中设计系统动态仿真模块
基于模型的设计范式以物理组件和系统的模型为中心，作为设计、测试和实现活动的基础。本教程将设计好的组件添加到现有的系统模型中。
开放系统模型
该模型是一个平面机器人，可以在两个轮子的帮助下移动或旋转，类似于家庭吸尘机器人。在MATLAB®命令行中输入打开模型:
open_system (“system_model.slx”）
本教程分析该系统并为其添加功能。
确定设计组件和设计目标
明确设计目标是完成设计任务的关键第一步。即使是一个简单的系统，也可能存在多个甚至相互竞争的设计目标。考虑示例模型的以下目标:
设计一个控制器，改变输入的力，使车轮以所需的速度转动。
设计输入，使设备在预定的路径上移动。
设计一个传感器和控制器，使设备遵循一条直线。
设计一个规划算法，使设备在避开障碍物的情况下，尽可能使用最短路径到达某一点。
设计一个传感器和算法，使设备在避开障碍物的同时移动到特定区域。
本教程设计了一个警报系统。你要确定传感器的参数，它可以测量距离障碍物的距离。一个完美的传感器可以精确地测量与障碍物的距离。警报系统以固定的间隔对这些测量进行采样，以便输出总是在测量值的0.05米内。该系统及时发出警报，使机器人在撞上障碍物前停下来。
通过仿真分析系统行为
新组件的设计需要分析机器人的线性运动，以确定:
当轮子的动力被切断时，机器人能以最高速度走多远
机器人的最高速度
用一个开始运动的力输入运行模型，等待直到机器人达到稳定的速度，然后将输入力设置为零:
在模型中，双击input子系统。
删除现有的步骤输入并添加脉冲发生器块。
设置参数脉冲发生器布洛克:
振幅:
1期:
20.脉冲宽度:
15
这些参数的设计是为了确保达到最高速度。您可以更改参数以查看其效果。
运行模型20秒。
第一个范围表明，当电源被切断时，速度迅速开始下降3.．然后速度渐近地接近零，但并不完全达到零。这是建模的一个局限性;无外力的低速动力学需要更复杂的表示。然而，对于这里的目标，我们可以做出近似。放大位置信号。
在时间3.时，机器人位置约为0.55 m。模拟结束时，位置小于0.71 m。可以肯定地说，在切断电源后，机器人的飞行距离不到0.16米。
要找到最高速度:
放大速度输出的稳定区域，从1秒到3秒。
再次单击缩放按钮离开缩放模式。单击光标测量按钮
．将第二个光标设置到速度曲线平坦的区域。
的价值列中的光标测量面板显示机器人的最高速度为0.183 m/s。为了计算机器人移动0.05 m所需的时间，用0.05 m除以0.183 m/s。你得到0.27秒。
设计部件并验证设计
传感器设计包括以下组件:
测量机器人和障碍物之间的距离——这个例子假设测量是完美的。
警报系统测量距离的时间间隔—为了保持测量误差小于0.05 m，该采样间隔必须小于0.27秒。使用0.25秒。
传感器产生警报的距离——分析表明，减速必须从距离障碍物0.16米开始。实际的警报距离还必须考虑到离散测量的误差，0.05米。
添加设计组件
构建传感器:
使用如下所示的端口创建一个子系统。
构建距离测量子系统。在Sensor模型块中，使用减去，数学函数与函数
^ 2级，总和,√6如图所示。注意输入端口的重新排序。
模型抽样。添加一个零级举行块从Discrete库到子系统，并设置样品时间参数
０．２５．对警报逻辑建模。添加一个比较常量块，并设置参数:
操作符：
< =恒定值：
0.21输出数据类型：
布尔
此逻辑块将其输出设置为
1当它的输入小于等于0.21．完成块的连接。
验证设计
用障碍物位置测试设计X = 0.65, y = 0使用常数块作为传感器模型子系统的输入。该测试在X方向上验证设计功能。您可以为不同的路径创建类似的测试。该模型只生成警报。它不能控制机器人。
设置障碍物的位置。添加两个常数源码库中的块将常量值设置为
0.65而且0．将机器人的位置输出连接到传感器的输入。向Alert输出添加一个作用域。
运行模型。
注意，警报状态变为1一旦位置在距离障碍物位置0.21 m范围内，且满足该组件的设计要求。
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