32、Simulink仿真：从基础到高级应用

Simulink仿真：从基础到高级应用

1. 继电器逻辑控制仿真

在进行继电器逻辑控制仿真时，我们需要按照特定步骤操作。首先，放置好各个模块后，要将每个模块的输入端口连接到前一个模块的输出端口。特别要注意的是，要把多路复用器（Mux）模块的顶部端口（对应第一个输入 v(t)）连接到继电器（Relay）模块的输出端口，底部端口（对应第二个输入 Td(t)）连接到干扰阶跃（Disturbance Step）模块的输出端口。

完成连接后，将停止时间设置为 0.1（这只是一个估计值，用于观察完整响应所需的时间），然后运行仿真。在示波器（Scope）中查看 ω(t) 的曲线。如果想要查看电流 i(t)，则将矩阵 C 更改为 [1, 0] 并再次运行仿真。

仿真结果显示，在干扰扭矩开始作用之前，继电器逻辑控制方案能将速度保持在 250 到 350 的期望范围内。速度会出现振荡，这是因为当施加电压为零时，由于反电动势和粘性阻尼，速度会下降。当干扰扭矩开始作用时，速度会降至 250 以下，因为此时施加电压为 0。一旦速度降至 250 以下，继电器控制器会将电压切换到 100，但由于电机扭矩需要克服干扰，速度增加所需的时间会更长。

此外，速度会变得恒定而不是振荡。这是因为当 v = 100 时，系统达到稳态，此时电机扭矩等于干扰扭矩和粘性阻尼扭矩之和，因此加速度为零。该仿真的一个实际用途是确定速度低于 250 的持续时间，仿真显示这个时间约为 0.013 s。其他用途还包括找出速度振荡的周期（约为 0.013 s）以及继电器控制器能够承受的最大干扰扭矩（约为 3.7 N·m）。

2. 传递函数模型

2.1 质量 - 弹簧 - 阻尼器