文章介绍了Simulink中进行动态系统建模的常见操作，包括画面缩放、信号处理和快捷操作。讨论了二阶系统的数学模型以及比例积分控制的应用。还涉及了燕子俯冲系统的动力学建模和滤波器设计，其中滤波效果与α参数的关系被阐述。最后提到了位操作，并强调了Simulink在控制工程学习中的重要性。
系列文章目录
常用操作技巧
画面缩放
- 空格键 + 鼠标左键: 拖拽
- 空格键: fit屏幕
信号操作
- 双击signal可添加标签, 鼠标右键拖拽可给信号添加分支
- 同一分支上的signal双击自动添加标签
快捷操作
- 双击空白输入block名可快速处添加block
- ctrl + i 翻转block
scope block
- scope下view->legend可添加图例
- 左上角的设置按钮可进行更多设置
Display block
信号源
math operator
- gain
Logic operator
信号路由
matlab 函数
项目练习 - 动态系统
sine wave
unit delay
自增系统
Newton’s Law of Cooling
d
T
/
d
t
=
−
r
(
T
−
T
0
)
dT/ dt = -r(T-T_0)
dT/dt=−r(T−T0)
二阶系统建模
m
1
x
¨
1
=
−
k
1
x
1
+
k
2
(
x
2
−
x
1
)
m_1\ddot x_1 =-k_1x_1+k_2(x_2-x_1)
m1x¨1=−k1x1+k2(x2−x1)
m
2
x
¨
2
=
−
k
2
(
x
2
−
x
1
)
m_2\ddot x_2 = -k_2(x_2 - x_1)
m2x¨2=−k2(x2−x1)
对系统进行建模,先将等式左边的变为单独的不带系数的导数项,
然后再建立等式右边的项, 然后头尾相连,即,使得等式左右相等
比例积分控制
其中Ts = 0.15, Kp = 0.2, Ki = 0.05
燕子俯冲系统建模
m
v
˙
=
1
2
ρ
C
d
A
v
2
−
m
g
m\dot v = \frac{1}{2} \rho C_d A v^2 - mg
mv˙=21ρCdAv2−mg
其中
A
A
A和
C
d
C_d
Cd可变
滤波
y
[
k
]
=
y
[
k
−
1
]
+
α
(
y
[
k
]
−
y
[
k
−
1
]
)
y[k] = y[k-1] + \alpha(y[k]-y[k-1])
y[k]=y[k−1]+α(y[k]−y[k−1])
α
\alpha
α越大滤波效果越差,延迟越小; 越小滤波效果越好,延迟越大.
位操作
总结
控制工程与simulink结合学习将会对所学内容理解的更加深刻.
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