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高教社刘卫国《MATLAB程序设计与应用》(第二版)例题源程序
高教社刘卫国《MATLAB程序设计与应用》(第二版)例题源程序
第10章:MATLABSimlllink仿真软件
PAGE1王成优?
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王成优?山东大学(威海)MATLAB语言
WangChengyou?ShandongUniversity,Weihai
第10章 MATLABSimlllink仿真软件
例10.1 设系统的微分方程为:
??x?xt
??1 2
?
试建立系统仿真模型。
?x
2
?xe?0.5t
2
例10.2 利用Simulink构建函数曲线y=5t2+16。例10.3 利用Simulink仿真求I=?1xln(1?x)dx。
0
例10.4 有初始状态为0的二阶微分方程x+0.2x+0.4x=0.2u(t),其中u(t)是单位阶跃函数,试建立系统模型并仿真。
例10.5 PID控制器是在自动控制中经常使用的模块,在工程应用中其标准的数学模型
为
U(s)?K
(1? 1 ?
Ts )E(s)
dp Ts T
d
s/N
i d
其中采用了一阶环节来近似纯微分动作,为保证有良好的微分近似的效果,一般选
N≥10。试建立PID控制器的模型并建立子系统。
例10.6 利用使能子系统构成一个正弦半波整流器。
例10.7 利用触发子系统将一锯齿波转换成方波。
例10.8 采用S函数实现模块y=nx,即模块的功能是把一个输入信号n倍以后再输出。
利用MATLAB语言编写S函数。程序如下:
%*************************************************
%S函数timesn.m,其输出是输入的n倍
%*************************************************function[sys,x0,str,ts]=timesn(t,x,u,flag,n)
switchflag,
case0 %初始化
[sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes;
case3 %计算输出量
sys=mdlOutputs(t,x,u,n);
case{1,2,4,9} %未使用的flag值sys=[];
otherwise %出错处理
error([Unhandleflag=,num2str(flag)]);
end
%*************************************************
%mdlInitializeSizes:当flag为0时进行整个系统的初始化
%*************************************************function[sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes(T)
%调用函数simsizes以创建结构体sizes
sizes=simsizes;
%用初始化信息填充结构体sizessizes.NumContStates=0; %无连续状态
sizes.NumDiscStates=0; %无离散状态
sizes.NumOutputs=1; %有一个输出量
sizes.NumInputs=1; %有一个输入信号sizes.DirFeedthrough=1; %输出量中含有输入量sizes.NumSampleTimes=1; %单个采样周期
%根据上面的设置设定系统初始化参数sys=simsizes(sizes);
%给其他返回参数赋值。
x0=[]; %设置初始状态为零状态
str=[]; %将str变量设置为空字符串
ts=[-1,0]; %假定继承输入信号的采样周期
%初始化子程序结束
%*************************************************
%mdlOutputs:当flag值为3时,计算输出量
%*************************************************functionsys=mdlOutputs(t,x,u,n)
sys=n*u;
%输出量计算子程序结束。
模块的封装与测试。
例10.9 采用S函数来构造非线性分段函数。
3 x
3 x,
?? 3,
?
??3?(x?3)2,
?
y ?
? 2,
?2?(x?5)2,
?
?? 1,
x?1
1?x?3
3?x?4
4?x?5
5?x?6
x
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