[工學(xué)]第七章-simulink基礎(chǔ)(編輯修改稿)
2025-02-15 12:09 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 器，其模型為 : 2022/2/16 同濟(jì)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院 17 2022/2/16 同濟(jì)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院 18 Simulink 是解決這樣問題的最有效的方法，可以用下面的步驟搭建此系統(tǒng)的仿真模型： ①打開模型編輯窗口 。 首先打開一個(gè)模型編輯窗口，這可以單擊 Simulink 工具欄中新模型的圖標(biāo)或選擇菜單項(xiàng)實(shí)現(xiàn)。 ②復(fù)制相關(guān)模塊 。 將相關(guān)的模塊組中的模塊拖動(dòng)到此窗口中 ③修改模塊參數(shù) 。 ④ 模塊連接 。 ⑤ 系統(tǒng)仿真研究 。 2022/2/16 同濟(jì)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院 19 仿真算法與控制參數(shù)選擇 選中 Simulink 模型窗口的 Simulation 菜單項(xiàng)，其中的 Configuration Parameters 菜單項(xiàng)允許用戶設(shè)置 仿真控制參數(shù)。 2022/2/16 同濟(jì)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院 20 仿真算法與控制參數(shù)選擇 Solver頁(yè) ? 此頁(yè)可以進(jìn)行的設(shè)置有：選擇仿真開始和結(jié)束的時(shí)間；選擇解法器，并設(shè)定它的參數(shù)； ? 仿真時(shí)間：注意這里的時(shí)間概念與真實(shí)的時(shí)間并不一樣，只是計(jì)算機(jī)仿真中對(duì)時(shí)間的一種表示，比如 10秒的仿真時(shí)間，如果采樣步長(zhǎng)定為，則需要執(zhí)行 100步，若把步長(zhǎng)減小，則采樣點(diǎn)數(shù)增加，那么實(shí)際的執(zhí)行時(shí)間就會(huì)增加。一般仿真開始時(shí)間設(shè)為 0，而結(jié)束時(shí)間視不同的因素而選擇?？偟恼f來，執(zhí)行一次仿真要耗費(fèi)的時(shí)間依賴于很多因素，包括模型的復(fù)雜程度、解法器及其步長(zhǎng)的選擇、計(jì)算機(jī)時(shí)鐘的速度等等。 ? 仿真精度控制有 Relative Tolerance 選項(xiàng)、 Absolute Tolerance 等， 其中相對(duì)誤差限的默認(rèn)值設(shè)置為 1e3，該值在實(shí)際仿真中顯得偏大，建議選擇 1e6 和 1e7。值得指出的是，由于采用的變步長(zhǎng)仿真算法，所以將誤差限設(shè)置到這樣小的值也不會(huì)增加太大的運(yùn)算量。 2022/2/16 同濟(jì)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院 21 仿真算法與控制參數(shù)選擇 Solver頁(yè) ? 仿真步長(zhǎng)模式：用戶在 Type后面的第一個(gè)下拉選項(xiàng)框中指定仿真的步長(zhǎng)選取方式，可供選擇的有 Variablestep（變步長(zhǎng)）和 Fixedstep（固定步長(zhǎng)）方式。變步長(zhǎng)模式可以在仿真的過程中改變步長(zhǎng)，提供誤差控制和過零檢測(cè)。固定步長(zhǎng)模式在仿真過程中提供固定的步長(zhǎng)，不提供誤差控制和過零檢測(cè)。 ? 在仿真時(shí)還可以選定最大允許的步長(zhǎng)和最小允許的步長(zhǎng)，這可以通過填寫 Max step size 欄目和 Min step size 的值來實(shí)現(xiàn)，如果變步長(zhǎng)選擇的步長(zhǎng)超過這個(gè)限制則將彈出警告對(duì)話框。 ? 用戶還可以在 solver下拉選項(xiàng)框中選擇對(duì)應(yīng)模式下仿真所采用的算法。 2022/2/16 同濟(jì)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院 22 (1)ode45：缺省值，四 /五階龍格－庫(kù)塔法，適用于大多數(shù)連續(xù)或離散系統(tǒng)，但不適用于剛性（ stiff）系統(tǒng)。它是單步解法器，也就是，在計(jì)算 y(tn)時(shí)，它僅需要最近處理時(shí)刻的結(jié)果 y(tn1)。一般來說，面對(duì)一個(gè)仿真問題最好是首先試試 ode45。 (2)ode23：二 /三階龍格－庫(kù)塔法，它在誤差限要求不高和求解的問題不太難的情況下，可能會(huì)比 ode45更有效。也是一個(gè)單步解法器。 (3)ode113：是一種階數(shù)可變的解法器，它在誤差容許要求嚴(yán)格的情況下通常比 ode45有效。 ode113是一種多步解法器，也就是在計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻輸出時(shí)，它需要以前多個(gè)時(shí)刻的解。 (4)ode15s：是一種基于數(shù)字微分公式的解法器（ NDFs）。也是一種多步解法器。適用于剛性系統(tǒng)，當(dāng)用戶估計(jì)要解決的問題是比較困難的，或者不能使用 ode45，或者即使使用效果也不好，就可以用 ode15s。 變步長(zhǎng)模式解法器有： ode45， ode23， ode113， ode15s， ode23s， ode23t， ode23tb和 discrete。 2022/2/16 同濟(jì)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院 23 23 (5)ode23s：它是一種單步解法器，專門應(yīng)用于剛性系統(tǒng)，在弱誤差允許下的效果好于 ode15s。它能解決某些 ode15s所不能有效解決的stiff問題。 (6)ode23t：是梯形規(guī)則的一種自由插值實(shí)現(xiàn)。這種解法器適用于求解適度 stiff的問題而用戶又需要一個(gè)無(wú)數(shù)字振蕩的解法器的情況。 (7)ode23tb：是 TRBDF2的一種實(shí)現(xiàn)， TRBDF2 是具有兩個(gè)階段的隱式龍格－庫(kù)塔公式。 (8)discrtet：當(dāng) Simulink檢查到模型沒有連續(xù)狀態(tài)時(shí)使用它。 2022/2/16 同濟(jì)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院 24 (1)ode5：缺省值，是 ode45的固定步長(zhǎng)版本，適用于大多數(shù)連續(xù)或離散系統(tǒng)，不適用于剛性系統(tǒng)。
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