如何从 Simulink 模型中获取传递函数到 Matlab答案

【问题标题】：How to get a transfer function from a Simulink model into Matlab如何从 Simulink 模型中获取传递函数到 Matlab
【发布时间】：2014-01-02 12:03:48
【问题描述】：

我想从 Simulnik 文件 model.mdl 中绘制一个传递函数，其中我使用了 From Workspace (simin) 和 To Workspace (simou) 模块从 Matlab 开始模拟。

现在问题来了。我根本找不到在 Matlab 中运行这个 Simulink 模型的方法。

这是我的代码；

sim('model');  


h=simout/simin;

[H,omega]=freqz(h);
%plot

我收到此错误；

Error evaluating parameter 'VariableName' in 'model/From
Workspace'

Caused by:
    Error using sigma (line 8)
    Undefined function or variable 'simin'.

我做错了什么？

这是我的模型：

非常感谢。

【问题讨论】：

标签： matlab simulink

【解决方案1】：

你真的知道传递函数吗？在 Simulink 中是否正确实现？然后错误表明您没有为 from 工作区块分配正确的变量名称，您只是保留了默认的VariableName。对于频率响应，您需要使用 tf 在 Simulink 外部定义传递函数，然后使用 bodeplot 绘制它。（看看这些答案的结尾）

但在我看来，您有一些 inputdata 和一些 outputdata，并且您想估计传递函数，最后得到该传递函数的频率响应。 Simulink 不需要这样做。找到传递函数后，您可以使用 Transfer function 块将其实现到 Simulink 中，使用 From Workspace 块输入模拟并使用 Scope 显示结果。但首先你需要传递函数。

假设您有变量inputdata 和outputdata，您首先需要创建一个传递函数数据集：

% prepare data for tftest, 100 is a random chosen sampling time
tfdata = iddata(data(:,1),data(:,2),100);

那么您可以使用tfest 来估计具有选定极数的传递函数：

N = 5;     % Number of poles
sys = tfest(tfdata,N);

你得到的频率响应，例如bodeplot:

bodeplot(sys)

您打算使用的函数FREQZ 仅用于数字滤波器，而不用于传递函数。

最后，您可以使用 Simulink 测试您的模型：

Transfer Fcn 块的分子是 sys.num{1}，分母是 sys.den{1}（以我为例）。

如果Scope 中显示的图表（请注意，您应该在范围设置中禁用“将数据点限制为最后 5000”）与您的outputdata 相似，则估计成功。

我为您的模型进行了测试：（固定步长求解器，无连续状态，0.0001 步长）。

然后是下面的代码：

tfdata = iddata(inputdata,outputdata,0.0001);
N = 5;
sys = tfest(tfdata,N);
bodeplot(sys)

sys =

  From input "u1" to output "y1":

  -2068 s^4 + 2.89e06 s^3 + 7.017e10 s^2 + 5.205e13 s - 8.931e15

  -------------------------------------------------------

  s^5 + 1.034e04 s^4 + 4.552e07 s^3 + 1.114e11 s^2  + 8.337e13 s + 8.931e15

和：

或将其转换为离散的：

sysd = c2d(sys,0.0001)

sysd =

  From input "u1" to output "y1":

  -0.0995 z^-1 + 0.4644 z^-2 - 0.7491 z^-3 + 0.5061 z^-4 - 0.1219 z^-5  

  -------------------------------------------------------

  1 - 4.042 z^-1 + 6.554 z^-2 - 5.332 z^-3 + 2.176 z^-4  - 0.3556 z^-5

我帮不了你了，反正这是一个家庭作业，对吧？所以剩下的就看你了。老实说，手动计算！会更准确！

【讨论】：

感谢您的广泛回复，但我认为我们误解了。我的 simulink 模型包含一堆 1/z 单位延迟、总和和增益。所以基本上我有一个数字滤波器，我需要绘制这个滤波器的传递函数。所以问题是如何从 Matlab 中运行 Simulink model.mdl，然后绘制传递函数（这很容易）。谢谢
但是数字滤波器是如何定义的？为什么不能只使用这个过滤器的属性并用FREQZ 绘制传递函数？你需要 Simin/Simout 做什么？还是您想要整个模型的传递函数？然后，您需要使用tfest 阅读我在回答中所写的内容。如果您使用模型的一些屏幕截图来扩展您的问题，这将有所帮助。而不是那些非常明显且易于修复的错误。
我只得到了 Simulink 方案。我还在我的第一篇文章中添加了我的模型的屏幕截图。是的，我想要整个模型的传递函数。我还应该使用 tfest 吗？
我会手动计算。然后用tfest 的结果进行检查。我不知道您是否会遇到麻烦，因为它是离散模型模型。 tfest 将返回一个时间连续传递函数，但您可以稍后对其进行转换。我会在几分钟后编辑我的答案。
非常感谢您的努力。效果很好！

【解决方案2】：

嗯，错误消息应该是不言自明的：您还没有在基础工作区中定义变量simin。定义它（作为时间的函数），然后您的模型将运行。

顺便说一句，从 Simulink 模型中获取传递函数的更好方法是使用 dlinmod，正如其他人已经指出的那样，或者如果您有 Simulink Control Design，则使用 linearize。您的方法容易产生噪音并且不是很健壮。它还依赖于您的输入具有所有感兴趣的频率分量，这不太可能。 Simulink Control Design 还提供frestimate 来估计模型的频率响应函数。

【讨论】：

【解决方案3】：

看看dlinmod：提取工作点周围的离散时间线性状态空间模型（来自Simulink 模型）。

【讨论】：