Simulink仿真设置和Scope示波器的使用[方案]

详细：http://www.docin.com/p-1590326155.html

一） 仿真设置：（窗口菜单”Simulation”→”Configguration parameters…”）

在了解这些设置之前必须先了解一下Simulink的工作原理：我们在Simulink中连线的过程实际上是定义微分（差分）方程（组）的过程。而仿真则是求微分（差分）方程（组）数值解的过程。

1.       Solver中的参数设置:

 

（1）“Type”:设置微分（差分）方程求解类型，”Variable-step”表示采用变步长算法。”Fixed-step”表示采用定步长算法。（参阅微分方程数值解的书籍）

（2）当求解类型是”Variable-step”时，有以下选项：

1”Max step size”——最大步长，若为auto,则最大步长位(Stop time-Start time)/50。

2”Min step size”——最小步长。

3”Initial step size”——初始步长。

4”Relative tolerance”——设置相对容许误差限。

5”Absolute tolerance”——设置绝对容许误差限。

在变步长算法中，步长大小与信号变化快慢反向相关。容许误差限的作用是控制计算精度。当误差超过容许误差限时会自动修正步长。在迭代的每一步(不妨设是第i次迭代)，程序都会将计算出来的值与期望值相见得出一个误差e(i)，若e(i)满足：e(i)<=max(相对容许误差限*|y(i)|, 绝对容许误差限)，则表明第i次迭代是正确的，否则，程序会自动将步长减小，再来验证上述不等式是否成立。重复上述过程，直到上述不等式成立为止。

（3）当求解类型是”Fixed-step”时，有以下选项：

1”Fixed step size”——设置步长

2”Tasking mode for periodic sample times” ——设置模型类型。

(4)无论是定步长还是变步长，都可以用Solver下拉框选择求解微分（差分）方程数值解的算法。算法的选择可以参考以下原则：

1如果模型全部是离散的，则对于变步长和定步长，解法都采用discrete方式。

2ode45和ode23实际上都是采用Runge-Kutta法，而ode23达到同样的精度时要比ode45步长小。

3ode23s和ode15s可以解Stiff方程。

4ode113是变阶的Adams法，可以多步预报校正。

关于上述算法具体细节有什么不明白的欢迎和我讨论！

2. Data Import/Export中的参数设置:

 

关于这个，我不想多说了，只要理解了simulink的工作原理，应该不难。只是要强调一点，把那就是Ipute栏中的向量可以是两列，如[t,u],也可以是多列。若为多列，则第一列是时间向量，后面几列按顺序依次为对应的输入端口。

 

（二）例子：（包括示波器scope的设置）

例1:如下图连线：(方针时间设为10秒)

 

Sine Wave参数设置如下：

 

示波器Scope设置如下

 

在Configguration parameters…为默认的情况下运行后的结果如下所示：

 

 

若把Configguration parameters…改为：（把max step size改为2）

 

则运行后的图如下图中的折线所示：

 

这时在上图上点击右键，在popup menu中选autoscale，这时可以得到下图：

 

至于为什么是这样子我就不用多说了吧？

再把max step size改为1.0，同时确认示波器属性设置为：Sampling→Decimation→1

则输出如下：

 

此时再将示波器属性设置为：Sampling→Decimation→2

则输出如下：

 

注：示波器的Decimation 设置显示频度。若取n，则每隔(n-1)个数据点给予显示。

这时再看command 窗口，有1个warning:

Warning: The model '你的mdl文件名' does not have continuous states, hence using the solver 'VariableStepDiscrete' instead of the solver 'ode45' specified in the Configuration Parameters dialog.

这时只要将Configguration parameters…中的Solver改为discrete就行了

若你的Configguration parameters…中的max step size设置为auto，则还会有一个warning:

Warning: Using a default value of 0.2 for maximum step size. The simulation step size will be limited to be less than this value.

这里之所以是0.2前面已经说过了！(0.2=(10-0)/50)

注：若把max step size改小则图像更精确！但计算量会增大！

 

如果我们把max step size改为0.0001，则可以看到输出波形如下：

 

这是为什么呢？原来是示波器属性设置不对！我们看到示波器属性如下：

 

这就意味着示波器只显示从后往前数5000个点，故显示只有横坐标从9.5到10这一段！

如果我们把Limit data points to last改为100001 (这里100001=(10-0)/ 0.0001 1)。那么波形就对了！如下图所示：