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Simulink建模与仿真（10）-Simulink混合系统模型及表示
分享一个系列，关于Simulink建模与仿真，尽量整理成体系 一、混合系统的数学描述 混合系统是由不同类型的系统共同构成的，因此混合系统的数学描述可以由不同类型系统描述共同构成。 但是由于混合系统的复杂性，一般难以用单独的数学模型进行描述或表达，因此混合系统一般都是由系统各部分输入与输出间的数学方程所共同描述的，下面举例说明。 故此混合系统的输入与输出之间的关系可以由下面的方程来描述： 二、混合系统的Simulink描述与简单分析 在对单独离散系统或连续系统进行描述时，由于系统一般比较简单，因而可以采用诸如差分方程、传递函数、 因此，这里采用简单的数学方式对系统进行描述与分析。 编写M脚本文件，对上面中的混合系统进行分析。 figure plot(t,y); grid; %绘制系统输出曲线图系统输出曲线 从系统输出曲线图中可以看出：由于系统中离散部分的输出经过零阶保持器后作为连续部分的输入，而零阶保持器具有阶跃的特性，在系统仿真结果中出现阶跃现象
1K10编辑于 2023-11-15 - 来自专栏算法工程师的学习日志
Simulink建模与仿真（3）-Simulink 简介
分享一个系列，关于Simulink建模与仿真，尽量整理成体系 1、Simulink特点 Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。 使用Simulink来建模、分析和仿真各种动态系统(包括连续系统、离散系统和混合系统)，将是一件非常轻松的事情。 该软件可以利用鼠标在模型窗口上绘制系统模型厂然后对系统进行仿真和分析。 利用Simulink进行系统的建模仿真，其最大的优点是易学、易用，并能依托MATLAB提供的丰富的仿真资源。 通过使用这些程序包，用户可以迅速地对系统进行建模、仿真与分析。更重要的是用户还可以对系统模型进行代码生成，并将生成的代码下载到不同的目标机上。 Simulink的部分软件工具包 4. 那么使用Simulink到底可以对什么样的动态系统进行仿真分析与辅助设计呢？其实，任何使用数学方式进行描述的动态系统都可以使用Simulink进行建模、仿真与分析。
2.4K20编辑于 2023-09-05 - 来自专栏图像处理与模式识别研究所
Matlab使用Simulink进行建模与仿真方法。
Library] 4、点击[Library Browser] 5、点击[Sinks] 6、点击[Scope] 7、点击[Sources] 8、点击[Sine Wave] 9、点击[文本] 10
2.3K10编辑于 2022-05-28 - 来自专栏仿真教程
为什么要进行建模仿真？建模仿真的用处多大？
如果不采用建模仿真来进行这样的模型构建，对于机器的开发而言，就必须进行大量的物理测试与验证，这个成本是极其巨大的—尽管，我们采用了测绘的方式，减少测试验证环节的投入，一个机器的研发仍然是投入巨大的，尤其是具有 在传统的机器设计中，这个环节往往需要按照严格的流程来进行，而通过建模仿真所实现的虚拟测试与验证可以使得这个环节被提前，缩短整个流程周期，如图3所示即是并行工程，有了建模仿真这样的开发工具和方法，可以实现电气控制与应用软件和机械的并行开发 图3 并行工程 建模仿真可以让机器的开发带来非常多的便利，包括如图4的几个方面： ① 虚拟调试缩短开发周期与降低成本 对材料的工艺特性、机械传动、控制的联合测试中，只有在虚拟环境中，对参数进行最优的调整 图4 建模仿带来的好处 因此，建模仿真是一种显著降低成本的方案，而且有了这些模型后，针对未来的数据应用可以实现： ① 数字孪生 通过动态的实时交互，数字系统与物理系统可以进行动态验证，尤其在个性化生产中 四、总结 在无数的变化中，如果没有建模和仿真，我们将迷失在材料和流程的千变万化中不得其法，而所有的创新都来自于我们对客观世界的理解，对我们知识的凝聚，而建模仿真则是实现这个创新与发展的根基。
4.6K30发布于 2021-04-23 - 来自专栏学习成长指南
数学建模~~追逐仿真问题
1.前景介绍 今天上午的数学建模培训王老师介绍的这个数学建模相关的经验真的是让我受益匪浅，让我对于数学建模有了更加清晰的认识，数学建模除了优化类，评价类，预测类问题，还有就是今天的追逐仿真问题，就是在一个坐标系里面去解决问题 下面就是一个简单的案例； 2.题目描述 正方形的四个顶点上面都有一个人，四个人之间相互追逐，这个题目就是想要我们画出来这个追逐的轨迹；（下面可能会使用1,2,3,4分别代表ABCD四个顶点） 3.核心思路 追逐仿真问题核心思路就是把这个连续的问题离散成为一系列的特定的状态 我们首先确定这四个点的坐标以及之间的方向向量，设置步长为0.05，DD为记录这个过程中的4个点的坐标的变化情况，并且把这个坐标的相关数据放置在DD矩阵里面去； DD是一个2*4的矩阵，这个矩阵的每一列代表一个坐标，第一类10
33510编辑于 2025-02-24 - 来自专栏算法工程师的学习日志
Simulink建模与仿真（2）-基本一些概念
分享一个系列，关于Simulink建模与仿真，尽量整理成体系 1、计算机仿真 计算机仿真是在研究系统过程中根据相似原理，利用计算机来逼真模拟研究对象。研究对象可以是实际的系统，也可以是设想中的系统。 4、计算机仿真的一般过程 计算机仿真的一般过程可以表述如下： (1) 描述仿真问题，明确仿真目的。 (2) 项目计划、方案设计与系统定义。 根据仿真目的确定相应的仿真结构(实时仿真还是非实时仿真，纯数学仿真还是半物理仿真等)，规定相应仿真系统的边界条件与约束条件。 (3) 数学建模：根据系统的先验知识、实验数据及其机理研究，按照物理原理或者采取系统辨识的方法，确定模型的类型、结构及参数。注意要确保模型的有效性和经济性。 (4) 仿真建模：根据数学模型的形式、计算机类型、采用的高级语言或其它仿真工具，将数学模型转换成能在计算机上运行的程序或其他模型，也即获得系统的仿真模型。
87930编辑于 2023-09-05 - 来自专栏算法工程师的学习日志
Simulink建模与仿真（3）-Simulink使用基础（Matlab内容）
分享一个系列，关于Simulink建模与仿真，尽量整理成体系 1、MATLAB的计算单元：向量与矩阵 MATLAB作为一个高性能的科学计算平台，主要面向高级科学计算。 冒号操作符在建立矩阵的索引与引用时非常方便且直接。如上述对多维矩阵F的建立中，冒号操作符表示对矩阵F第一维与第二维所有元素按照其顺序进行引用，从而对F进行快速赋值，无需一一赋值。 矩阵加法与减法 如果矩阵A与矩阵B具有相同的维数，则可以定义矩阵的加法与减法，其结果为矩阵相应元素作运算所构成的矩阵。 矩阵加法与减法在MATLAB中的表达方式为 >> C=A+B; %C为矩阵A与B之和 >> D=A-B; %D为矩阵A与B之差 >>C= 1 4 4 6 10 9 >>D= 1 0 2 2 0 3 矩阵与标量的加法与减法是指标量本身与矩阵所有元素进行相应运算，如若b＝1，E=A+b，则 >>E= 2 3 4 5 6 7 2.
2.1K20编辑于 2023-09-05 - 来自专栏算法工程师的学习日志
Simulink建模与仿真（1）-基本一些概念
分享一个系列，关于Simulink建模与仿真，尽量整理成体系 1、动态系统的计算机仿真 为了能全面、正确地理解系统仿真，需要对系统仿真所研究的对象进行概要的了解。 这里对与系统仿真相关的知识——系统与系统模型进行简单的介绍。 系统是指具有某些特定功能，相互联系、相互作用的元素的集合。这里的系统是指广义上的系统，泛指自然界的一切现象与过程。 模型具有与系统相似的特性，可以以各种形式给出我们所感兴趣的信息。 模型可以分为实体模型和数学模型。实体模型又称为物理效应模型，是根据系统之间的相似性而建立起来的物理模型。 为了提高仿真的可信度或者针对一些难以建模的实体，在系统研究中往往把数学模型、物理模型和实体结合起来组成一个复杂的仿真系统，这种在仿真环节中存在实体的仿真称为半实物仿真或者半物理仿真。 按照仿真系统与实际系统时间尺度上的关系，又可将其分为如下几类： (1) 实时仿真：仿真时钟与系统实际时钟完全一致。许多仿真应用需要满足实时性，这时往往需要实时操作系统或者专用实时仿真硬件的支持。
1K10编辑于 2023-09-05 - 来自专栏《C++与 AI：个人经验分享合集》
怎样利用 MATLAB 进行实时系统的建模与仿真？
要利用MATLAB进行实时系统的建模与仿真，您可以按照以下步骤进行操作： 确定系统的建模方法：根据实际情况，选择适合的建模方法，如：微分方程、状态空间模型、传递函数模型等。 编写系统模型的MATLAB代码：利用MATLAB的建模工具，编写系统的模型代码。您可以使用ODE函数求解微分方程，使用tf函数创建传递函数模型，使用ss函数创建状态空间模型等。 设置仿真参数：设置仿真运行的参数，如：仿真时长、采样时间、控制信号等。 进行仿真运行：运行编写好的MATLAB代码，进行系统的仿真运行。您可以使用sim函数来执行仿真计算。 您可以通过修改模型代码中的参数，重新运行仿真来验证系统的改进效果。 需要注意的是，MATLAB可以进行离散时间仿真和连续时间仿真，对于实时系统的仿真，通常采用离散时间仿真。 在进行离散时间仿真时，需要注意设置适当的采样时间，以保证仿真结果的准确性。
74310编辑于 2024-12-09 - 来自专栏防止网络攻击
LC串联谐振拓扑仿真建模
上一期内容中我们对 LC 串联谐振变换器的工作原理进行了分析，今天继续为大家分享 LC 串联谐振变换器的仿真建模及控制策略分析。 ) ❏**充电电压 ** v~ o~ **：**1000V ❏**充电时间 ** t ： 1s ❏**负载电容 ** c~ d~ ： 500μF ❏**最大工作频率 ** f~ smax~ **：**10kHz 二、电路仿真 01、电路模型搭建 目前，电路仿真软件很多，本次我们采用Matlab中的可视化电路仿真软件包 Simulink 进行电路模型搭建。 Simulink 被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。 接下来就让我们一起进行 LC 串联谐振变换器电路模型搭建。 到这里，LC 串联谐振变换器的电路设计与仿真已经完成了，电源的输出基本符合预期。
90510编辑于 2024-04-09 - 来自专栏用户9199536的专栏
Python|数学建模|排队论仿真
数模准备过程中，写了这种运筹学仿真的代码，虽然自己选了C题没有用到，但考虑到市面上存在的仿真代码较少，聊以为分享。 文档介绍 本文档使用了Python的离散事件仿真库对于排队论模型进行了仿真 仿真的主要目的是提供个性化定制，如对分布的设定，对排队规则的设定等。通过蒙特卡洛模拟得到复杂规则下难以得到的数值解。 sum + x res.append(sum) return res return exp2erlang 测试，计算分布期望 x=rng(erlang(10 nonlocal WAIT nonlocal SUCC nonlocal STAY nonlocal AMT """顾客服务与离开仿真 nonlocal WAIT nonlocal SUCC nonlocal STAY nonlocal AMT """顾客服务与离开仿真
1.7K10发布于 2021-11-22 - 来自专栏防止网络攻击
ROS机器人建模与仿真设计——模型控制理论
前者表示轮子与主体的相对位置。后者表示轮子运动的轴。 origin描述： 因为base_link的高度是0.12，原点为base_link该圆柱体的几何中心。 right_wheel_link" /> <origin xyz="-0.02 -0.10 -0.06" /> <axis xyz="0 1 0" /> </joint>= 到此为止，主动轮的建模就完成了 ) # 缓存区域为10 def main(args=None): """ ros2运行该节点的入口函数 1. # 这是唯一能将关节名称与正确的 # 状态。 pub_joint_states_ self.joint_states_publisher_ = self.create_publisher(JointState,"joint_states", 10
92710编辑于 2025-05-19 - 来自专栏技术汇总专栏
动态系统建模与仿真MATLAB Simulink的应用案例
动态系统建模与仿真MATLAB Simulink的应用案例动态系统建模与仿真是工程、控制、物理等领域中的重要研究方向。 MATLAB Simulink提供了一种直观的图形化环境，使得建模与仿真变得更加高效。 应用案例：电机控制系统建模与仿真本节将以一个直流电机控制系统为例，展示如何使用Simulink进行动态系统建模与仿真。 动态系统建模与仿真：MATLAB Simulink的应用案例总结本文探讨了利用MATLAB Simulink进行动态系统建模与仿真的方法，涵盖了多个方面，包括系统建模、仿真、性能分析、控制策略应用及其在教育和工业中的实际应用 未来研究方向：展望了动态系统建模与仿真的未来发展，指出智能控制、多领域仿真和实时仿真等研究方向，将推动该领域的持续进步。
2.3K10编辑于 2025-01-08 - 来自专栏算法工程师的学习日志
Simulink建模与仿真（5）-Simulink使用基础（M文件与MATLAB函数）
分享一个系列，关于Simulink建模与仿真，尽量整理成体系 M文件编辑器 “工欲善其事，必先利其器。”用户应首先熟悉一下最经常使用的M文件编辑器(M File Editor)。 (3) 单步执行：使用快捷键F10。 (4) step in：当遇见函数时，进入函数内部，使用快捷键F11。 (5) step out：执行流程跳出函数，使 用 快 捷 键Shift+F11。 逻辑运算符有&(逻辑与)、|(逻辑或)和~(逻辑非)等。 4. 循环语句 MATLAB中实现循环的语句有两种：for语句与while语句，以实现某些语句的循环执行。 (5) M函数文件名须和函数名function_name相同，调用时函数的输入与输出变量名称不需要和函数定义中的变量相同。
4.4K20编辑于 2023-09-18 - 来自专栏算法工程师的学习日志
Simulink建模与仿真（6）-Simulink使用基础（MATLAB的单元与结构体）
分享一个系列，关于Simulink建模与仿真，尽量整理成体系 1. 字符串数据 MATLAB作为高性能的科学计算平台，不仅提供高精度的数值计算功能，而且还提供对多种数据类型的支持。 单元矩阵 在前面所提到的矩阵与向量中，矩阵之中所有元素的数据类型均为单一的类型。MATLAB支持复合数据类型的矩阵与向量，这是由一个特殊的矩阵实现的，它就是单元矩阵(Cell类型的矩阵)。 结构体 如今的程序设计语言中，大都提供了对结构体变量的支持；MATLAB同样支持结构体变量，而且其生成与使用都非常容易、直观。 在MATLAB中，结构体是按照域的方式生成与存储结构体中的每个记录；一个域中可以包括任何MATLAB支持的数据类型，如双精度数值、字符、单元矩阵及结构等类型。下面简单介绍结构体的生成与引用。 每一个记录对应一个学生的姓名与学号。由此可见，在MATLAB中建立结构体是不费吹灰之力的。
1.1K10编辑于 2023-09-18 - 来自专栏腾讯云IoT
Robot-走近机器人动力学建模与仿真
而对于机器人部分，下面给出关于机器人关键技术之一的动力学建模与仿真的介绍。 机器人作为实体，在其前期设计验证以及控制等任务中均需要建立其运动学模型、动力学模型以及虚拟样机模型等。 Gazebo是与ROS集成很好的开源动力学仿真软件，Gazebo目前最好在Ubuntu上运行。其官方建议采用Nvidia GPU, Intel I5以上处理器。 在对柔性系统进行建模的过程中，需要解决坐标系的选择、柔性体的离散化、动力学建模方法以及方程求解等问题。 (1)柔性体的描述 柔性体的描述是柔性机械臂建模与控制的基础。 知网论文：空间七自由度冗余机械臂动力学建模与控制研究 SimMechnics中建立的机器人模型如下所示 [g0ovsikn4f.png] 给定同样的关节驱动力矩，观测不同的建模方式下机器人的各个关节角度以及关节速度可以表示如下 此外，采用matlab/simulink/simmechnics 中的multibody示例仿真得到如下效果 [ek42duyqoo.png] 视频内容 正向动力学的计算精度与计算过程中的截断误差以及数值积分的累计误差有关
16.5K11153发布于 2020-05-09 机器人仿真技术突破与高精度建模实践
机器人仿真的精准化挑战构建和微调机器人系统需要大量时间，特别是在需要处理不断变化物品的复杂环境中。虚拟环境开发能够加速这一进程，但实现高精度仿真远比表面看起来困难。 工业仿真同样普遍采用近似方法，例如使用视觉模拟器规划设施布局和估算机器人运动轨迹。突破仿真与现实的鸿沟要实现"仿真优先"的机器人开发愿景，必须同时建立复杂机器人及其交互对象的高精度模型。 以配备多吸盘气动夹爪的机械臂为例，模型需准确计算气流通过管道阀门的动态、橡胶吸盘与包裹的接触力、接触变形对气流的影响以及部分吸盘接触时的复杂情况。 可变形物体处理的前沿挑战当前最大的技术挑战在于可变形物体（如会弯曲、摆动、扭曲和下陷的物品）的精确建模。 研究团队正在通过以下方式推进：利用真实数据验证仿真器保真度开发适用于大变形软体的物理模型探索混合建模方法（结合可变形与刚性部件）仿真驱动开发的实践成果通过仿真技术，某项目团队仅用一个月时间就完成了一个新型机械臂操作概念的验证
50210编辑于 2025-09-20机器人仿真技术突破与高精度建模实践
仿真技术的现实挑战现有仿真工具虽能提供视觉真实性，却缺乏物理精确性。以赛车游戏为例：车辆运动看起来合理，但背后的力学模型可能完全脱离现实。工业仿真同样依赖近似计算，无法满足复杂机器人系统的开发需求。 实现高质量仿真需要同时满足两个条件：视觉真实感精确的物理建模更重要的是需要保留并利用控制方程中的结构特征，这对系统分析和控制至关重要。 跨越仿真与现实之间的鸿沟复杂系统中，虚拟设备与物理设备间的微小差异可能演变成巨大鸿沟，这就是著名的"sim2real"（从仿真到现实）差距。 理想的工作流程应该是：针对虚拟机器人编写软件在真实仿真环境中测试在真实机器人上验证安全性最终部署物理建模的核心挑战要实现这一愿景，不仅需要建立复杂机器人的模型，还需精确模拟其日常交互对象。 研究团队正在探索：寻找可应用于广泛产品类别的统一模型识别同时包含可变形和刚性部件的物体建立基于物理第一原理的建模方法仿真技术带来的实际效益尽管存在挑战，仿真技术已经产生显著效果：概念验证时间从3个月缩短到
54710编辑于 2025-09-17- 来自专栏算法工程师的学习日志
Simulink建模与仿真（4）-Simulink使用基础（MATLAB的基本绘图功能）
在利用Simulink进行动态系统仿真时，图形输出可以使设计者快速地对系统性能进行定性分析，故可大大缩短系统开发时间。 MATLAB的图形系统是面向对象的。 x与y必须具有相同长度 (2)plot(y)：输出以向量y元素序号m为横坐标，以向量y对应元素ym为纵坐标绘制的图形。 若省略'str'，则MATLAB自动为每条曲线选择颜色与线型。'str'选项中的部分参数如表所示。 str1'，x2，y2，z2'str2'，…)：用'str1'指定的方式，对x1，y1和z1进行绘图；用'str2'指定的方式，对x2，y2和z2进行绘图；如果省略'str'，则MATLAB自动选择颜色与线型 (5) hold：在hold on与hold off之间进行切换。 5、简单的子图命令 (1) subplot(m,n,p)：将图形窗口分成m行n列的子窗口，序号为p的子窗口为当前窗口。
4.6K10编辑于 2023-09-05 - 来自专栏工业科技1
建模仿真和数字孪生的关系
由于数字孪生与仿真的密切关系，使得仿真技术也受到空前的关注，如今，建模仿真技术的应用已经渗透到工业、农业、国防、经济、环境，甚至政治、社会、体育、文化娱乐等众多领域，在系统论证、试验、设计、分析、维护、 在制造领域，建模仿真是未来制造业最重要的核心技术之一。建模仿真技术已被用于产品制造的整个生命周期，涉及：设计、生产、测试、维护、报废等。 而最早使用数字孪生(Digital Twin, DT)一词的正式文献，是美国宇航局(National Aeronautics and Space Administration, NASA)于2010年发布的《建模 ，仿真，信息技术与处理路线图》。 因此，借鉴建模仿真领域的现有技术体系可以更全面地了解数字孪生的应用范围。 来自《从建模仿真看数字孪生》
1.5K40编辑于 2022-04-07
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