Matlabsimulink+FlightGear联合仿真
MATLAB使用详解SIMULINK高级仿真技术
10.2.1 Parameters标签页
• 子系统封装的目的之一就是提供一个友好的参数设置界面。 用户无需了解子系统内部结构，只需输入参数就可以对系 统进行设计和仿真。只有使用了子系统编辑器中的 Parameters标签页进行了参数设置，才算是真正意义上的 完成可封装，从而使得封装之后，双击模块能够出现与 SIMULINK模块库中模块一样的参数设置界面。
数环问难。 • 对代数环采取代数约束。 • 切断模型中的代数环。
10.7 S-函数（系统函数）的创建和使用
• SIMULINK为用户提供了许多内置模块库，诸如连 续模块库（Continous）、离散系统模块库 （Discontinous）等，用户通过使用这些系统提 供的模块即可构建模型。但在实际问题中，很多 情况下，这些系统模型对于构建模型显得很有限， 这时就需要一些特殊的模块，他们由基本模块构 成，是调试
• 如同诸多系统设置平台一样，SIMULINK也具有界 面友好、功能强大的调试功能。SIMULINK提供了 一个图形化的调试界面，简化了调试操作。 simulink调试器是一个定位和诊断模型错误的工 具．通过SIMULINK调试工具，用户可以采用多种 方式对模型进行调试，发现其中可能存在的问题 并加以修改，从而使得用户的模型设计、仿真、 分析更加快速、便捷。
10.5.2 线性化的方法
• 有这样一种通用的解决问题的办法，那就是复杂 问题简单化，未知问题已知化。非线性问题也是 如此，常用的方法是通过一定的方式将其线性化， 得到线性化模型之后，就利用成熟的线性分析方 法来研究非线性问题。
Matlab系列之Simulink仿真教程
交互式仿真
Simulink支持交互式 仿真，用户可以在仿 真运行过程中进行实 时的分析和调试。
可扩展性
Simulink具有开放式 架构，可以与其他 MATLAB工具箱无缝 集成，从而扩展其功 能。
Simulink的应用领域
指数运算模块
用于实现信号的指数运算。
减法器
用于实现两个信号的减法 运算。
除法器
用于实现两个信号的除法 运算。
对数运算模块
用于实现信号的对数运算。
输出模块
模拟输出模块
用于将模拟信号输出 到外部设备或传感器。
数字输出模块
用于将数字信号输出 到外部设备或传感器。
频谱分析仪
用于分析信号的频谱 特性。
波形显示器
控制工程
Simulink在控制工程领域 中应用广泛，可用于设计 和分析各种控制系统。
信号处理
Simulink中的信号处理模 块可用于实现各种信号处 理算法，如滤波器设计、 频谱分析等。
通信系统
Simulink可以用于设计和 仿真通信系统，如调制解 调、信道编码等。
图像处理
Simulink中的图像处理模 块可用于实现各种图像处 理算法，如图像滤波、边 缘检测等。
用于将时域信号转换为频域信号，如傅里叶变换、 拉普拉斯变换等。
03 时域变换模块
用于将频域信号转换为时域信号，如逆傅里叶变 换、逆拉普拉斯变换等。
04
仿真过程设置
仿真时间的设置
仿真起始时间
设置仿真的起始时间，通 常为0秒。
步长模式
选择固定步长或变步长模 式，以满足不同的仿真需 求。
基于Matlab-Simulink的飞行器全数字仿真平台的设计
基于Matlab/Simulink的飞行器全数字仿真平台的设计摘要：针对飞行仿真的研究通常会忽略仿真模型或平台的通用性、可重性及互操作性等问题，采用对所设计仿真平台的功能进行详细划分和描述，构建总体仿真系统框架的措施来解决这些问题。
首先，在matlab环境下建立飞行器全数字仿真平台，利用该平台可以进行动力学分析、飞行控制系统设计及航迹规划等不同任务。
其次，利用matlab 提供的gui 接口实现人机交互界面的设计的设计。
所设计平台模块的划分相对独立，人机交互界面可修改飞行器的相关信息，具有较强的通用性。
关键词：matlab/simulink gui 飞行控制数字仿真仿真平台中图分类号：v274 文献标识码：a 文章编号：1674-098x（2013）02（c）-00-01飞行器可以被应用于运输、救生、对地观测、空中预警以及通讯中继，因此其在军事和民事领域中都有很大的应用前景。
因此对飞行器进行仿真分析很有必要，同时仿真也是对飞行器的动力学特性分析、控制律设计等工作的重要手段。
matlab作为一种面向科学计算、可视化以及交互式程序设计软件。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真集于一身，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案。
simulink是matlab提供的仿真工具，可以方便地进行动态系统建模、仿真、分析等。
该文基于matlab gui建立飞行器的全数字仿真平台。
利用该平台可以快速地进行用飞行器的全数字仿真，根据参数设置的不同进行航迹规划、实时状态参数显示和仿真结果显示等仿真工作。
1 仿真系统框架设计仿真系统可分为导航和控制模块、执行模块、飞行器动力学模块和人机交互界面模块。
其中导航控制模块又分为航迹规划模块、接受指令模块、飞行管理系统、导航系统及控制系统五个子模块，导航子模块把飞行器的状态信息传给飞行管理系统，飞行管理系统根据航迹规划的要求处理后给出模态控制信号从而控制着飞行器的飞行，执行模块由舵机模型组成。
基于FlightGear的虚拟现实应用
基于FlightGear的虚拟现实应用展开全文1.FlightGear简介FlightGear[1]飞行模拟器于1997年建立，是一个开放源代码、多平台、合作的飞行模拟发展项目。
该项目是由于对收费飞行模拟游戏不满而开发的飞行模拟游戏。
遵从GPL许可，因此可以免费获得并且可以自己修改源代码。
FlightGear项目的目标是创建一个先进的可用于科研或者学术的环境并且可以开发和验证其他飞行仿真的方案，同时可以作为用户的最终应用程序端的飞行模拟器框架。
2.基于FlightGear的虚拟现实显示应用方案2.1. 基于Matlab/Simulink与FlightGear的联合仿真基于Matlab/Simulink与FlightGear的联合仿真是采用Matlab/Simulink构建飞行的动力学仿真模型，并采用FlightGear进行三维虚拟现实显示的仿真方法。
现有的基于Matlab/Simulink的仿真程序已经基本构建完成[2]，其采用的虚拟现实显示方案是利用VRML。
相对于FlightGear来说，采用VRML作为虚拟现实显示端的有点是资源占用少。
但其缺点也是显著的：一方面开发难度大。
采用Matlab提供的VRML接口其场景比较少同时比较简单，若想更加真实的模拟实际情况就需要大量地建立模型。
VRML是一种标记性的语言，本身无法进行建模，必须在三维软件中建模然后转换为VRML格式，这之间就有兼容性的问题。
另一方面显示效果不如FlightGear真实和细腻，同时其源代码是开放的，可以通过网络驱动，接口方面Matlab 有相应的模块，开发难度主要集中在飞艇模型的建立上。
FlightGear 本身支持部分3D软件，使得这部分的工作量也不是很大。
目前采用Matlab/Simulink与FlightGear联合仿真的工作已经初步完成，建立的某飞行器的动力学仿真系统如图所示。
FlightGear的虚拟显示平台与Matlab的仿真平台可以在同一台机器上运行，也可以在局域网不同的机器上分别运行。
MATLAB的SIMULINK仿真
3．2 模型的创建和模型文件（续1）
3．2．2 SIMULINK 模型的创建 创建模型文件； 选择对象； 模块的操作； 连线的操作； 对模型的注释； 创建子系统； 仿真的配置 ； 保存模型； 仿真和结果分析。
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3．2 模型的创建和模型文件（续2）
3．2．3 SIMULINK 模型文件 SIMULINK 除了可以通过图形界面设计模块外 ，也可以 通过直接编写 mdl 文件来设计仿真模型图。 一个有输入和输出的图形界面设计模块。
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3．5．1 用封装的办法创建模块
1。封装模块功能 例3_5_1：封装线性方程 y=mx+b 的模型。 （ M3_ex3_5_1.mdl） 在 SIMULINK 中产生线性方程 y=mx+b 的模型，并生成 mx+b 子系统。 子系统mx+b 包含了一个Gain模块，命名为Slope，其增 益常数为m；一个Constant模块，命名为Intercept，其常数 值参数指定为b。这些参数代表一条直线的斜率和截距。 封装该子系统产生一个用户对话框和图标。对话框包含对 斜率和截距的提示。 用户向封装对话框输入 Slope和 Intercept 的值。封装将这 些封装参数映射给底层模块。
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3．3 仿真运行（续2）
3．3．4 综合算例 （M3_ex3_3_1.m）
x1 x1 2 x 2 2 4 例3_3_1：求非线性系统 的相平面轨迹、 x 2 2 x1 x 2
平衡点，并进行稳定性分析。 本例演示：（A）SIMULINK模型和MATLAB指令的配合使用。 （B）sim , simset , trim 指令的应用。 （C）二阶系统相轨迹的精良图形。
Matlab教程-simulink仿真
1990年MathWorks公司为MATLAB增加了用于建立系统框图和 仿真的环境 1992年公司将该软件改名为SIMULINK
Simulink可以搭建:
(1)通信系统物理层和数据链路层; (2)动力学系统; (3)控制系统; (4)数字信号处理系统; (5)电力系统; (6)生物系统; (7)金融系统等.
主要用来设置Simulink与 MATLAB工作空间交换 数值的有关选项.
Load from workspace (从工作空间载入数据) Save to workspace(将输 出保存到工作空间) Save options(保存选 项).
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3.诊断选项(Diagnostics)
用于设置系统对仿真过 程中,可能会出现一些非正 常事件做出何种反应,有以 下几种:
第六讲 Simulink仿真
1
本章目标
了解Simulink基本模块的性质 掌握系统仿真的方法
2
主要内容
6.1 Simulink与系统仿真 6.2 Simulink的使用 6.3 Simulink的基本模块 6.4 功能模块的处理 6.5 设置仿真参数 6.6 观察Simulink的仿真结果
3
6.1 Simulink与系统仿真
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扩展阅读
6.7自定义功能模块
根据用户自己的需要加工所需的功能模块
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例6-2 演示
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应用举例
例6-3 仿真计算y(t)=sin(t)-sin(2t). 解题步骤:
(1)运行Simulink并新建一个模型窗口 (2)将所需模块添加到模型中 (3)编辑模块组成模型 (4)进行系统仿真参数设置 (5)进行系统仿真 (6)观察系统仿真结果
matlab simulink仿真
③设置模块参数并进行连接各模块组成仿
真系统。双击Fcn模块，打开对话框，在 Expression栏中输入u*log(1+u)，如下图 所示。其余模块参数不用设置。 设置模块参数后，用线将各模块连接起来 组成仿真模型，如下图
④设置系统仿真参数。单击模型窗口中的 Simulation菜单中的Simulation Parameters选项，打开仿真参数设置对话 框，选择Solver选项。在Start time和Stop time两个框中分别设置起始为0，停止为1s。 把算法选择中的Type设为Fixed-step，并 在具体算法选择框中选择ode5(DormandPrince)，再把Fixed step size设为0.001s。 （固定步长）
Simulink模块库简介
• 在Matlab的命令窗口中键入Simulink或 在Matlab的工具栏中单击 按钮 ， 可以打开Simulink的模块库，其界面又 称为模块库浏览器。
模 块 库
信 号 源 模 块 组
Sources
连 续 模 块 组
Continuous
离 散 模 块 组
Discrete
Simulink模型举例
• 例1 设系统的微分方程为：
x1 x 2 t 0 .5 t x2 x2 e
• 试建立系统仿真模型。
• 微分方程中的系统是时间t的函数，t由信号 源模块库(Sources)中的时钟模块(Clock)提 供，用数学运算模块库(Math Operation)中 的数学函数模块(Math Function)产生，再配 合以Sources库中的常数模块(Constant)、 Math Operations库中的乘积模块(Product) 和连续系统模块库(Continuous)中的积分模 块(Integrator)等，就可以建立系统模型。关 于输出可以用输出模块库(Sinks)中的输出端 口模块(Out)，也可以用Scope模块等等。
基于Simulink和FlightGear的飞行器可视化飞行仿真
假设保证 了可以应用牛顿运动定律来进行分析 。 飞行器的运动可 以用六个 自由度来表示（ 三个方 向
的平 移和三个方 向的转动 ） 。 飞行 器的动力学特性可 以
由它 的位置 、 方 向、 速度 、 角速度 的变化来描述 。 Ｐ Ｅ ＝ （ ｘ
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４ 一ｏ ４ —１ ７ 作者简介 ： 张勇（ １ ９ ７ ８ 一） ， 男， 包头职业技术学院电气工程 系讲师， 主要研 究方 向： 机械 电子工程。
不仅具有强大迹姿态等仿真数据通过数据发送和接收模块进行实flightgear真实的飞行仿真功能而且具有开放式的程序构架和时传递驱动flightgear可视化引擎实现飞行仿真中预留的外部数据输入输出接口因此也赢得了专业飞行姿态和飞行环境的三维实时可视化显示
中国 ・ 包头
职 大 学 报
２ ０ １ ４年 第 ４期
值， 开始进行运算 ： ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ｖ ｏ ｉ ｄ ｍｄ ｌ Ｄ ｅ ｒ ｉ ｖ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｓ （ Ｓ ｉ ｍ Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｓ １ 连续变量 求微分 ， 飞行器气动方程的求解在这一部分完成 。
度； ＝
尸 方向向量可以由表示 ， 表示滚转角， Ｏ 表
李亮 （ １ ９ ７ ６ 一） ， 男， 内蒙 古科 大 工程 项 目管理 有 限 责任 公 司工程 师 ， 主要 研 究方 向 ： 机 械 电子工 程 。 １ ０ ０
表示 了在 地 面坐标 系 中的位 置 向量 ； ＝ ｚ ， ， 厂 是速 度 向量 ， ｕ 是纵 向速 度 ， 是 侧 向速度 ， Ｗ是法 向速
体 飞行仿 真模型 。 示例 表 明， 利 用Ｆ ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ Ｇ ｅ ａ ｒ 模拟 器可 实现 由ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ 搭 建的 飞行视 景仿 真。
MATLABSIMULINK仿真.ppt
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认识Simulink
SIMULINK仿真 2．Simulink的退出 为了退出Simulink，只要关闭所有模型编辑窗口和 Simulink模块库浏览器窗口即可。
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教学内容
SIMULINK仿真
1 认识Simulink 2 Simulink的基本模块 3 Simulink的模块操作 4 仿真模型的参数设置
信号与系统 模块库
数学运算 函数与表
模块库
模块库
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Simulink的基本模块
1. SIMULINK仿真 输入源模块库
模块
In1 Ground From File From Workspace Constant Signal Generator Pulse Generator Ramp Sine Wave Step Repeating S Chirp Signal Random Number Uniform R N Band-limited N Clock Digital Clock
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认识Simulink
SIMULINK仿真 1.2 Simulink的启动与退出 1．Simulink的启动
在MATLAB窗口的工具栏中单击 在命令窗口中输入命令：
>>simulink
图标
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认识Simulink
SIMULINK仿真 1.2 Simulink的启动与退出 1．Simulink的启动
功能
创建输入端 接地 从文件读数据 从工作空间读数据 常数 信号发生器 脉冲发生器 斜波 正弦波 阶跃信号 重复序列 快速正弦扫描 随机信号 均匀随机信号 带限白噪声 当时时间 数字时钟
Matlab-Simulink仿真教程说课讲解
第九章 Simulink动态仿真
a) 启动Simulink ① 用鼠标右键点击Simulink菜单项，则弹出一菜单条，点击该菜单 条即弹出该子库的标准模块窗口.如单击左图中的【Sinks】,出现 “Open the ‘Sinks’Library”菜单条，单击该菜单条，则弹出右图所 示的该子库的标准模块窗口。
2. Sinks 库
该库包含了显示和写模块输出的 模块。双击 即弹出该库的模 块图：
①
：数字表，显示指定模
块的输出数值。
②
：X-Y绘图仪用同一图形窗
口，显示X-Y坐标的图形(需先在
参数对话框中设置每个坐标的变
化范围)，当X、Y分别为正、余
弦信号时，其显示图形如下：
第九章 Simulink动态仿真
仿真技术
➢ 本章主要介绍Simulink的基本功能和基本操作方法，并 通过举例介绍如何利用Simulink进行系统建模和仿真。
仿真技术
第九章 Simulink动态仿真
第九章 Simulink动态仿真
9.1 Simulink 基本操作 利用Simulink进行系统仿真的步骤是： ① 启动Simulink，打开Simulink模块库 ② 打开空白模型窗口； ③ 建立Smulink仿真模型； ④ 设置仿真参数，进行仿真； ⑤ 输出仿真结果。
第九章 Simulink动态仿真
仿真技术
仿真技术
第九章 Simulink动态仿真
9.1.2 建立Simulink仿真模型
f) 模块的连接
模块之间的连接是用连接线将一个模块的输出端与另一模块 的输入端连接起来；也可用分支线把一个模块的输出端与几 个模块的输入端连接起来。
连接线生成是将鼠标置于某模块的输出端口(显一个十字光 标) ，按下鼠标左键拖动鼠标置另一模块的输入端口即可。 分支线则是将鼠标置于分支点，按下鼠标右键，其余同上。
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【转】FlightGear之路（二）：Matlab/simulink+FlightGear联合仿真
2011-09-15 16:12
转载自keyflying
最终编辑keyflying
FlightGear给我们提供了完美的飞行仿真虚拟现实平台。
而Matlab/Simulink给我们提供了简单方便的飞行控制系统联合仿真。
这样，一个简单而方便的系统就搭建成了。
说上去容易。
干上去其实也容易。
不知道你的matlab版本，但是simulink里的aerospace工具箱是要有的。
在matlab下输入asbhl20回车，看看人家的demo是怎么用的吧（什么？asbhl20以后没反应？更新你的matlab或者安装aerospace工具箱吧，我这里是matlab2007a，以前用matlab7.3的时候也可以）。
不要着急运行。
看到蓝色的模块Generate Run Script(if FG is installed)了么？双击，设置一下你的flightgear。
设置好目录、飞行器、机场等等以后，点Generate Script，生成bat文件。
若在本机运行flightgear，则在matlab下输入dos('fgrun.bat')，回车。
若在其他机器上运行flightgear，则将该bat文件拷到该机器上，在命令行中运行。
不在本地机上运行flightgear时，还需在simulink中设置该机器的的IP。
双击toFlightgear模块，再双击右端Send net_fdm Packet to FlightGear，输入目标机的IP。
记得打开flightgear。
then，go~。