Simulink风速仿真模型

Question

用Simulink搭建不同类别的风速仿真模型，在将其组合，仿真出组合风速模型

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

在Matlab中使用Simulink构建风速仿真模型的过程分为几个步骤：定义输入信号、创建风速模型模块、组合不同类型的风速模型以及设置仿真参数。以下是详细的步骤和代码示例。

1. 定义输入信号 首先，我们需要一个时间向量作为风速变化的参考。这可以通过Time Scope模块实现，它会显示随时间变化的信号。

% 创建时间向量
T = 0:0.1:10; % 时间范围从0到10秒，步长为0.1秒
timeScope = Simulink.SimulationInput('Time Scope');
timeScope.addSignal(T, 'Time');

2. 创建风速模型模块 对于不同的风速类别，我们可以分别创建模型。这里我们简要描述两种风速模型：平稳风速和随机风速。

平稳风速模型：

% 平稳风速源
constantWindSpeed = Simulink.Constant;
constantWindSpeed.Value = 10; % 风速值（例如10m/s）

% 连接至Time Scope
constWindToScope = Simulink.Connect(constantWindSpeed.OutputPort, timeScope.InputPort(1));

随机风速模型：

% 创建随机数源
randomWindSource = Simulink.RandomNumberSource;

% 设置随机数类型和分布
randomWindSource.RandStream = 'mt19937ar';
randomWindSource.RandType = 'Uniform';
randomWindSource.Min = 5; % 最小风速
randomWindSource.Max = 20; % 最大风速

% 连接至Time Scope
randWindToScope = Simulink.Connect(randomWindSource.OutputPort, timeScope.InputPort(2));

3. 组合不同类型的风速模型 可以使用Switch模块根据需要切换不同的风速模型。在这个例子中，我们将创建两个子系统，每个代表一种风速模型，并通过开关控制它们的输出。

switchBlock = Simulink.Switch;
switchBlock.InputPort(1).Name = 'Wind Model Selection';

windModel1 = Simulink.SubSystem('Wind Model 1'); % 平稳风速
windModel1.addBlocks(constantWindSpeed);
windModel1.addConnections(constWindToScope);

windModel2 = Simulink.SubSystem('Wind Model 2'); % 随机风速
windModel2.addBlocks(randomWindSource);
windModel2.addConnections(randWindToScope);

switchBlock.InputPort(2).SrcBlockPath = windModel1.BlockPath; % 将平稳风速设为默认
switchBlock.InputPort(3).SrcBlockPath = windModel2.BlockPath; 

windSelection = Simulink.Connect('Wind Model Selection', switchBlock.InputPort(1));

4. 设置仿真参数

simulator = Simulink.SimulateOptions();
simulator.StopTime = max(T); % 设置仿真结束时间为最大时间点
simulator.SaveOutputFormat = 'timeseries'; % 输出结果格式为时间序列
simulator.ResultsToSave = {'Time Scope'}; % 保存Time Scope的结果

% 执行仿真
results = Simulink.sim('YourTopLevelModel', simulator);

5. 查看结果 在仿真的结果中，你可以看到Time Scope中的两个曲线，分别对应平稳风速和随机风速的仿真数据。

注意：上述代码是基于Matlab命令行编写，而不是在GUI环境中。如果你更喜欢使用图形界面，可以按照上述逻辑手动创建相应的模块并连接起来。确保将所有块放入同一个顶层模型文件中，并正确命名和组织它们。

为了更好地理解，你需要在Matlab的Command Window中运行这些代码，同时在Simulink环境中创建对应的模型。如果你没有实际的硬件设备，这个仿真模型可能不会产生视觉上的效果，但会在Command Window中显示结果数据，或者在Data Browser中查看仿真结果。