18、MATLAB与Simulink系统仿真技术详解

MATLAB与Simulink系统仿真技术详解

在系统仿真领域，MATLAB和Simulink是非常强大的工具，它们可以帮助我们对各种系统进行建模、仿真和分析。本文将详细介绍使用MATLAB和Simulink进行系统仿真的相关技术，包括线性系统的建模、分析，以及连续非线性随机系统的仿真等内容。

1. 采样数据系统的仿真

首先来看一个采样数据系统的例子。图4.53展示了一个采样数据系统的框图，其中零阶保持（ZOH）模型可以直接用离散组中的零阶保持块表示，采样间隔设置为0.1s。可以按照图4.54(a)构建该系统的Simulink模型，在这个模型中，连续传递函数由两个串联的块g1和g2表示。仿真后，可以使用MATLAB命令 stairs(tout,yout) 绘制系统的输出，如图4.54(b)所示。

2. 线性系统的建模

2.1 线性系统块与LTI对象

标准Simulink块库中提供了各种线性系统块，如传递函数块、状态空间块和零极点增益块，这些块既有连续的也有离散的。在MATLAB的控制系统工具箱中，还提供了各种线性时不变（LTI）对象，如传递函数对象、状态空间对象和零极点增益对象，用于表示线性系统块，其语法如下：

G = tf(n, d); 
G = ss(A, B, C, D); 
G = zpk(z, p, K)

其中，n和d分别是s降幂排列的分子和分母的系数向量。通过分子和分母多项式，可以在MATLAB工作区的单个LTI对象变量G中表示传递函数对象。如果输入矩阵A、B、C和D，则可