PID设计的Simulink动态仿真课件.ppt

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1、Simulink的动态仿真Simulink的动态仿真Simulink中的“Simu”一词表示可用于计算机仿真，而“Link”一词表示它能进行系统连接，即把一系列模块连接起来，构成复杂的系统模型。作为MATLAB的一个重要组成部分，Simulink由于它所具有的上述的两大功能和特色，以及所提供的可视化仿真环境、快捷简便的操作方法，而使其成为目前最受欢迎的仿真软件。特点：易学易懂，能够依托MATLAB提供的丰富的仿真资源。本章主要介绍Simulink的基本功能和基本操作方法，并通过举例介绍如何利用Simulink进行系统建模和仿真1.通讯与卫星系统；3.生物系统；5.汽车系统；7.控制

2、系统。2.航空航天系统；4.船舶系统；6.金融系统；Simulink的应用领域Simulink基本操作利用Simulink进行系统仿真的步骤是：1、启动Simulink，打开Simulink模块库；2、打开空白模型窗口；3、建立Simulink仿真模型；4、设置仿真参数，进行仿真；5、输出仿真结果。1、启动Simulink，打开Simulink模块库单击MATLABCommand窗口工具条上的Simulink图标，或者在MATLAB命令窗口输入simulink，即弹出图示的模块库窗口界面(SimulinkLibraryBrowser)。该界面右边的窗口给出Simulink所有的子模

3、块库。常用的子模块库有Sources(信号源)；Sink(显示输出)；Continuous(线性连续系统)；Discrete（线性离散系统)；Function&Table（函数与表格)；Math(数学运算)；Discontinuities(非线性)；Demo（演示）等。2、打开空白模型窗口模型窗口用来建立系统的仿真模型。只有先创建一个空白的模型窗口，才能将模块库的相应模块复制到该窗口，通过必要的连接，建立起Simulink仿真模型。也将这种窗口称为Simulink仿真模型窗口。以下方法可用于打开一个空白模型窗口：1.在MATLAB主界面中选择【File:NewModel】菜单项；

4、2.单击模块库浏览器的新建图标；3.选中模块库浏览器的【File:NewModel】菜单项。所打开的空白模型窗口如图所示：3、建立Simulink仿真模型Simulink模型窗口下仿真步骤仿真运行和终止：在模型窗口选取菜单【Simulation:Start】，仿真开始，至设置的仿真终止时间，仿真结束。若在仿真过程中要中止仿真，可选择【Simulation:Stop】菜单。也可直接点击模型窗口中的（或）启动（或停止）仿真。4、设置仿真参数，进行仿真Simulink环境下的仿真参数对话框点击Simulink模型窗simulation菜单下的Parameters命令，弹出仿真参数对话框

5、如右图所示。它共有5页，用得较多的主要是Solver页和WorkspaceI/O页，简介如下：Solver页包括Simulationtime（仿真时间Starttime（仿真开始时间）Stoptime（仿真终止时间Solveroptions（仿真算法选择）ErrorTolerance（误差限度）Outputoptions(输出选择项)WorkspaceI/O页包括LoadfromworkspaceSavetoworkspaceSaveoptions（存储选项）下为示波器应用示例。改变示波器scope参数设置parameters选项中的Numberofaxes值为3，则Simulin

6、k仿真模型如左图所示，示波器输入为3（Y轴个数为3）。右图为该示波器显示的三路输入信号的波形.连续系统的Simulink仿真(以PID控制为例)下面简单介绍下PID系统的各项基本结构比例（P）控制：GC(s)=KP比例系统只改变系统的增益而不影响相位，它对系统的影响主要反映在系统的稳态误差和稳定上。增大比例系数，可提高系统的开环增益，减小系统的稳态误差，从而提高系统的控制精度，但这会降低系统的相对稳定性，甚至可能造成闭环系统的不稳定。P控制对系统影响的实例：系统的模拟框图示波器显示图形由上图及右图可以看出，随着KP的增大，系统的响应速度，超调量，调节时间也随着增加。但当KP增大到一

7、定值后，闭环系统将趋于不稳定。比例积分（PI）控制具有积分控制规律的控制为积分（I）控制，其传递函数为：GC(s)=KI/S通常，采用积分控制对系统而言是加入了极点，对系统响应而言是可以消除稳态误差，但这对瞬时响应会造成不良影响，甚至造成不稳定，因此，积分控制一般不单独使用，通常结合比例控制器构成比例积分（PI）控制器。PI控制的主要特点是可以提高系统型别，改善系统的稳态性能，减小系统的阻尼程度。PI控制对系统影响的实例：系统模拟框图示波器显示图形由上图及右图可以看出