万博1manbetxSimulink则是建模动态系统的图形环境---即，系统随时间变化的。万博1manbetxSimulink中需要照顾的模拟，让你可以专注于工程。你可以用它来简单的事情型号---就像一个家温控器;或复杂的系统---像一个完全自主的车辆或手术机器人。

本视频将向您展示Simulink的基础知识，并让您了解在Simulink中工作万博1manbetx是什么样子的。请继续关注最后的内容，了解如何使用Simulink。万博1manbetx让我们开始吧!

在马萨诸塞州纳蒂克的MathWorks总部，有许多太阳能电池板用于发电。

这些嵌板面朝南，固定在适当的位置。这意味着，当太阳在中午直接照射到它们身上时，它们会产生更多的电力，而当太阳在一天的早晚方向东方或西方照射时，它们会产生更少的电力。

如果你有太阳能电池板，它可以转动来跟踪太阳，这样你就可以产生尽可能多的电能，那会怎么样?

在本视频中，我们将使用Simulink来设计一个跟万博1manbetx踪系统，使太阳能电池板与太阳保持一致。如果您想跟随我们构建模型，您可以使用下面的链接下载它。

物理系统由一个面板和一个电机组成。我们先做模型，然后添加一个控制器来跟踪太阳的位置。

一旦我们对设计满意，我们将测试它跟踪实际太阳数据的能力。

物理系统有两个主要组成部分。一些基本的物理，我们可以写出运动的每一个方程。让我们在面板第一款车型。

您可以通过单击MAT万博1manbetxLAB工具条中的Simulink按钮来启动Simulink。这将打开起始页面，您可以在其中创建新模型、查找示例，甚至查找基本培训。

我们开始我们从零开始的模式，所以我们选择空白模型。

万博1manbetxSimulink模型是由模块和信号建立起来。打开库浏览器来查看所有可用的块。要为面板的方程模型，我们将与积分块开始。

让我们点击并拖动一个积分器从库到我们的模型。

那么，为什么在Integrator块？那么，积分块接管时间的输入，并集成它。如果我们整合的加速，我们得到的速度。如果我们整合的速度，我们得到的位置。这是在Simulink模型微分方程的基础。万博1manbetx

我们的方程有加速度和速度项，所以我们至少需要一个积分器。我们再加一个来得到位置。

通过在块之间单击和拖动，我们用信号将块连接在一起。不要担心这些红线，我们马上把它们连起来。

给信号加上标签以保持组织是个好主意，因此我们将双击信号并输入一个名称。我们把这个命名为，代表加速度，然后代表速度，代表面板的位置。

接下来，我们对方程的右边进行建模。首先是扭矩项。

让我们用一个常量块。我们将与电机后替换此。

您可以双击一个块来更改它的参数——让我们将值更改为10。

我们需要做一个减法，所以我们也需要一个减法块。

阻尼项取决于面板的速度-，信号。我们可以通过右击和拖动将这个信号连接到减法块来转移这个信号。

别忘了还要乘以Kd。我们用增益块吧。

而不是硬编码增益值，我们也可以使用一个变量，甚至MATLAB代码。所以让我们只说增益的Kd。这红色框是在告诉我们的Kd尚未确定。所以点击三个点，并选择创建。我们给它的值是5，并将其存储在MATLAB的基本工作区。让我们来看看MATLAB，并且是的，可变的Kd已创建。

为了完成这个等式，我们需要除以惯性j，我们用另一个增益块来做。

但是，现在我们知道了块的名称，我们就可以在模型中双击并开始输入块名称。然后，使用下拉找到合适的块，然后回车。

我们将把增益设置为1/J，同样，让我们在基本工作区中定义变量J，其值为8.6。

让我们添加注释，以显示建模方程式---所以我们回来的时候给它以后，我们会很容易知道的公式是什么。

这应该是我们所需要的所有模型面板。但是为了检查是否一切正常，我们想要可视化一些信号。万博1manbetxSimulink有很多可视化工具。要快速检查信号，最简单的方法是使用范围块…并将其连接到我们想要查看的信号上。

让我们添加第二个范围看速度信号。

现在我们准备好模拟模型了。我们可以在模拟选项卡中设置模拟停止时间—但是，我们暂时将其设置为10。

要运行模拟，只需单击run按钮。模拟完成了，但是你们没有看到Simulink通过时间用数值解出了微分方程。万博1manbetx

双击范围查看发生了什么。

在位置范围，我们看到面板的角位置增加。

在速度范围内，速度从零开始并趋于平稳。

所以在恒定的扭矩下，面板开始转动，然后以固定的速度旋转。这是有道理的。

让我们快速地检查一下，看看如果我们改变扭矩的符号会发生什么。我们可以直接在块上编辑常数值!

重新运行……看起来不错——我们看到面板现在朝相反的方向旋转。

现在，我们有面板模型的工作，让我们的基块一起，以保持组织的事情。只需选择您要包括块---我们将离开恒块和作用域了现在---然后单击建模选项卡创建子系统。

现在所有这些块都包含在这个子系统中。我们把它命名为Panel。

您可以双击以查看子系统的内容。这些椭圆形的块是输入和输出——这是进出子系统的数据。让我们调整端口名称。

回到顶层……这是我们刚输入的端口名。

好的，我们还需要一个马达。还记得那个运动方程吗?我们可以用完全相同的方法来建模。

和. .我们有马达了!

我们将为电机提供一个电压来产生一个扭矩并移动面板。让我们看看发生了什么。我们可以看到，当电压施加到电机上时，面板会旋转——所以到目前为止一切看起来都很好!

好的，我们已经为面板和马达建模了。现在我们需要一个控制器来设置正确的电压，使面板跟踪太阳。

从我们的模型，我们知道那里的面板指向。而且，假设太阳在这里。

我们要在太阳面板指点，所以这两个角度之间的差异是错误。我们要补充的是将电压施加到电机，使该误差尽可能小的控制器。

如果太阳移动，控制器将做出相应的反应，以保持对着太阳的面板。

好，回到我们的Simulink模万博1manbetx型!

这里是面板的位置。为了得到误差，我们需要太阳的位置。当我们设计控制器时，我们会使用单位阶跃输入，这在控制设计中很常见。稍后我们将用一些实际的太阳位置数据来测试它。

现在来计算误差。我们将使用一个Sum块——它已经有了这种漂亮的圆形，在控制原理图中很常见。我们只需要改变第二个端口为负，而不是正。

接下来，我们需要一个控制器。有很多的选择，但常用的方法是某种形式的PID控制的---其代表比例/积分/微分，由于控制输出是误差，综合误差的一些功能，并且该衍生物的错误的。但我们并不需要建立所有的自己，我们只是增加一个PID控制器块。

我们将输入连接到错误信号，输出驱动电机。

你可以看到有很多方法来定制控制器。我们将切换到PI控制器——D项帮助响应快速变化，我们不需要这些变化，因为太阳在天空中稳定地移动。

有两个增益需要调整:一个用于比例项，一个用于积分项。这些都会影响控制器的响应。我们将比例增益设为240，积分增益设为180。

要了解如何控制执行，让我们使用相同的范围内同时显示太阳的位置和面板位置。请注意，一个新的端口会自动添加。

让我们运行这个模型，并在范围内添加一个图例，这样我们就可以区分信号了。让我们把位置线设为虚线。

我们可以看到，控制器过冲一点，然后稳定至1。参考值这是对我们的应用足够好。

我们设计了控制器。但是，它真的能跟踪太阳的运动吗?让我们看看当我们提供一些真实数据时它是如何运行的。

让我们将一些太阳位置数据加载到MATLAB的基本工作空间中。这个文件有两个变量:一个时间跨度为15小时的矢量，和一个太阳在每个时间点的位置矢量。

我们绘制它。

你可以看到太阳在东北方向从正北大约60度升起，在西北方向大约300度落下。

我们可以通过用INPORT更换步骤块把太阳位置数据到模型中。

我们需要选择要使用的数据。单击建模选项卡模型设置。然后导航到数据导入/导出窗格。

这里有很多设置——如果你有任何不确定的地方，只要右击并选择“这是什么”。这个输入选项是我们需要的。

在指定输入数据时，第一列应该总是time。之后，您可以为模型中的每个端口添加一个列向量。

因为我们现在有15个小时的数据，我们将改变模拟的停止时间。

让我们运行这个模型，我们可以看到它很好地跟踪了太阳的位置。

我们模拟了太阳能电池板系统，开发了一个控制器，并对系统进行了测试，以确保它能跟踪太阳的运动。而且，它看起来就像我们的设计作品!

但这仅仅是个开始。如果我们想让这些面板成为现实，我们可以将适当的设计规格纳入我们的模型。

我们可以引入其他工具，如Simscape来建模机械和电气系统，而不需要导出任何方程!有了Stateflow，我们可以添加一些逻辑，让太阳能电池板变得更智能，这样它们就能在一天结束的时候转回东方，如果情况发生变化，它们知道该怎么做。

然后，当我们准备好时，我们可以从模型中自动生成代码并将其直接部署到硬件上。

在这个过程的每一步，我们都可以不断地测试设计，以确保它没有错误并且符合规范。

以模型为中心的设计过程，可以解决各种设计问题。你也可以。

现在你已经在Simulink中的工作是什么感觉就像是，它的时间去学习它。万博1manbetx学习Simulink的最好的办法是与它的工作万博1manbetx。因此，启动Simulink万博1manbetx的匝道，它会教你的Simulink的基本交互。它是免费的，只需要几个小时。

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