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摘要:混杂系统广泛存在于生产线、航天器推动、设备运行等过程中，针对其蕴含连续变量与离散事件的混杂特征，利用Matlab环境为各类混杂系统建模、仿真，对生产运行的可行性及安全保障都具有重要意义。本文以实际生产线及设备运行过程为实例，进行连续动态部分与离散事件驱动部分分析，分别用simulink常规模块建立连续部分模型，用 stateflow建立离散事件模型及相关逻辑控制；同时以混杂系统为例，给出了仿真参数设置及方法，经参数调整，得到最佳仿真效果，仿真结果验证了建模方法的可行性、有效性，以及其对混杂系统研究的指导意义。23205
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毕业论文关键词： 混杂系统；stateflow；建模；仿真
Simulation design of hybrid system based on stateflow
Abstract: Hybrid system widely exists in production line,process of spacecraft propulsion,and equipment running,etc.Considering its characteristics of containing both continuous variables and discrete events,we can establish models and simulate for all kinds of hybrid system under the Matlab environment.It is significant to insure the feasibility and security of production operation.Based on the specific applications of real production line and equipment operation process respectively,the continuous dynamic and discrete-event driven part are both analyzed,with simulink conventional modules establishing continuous part model and with the stateflow logic controlled discrete-event model as well.We then present simulations for both hybrid systems,and display the best effect of the simulation after the parameter adjustment.The simulation results show the feasibility and effectiveness of modeling method,and the significance for researching on hybrid system.
KeyWords: hybrid system; stateflow; modeling; simulation
目录
1 绪论 1
1.1 混杂系统概述 1
1.2 国内外混杂系统的研究现状 1
1.3 混杂系统研究的发展趋势及主要存在的问题 2
1.4 本课题的研究意义及解决的主要问题 2
2 混杂系统的理论研究 4
2.1 混杂系统的建模 4
2.1.1 基于DEDS建模方法 4
2.1.2 基于CVDS的建模方法 6
2.2 混杂系统的分析 6
2.2.1 混杂系统的稳定性 7
2.2.2 混杂系统的可达性 7
2.2.3 混杂系统的可行性 8
2.3 混杂系统的设计 8
2.4 混杂系统的验证 9
2.4.1 混杂系统的验证方法 9
3 混杂系统的仿真 11
3.1 利用Simulink工具箱实现连续部分的仿真 11
3.2利用Stateflow工具箱实现离散部分的仿真 12
4 混杂系统仿真实例 14
4.1 机床加工生产线混杂系统仿真实例 14
4.1.1 仿真实例描述 14
4.1.2 Simulink 与Stateflow的模型搭建 15
4.1.3 仿真结果 19
4.2 设备的风扇散热系统仿真实例 21
4.2.1仿真实例描述 21
4.2.2 Simulink 与Stateflow的模型搭建 22
4.2.3 仿真结果 28
5 结论 29
致 谢 30
参考文献 31
1 绪论
1.1 混杂系统概述
混杂系统是连续变量与离散事件驱动子系统相互交错、信息交换的动态系统，广泛存在于加工生产线、机器人控制、航天器推进系统及其他工业控制和国防领域中。随着控制理论、计算机科学、数学的飞速发展及完善，混杂系统的研究逐渐成为控制工程、计算机科学领域的研究热点，对于它的建模、仿真设计、验证的研究也备受重视。以往连续与离散部分是分别建模的，仅能依靠经验获取相应的控制规律，因而发展两者结合建模、仿真、分析的手段非常必要，以此满足对控制性能不断提升的迫切需求。