我是靠谱客的博主 无聊睫毛膏,这篇文章主要介绍Simulink仿真状态空间中状态变量时域响应起因微分方程组总结,现在分享给大家,希望可以做个参考。

起因

今天老师留了一道关于状态空间变量响应的题,于是想用simulink仿真,一开始使用state-space模块,但是发现它只能输出y,没办法显示状态变量的变化情况。然而状态变量之间的关系都可以表示为一阶微分方程组,因此我们考虑在Simulink中搭建微分方程组来求解这个问题。

微分方程组

x 1 ˙ = x 2 x 2 ˙ = − 4 x 1 − 5 x 2 + 1 (1) dot{x_1}=x_2\ dot{x_2}=-4x_1-5x_2+1tag{1} x1˙=x2x2˙=4x15x2+1(1)

第一种搭建方法

这种方法对每个变量都引入一个积分环节,积分环节之后就是该变量,积分环节之前就是该变量的导数,因此就可以做对应连线。
在这里插入图片描述
将我们想观察的信号线选中并标注上如图所示的“wifi”信号,进行仿真,结束后点击这个信号亦或是点击
在这里插入图片描述
进入信号界面。
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上面两条曲线就是对应状态变量的时域响应曲线。

第二种搭建方法

simulink中很多模块是支持向量输入输出的,我们利用好这一特性可以简化布局和连线,在这里我们使用了Fcn模块,该模块使用u(1)、u(2)来表示输入,如图所示:
在这里插入图片描述
两根输入线代表两个状态变量,经过函数块运算输出后经过信号合成变为一个向量输入积分器,积分器输出直接是一个向量,可以直接连接在Fcn的两个输入,不需要使用信号分离器。如图所示,结果和第一种方法一致:
在这里插入图片描述

总结

Simulink仿真微分方程组最重要的一个思想就是积分器,积分器输入前信号为一阶导数,输出为信号本身,每一个状态变量如果都有这两个信息就能构建出状态空间表达式,从而完成对状态变量的仿真。

最后

以上就是无聊睫毛膏最近收集整理的关于Simulink仿真状态空间中状态变量时域响应起因微分方程组总结的全部内容,更多相关Simulink仿真状态空间中状态变量时域响应起因微分方程组总结内容请搜索靠谱客的其他文章。

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