 的工作原理学员姓名：培养类型：郑剑宏合训类所属学院：九院专业：系统工程学号： 200509017004 年级： 2005 级指导教员：雷永林职称：讲师所属单位：信息系统与管理学院系统工程系国防科学技术大学训练部制

国防科学技术大学本科毕业论文目录 Simulink 工作原理 ....................................... 5 导言............................................................................................................................5 动态系统建模............................................................................................................6 框图语义.............................................................................................................6 建立模型.............................................................................................................7 时间.....................................................................................................................7 状态.....................................................................................................................7 用状态工作执行状态..................................................................................8 连续时间系统..............................................................................................8 离散时间系统..............................................................................................9 混合系统建模............................................................................................10 模块参数...........................................................................................................10 可调的参数.......................................................................................................10 模块采样时间...................................................................................................11 自定义模块.......................................................................................................12 系统和子系统...................................................................................................12 虚拟子系统................................................................................................12 非虚拟子系统............................................................................................13 动态系统仿真..........................................................................................................15 模型编译...........................................................................................................15 链接阶段...........................................................................................................15 方法执行清单............................................................................................16 模块优先级................................................................................................16 仿真代数回路...................................................................................................16 回路迭代....................................................................................................17 求解...................................................................................................................18 固定步长的解与可变步长的解................................................................18 2

国防科学技术大学本科毕业论文连续与离散的解........................................................................................18 小调时间步................................................................................................19 形状保存....................................................................................................19 过零点检测.......................................................................................................19 过零点........................................................................................................19 执行例子：饱和度模块............................................................................20 说明过量过零点检测的影响....................................................................20 反弹球演示................................................................................................21 双反弹球演示............................................................................................21 如何模拟过零............................................................................................22 防止过零点错误........................................................................................22 过零点算法................................................................................................23 有过零点的模块........................................................................................24 代数回路...........................................................................................................25 突出代数回路............................................................................................27 消除代数回路............................................................................................28 Simulink 建模 ......................................... 31 对方程建模..............................................................................................................31 例子：摄氏温度转换到华氏温度...................................................................31 连续系统建模...................................................................................................32 选择最佳的数学模型.......................................................................................34 RLC 系列为例...........................................................................................34 求解电阻电压............................................................................................34 求解电压....................................................................................................35 避免无效循环..........................................................................................................36 检测无效循环检测无效循环...........................................................................37 建模小贴士..............................................................................................................38 仿真结果分析 ......................................... 39 3

国防科学技术大学本科毕业论文确定平衡点..............................................................................................................39 线性化模型..............................................................................................................40 查看输出轨迹..........................................................................................................42 使用 Scope 模块...............................................................................................42 利用返回变量...................................................................................................42 使用工作区间模块...........................................................................................42 4

国防科学技术大学本科毕业论文 Simulink 工作原理导言 Simulink 是一个软件包，它可以让您将模型，模拟和分析系统，其输出随时间而改变。这些系统通常被称为动态系统。该仿真软件可用于探索行为的范围广泛的现实世界的动态系统，包括电路，减震器，制动系统，以及许多其他的电气，机械和热力系统。本节说明 Simulink 的工作原理。基于 Simulink 的系统仿真是一个动态的过程，分为两步：首先，用户利用仿真模型编辑器创建一个框图，模型图形化地描述了系统中基于时间输入，状态和输出之间的数学关系。然后用户命令 Simulink 软件从指定的开始时间到指定的停止时间，模拟模型所代表的系统。 5

国防科学技术大学本科毕业论文动态系统建模框图语义一个 simulink 结构图模型是对动态系统的绘图式的数学描述。而动态系统的数学模型是由一组方程来描述的。这些由结构图来描述的方程被认为是代数的，微分的或者是不同的。一个标准的动态系统结构图由模块和线条组成。这些结构图来源于工程领域，例如，反馈控制理论（Feedback Control Theory）和信号处理（Signal Processing）。结构图中的模块从本质上描述了动态系统的基本特征。结构图中每个基本的动态系统的关系是连接结构图的信号的图形化表示。结构图中的全部模块和线条共同描述了这个动态系统。 Simulink 通过介绍两种典型的模块：虚拟模块和非虚拟模块来扩展那些典型的结构图模型。虚拟模块代表子系统。虚拟模块的存在仅是为了方便组织图形，他们并不影响方程所描述的框图模型。您可以使用虚拟模块，以改善模型的可读性。一般情况下，模块和线可以用来描述许多“计算”的模式。典型的一个例子是一个流程图。流程图包括模块和线，但是无法使用一般动态系统流程图语义来描述。术语“基于时间的模块框图”是用来区分描述动力系统的框图与其他形式的框图，并且框图（或模型）是指一个基于时间的框图或模型，除非上文中有特别的指出： 1. 时间开始于一个用户指定的“开始时间”，并结束于用户指定的“停止时间。对这些关系的每一个评估被称为时间步长。 2. 信号代表数量随时间变化，并确定了各点之间的方框图的开始时间和结束时间。 3. 信号和状态变量之间的关系由模块代表的一组方程所决定。。这些方程定义了输入信号，输出信号和状态变量之间的关系。，即建立方程所需要的系数。 6

国防科学技术大学本科毕业论文建立模型 Simulink 产品为您提供了一个图形编辑器，可以让您创建和连接各种类型的实例模块（见创建一个模型），通过模块库从模块类型库中选择相应的模块（见模块-按字母顺序排列）。用户还可以创建自己的块类型和使用 Simulink 编辑器来创建在同一张图上的实例。用户定义的块被称为自定义模块。时间时间是一个模块框图固有组成部分，模块框图模拟的结果是随着时间而改变的。换句话说，模块框图代表了一个动态系统瞬间的状态。确定一个系统随着时间推移的行为，从而引起反复求解模型的时间间隔，称为模型的时间步长，从开始的时间到结束的时间。求解一个连续时间步长模型的过程被称为模型代表的模拟系统的仿真过程。状态通常情况下一些系统的当前值，输出的都是当前的一些变量，这些变量被称为状态变量。系统从框图中计算当前时间步长下的状态的值并保存，用于计算下一个时间步长时候的状态的值。这项任务通常在仿真期间模型定义状态的时候执行。在 Simulink 模型中，有两种状态会发生：离散和连续状态。连续状态不断的变化。连续状态的一个例子就是汽车的位置和速度。离散状态是一个近似的连续状态，即用有限（周期或非周期）的时间间隔来校正。一个离散状态的例子就是汽车数字里程表上每秒显示的位置，而不是连续的。在这种限制条件下，当一个离散状态的时间间隔趋近于 0 的时候，这个离散状态也就趋近与连续状态。特别是，当一个模块需要部分或全部上一级的输出以计算当前的输出时，这个模块隐性的定义看一组需要在时间步长之间保存的状态。：定义连续状态系统的模块包括以下标准的 Simulink 模块： 1. 积分模块 7

国防科学技术大学本科毕业论文 2. 状态空间模块 3. 传递函数模块 4. 变量迁移延迟模块 5. 零极点模块一个模型总的状态数量是各个模块所定义的状态的总和。决定一个框图中的状态数量，要分解这个框图中所包含的各种类型的模块，然后才能根据各个模块所定义的状态来计算总的模块的数量。这项任务在模型仿真的汇编阶段执行。用状态工作执行状态下列的工具在仿真期间用来确定，初始化，和运行模型的状态： 1. model 命令展示了模型所定义的状态的一些相关信息，包括的模型定义的总的状态数量，定义每一个状态的模块，以及各个状态的初始值等。 2. Simulink 调试器显示了仿真期间状态在每一个时间步长的值，并且，（见仿真调试器）。 3. 模型的参数配置对话框中的数据导入/导出窗格（见导入和导出数据）可以让您可以指定状态的初始值，并且可以在以队列或矩阵的形式记录仿真期间状态在每一个时间步长的值。 4. 块参数对话框（和 Continuous State Attributes 参数）可以让您对采用连续状态的模块命名（如积分模块）。这可以简化分析数据记录下来供状态使用，尤其是当一个模块存在多个状态的时候。 5. 两缸负荷约束模型的演示连续状态的日志。连续时间系统计算连续状态需要知道它的变化率，或者是导数。由于连续系统的变化率代表了其自身不断变化（即本身是一个状态），计算连续状态的当前值需要在仿真一开始的时候对倒数进行积分。因此对一个连续状态的系统建模需要对在每个时间步长上计算状态的倒数的过程进行说明。仿真框图使用积分模块来表示积分， 8

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