在MATLAB中,用Simulink搭建一个二阶传递函数模型

本文详细介绍了如何在MATLAB的Simulink环境中搭建一个二阶传递函数模型。从模型准备阶段,包括时域和频域模型的介绍,到具体建模步骤,如设置传递函数参数,添加输入输出组件,以及运行模型并使用示波器观察信号响应。通过实例展示了如何应用二阶传递函数公式,并提供了参考资料链接。

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1. 模型准备:二阶传递函数模型

1.1 二阶传递函数模型

1.1.1 时域模型

在这里插入图片描述

1.1.2 频域模型

在这里插入图片描述

1.2 二阶传递函数公式和参数

G ( s ) = K e − T d s ω n 2 s 2 + 2 ζ ω n s + ω n 2 G(s)=\frac{K e^{-T_{d} s} \omega_{n}^{2}}{s^{2}+2 \zeta \omega_{n} s+\omega_{n}^{2}} G(s)=s2+2ζωns+ωn2

内容概要:本文详细介绍了利用MATLAB/Simulink进行电动助力转向(EPS)系统的建模与仿真的全过程。首先,通过建立被控对象的动力学方程,使用Transfer Fcn模块实现了二阶系统的传递函数表示。接着,针对PID控制策略进行了深入探讨,不仅自定义了MATLAB Function Block以增强灵活性,还加入了抗饱和机制,确保控制系统稳定可靠。此外,文章着重讲解了回正控制的设计思路,特别是引入了车速反馈的变增益环节以及采用Stribeck摩擦模型来提高模型精度。仿真过程中,作者强调了多速率系统的处理方法,并展示了如何通过实时调参面板优化参数配置。最终,通过对阶跃响应和回正性能的测试,证明所提出的控制方案显著提升了系统的响应速度和稳定性。 适合人群:具有一定MATLAB/Simulink基础,对汽车电子控制系统感兴趣的工程师和技术爱好者。 使用场景及目标:适用于希望深入了解EPS系统工作原理及其控制算法的研究人员;旨在掌握从理论建模到实际应用完整流程的学习者;目标是在实践中提高对复杂机电一体化系统的理解和应用能力。 阅读建议:由于涉及较多数学公式和具体代码实现细节,建议读者提前熟悉相关基础知识,如经典控制理论、状态空间表达式等。同时,可以尝试跟随文中提供的步骤亲手搭建模型,以便更好地理解各个组件之间的相互关系。
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