第6章simulink模块库介绍.pptVIP

第六章 simulink模块库介绍;6.1常用模块库; 常用模块库包括：Bus creator（总线信号产生器）,commonly bus selector（常用总线信号选择器）,constant（常数模块）,data type conversation（数据类型转换）,demux（信号分离器）,mux（信号合成器）,gain（增益）等。;1、总线信号生成与总线信号选择模块;图 2;图 5;2、信号合成与信号分离模块;图 7;3、数据类型转换模块;4、积分模块;图 10;5、离散时间积分模块;图 11;图 12;6、乘法与加法模块;7、关系操作及逻辑操作模块;图 13;例：此系统可用如下方程表示 系统的输出只与当前的输入值有关，而且随着仿真时间的继续在两个不同的代数方程之间切换。;图 14;;;图 16;8、增益、输入、输出及终端模块;6.2连续系统模块库;图 17;连续模块组;图18所示为弹簧—质量—阻尼器系统。图中，小车所受外力为F，小车位移为x。设小车质量为m=1，弹簧弹性系数k=3，阻尼系数f=4。设系统的初始状态设为静止平衡点 外力函数为幅值等于1的阶跃量，仿真此小车的运动。;解法1： 构建常微分方程;利用积分模块构建simulink模块 ;图 20;解法2： 利用传递函数;图 21;解法3：零——极点表达式;图 22;解法4：状态方程;图 23;例 蹦极跳系统 按照物理规律，自由下落的物体满足牛顿运动定律：F = ma。在这个系统中，假设绳子的弹性系数为k，它的拉伸影响系统的动力响应。如果定义绳索下端的初始位置为0位置，x为拉伸位置，那么用b(x)表示绳子的张力，这个影响可以表示为; 设m为人的质量，g是重力加速度，a1、a2是空气阻尼系数，则系统方程可以表示为 在MATLAB中建立这个方程的Simulink模型，这里需要使用两个积分器，因为方程中包含的导数的最高阶数为2，一旦x及其导数模型建立完毕，则可以使用一个增益模块(Gain模块)表示空气阻力比例系数，并使用Function模块表示空气阻力中的非线性部分。因为b(x)是通过门槛为0的x条件式确定的，所以这里使用一个Switch模块来实现判断条件。最终的系统Simulink模型方块图如图24 所示。;图 24;图 25;6.3非连续系统模块库;1、saturation（饱和度）模块 该模块对一个信号设定上下限。当输入在lower limit和upper limit范围内变化时，输入信号无变化输出。若输入信号超出范围，则信号被限幅（值为上限或下限）。;2、dead zone（死区模块） 模块的输出取决于输入和截止区的大小： （1）若输入落在截止区内，则输出为0 （2）若输入大于或等于上限值，则输出等于输入减去上限值。 （3）若输入小于或等于上限值，则输出等于输入减去下限值。 ;3、wrap to zero（限零）模块 当输入信号超过threshold参数限定值时，模块产生零输出；当输入信号小于或等于限定值时，输入信号无变化输出。;4、backlash（磁滞回环）模块 该系统可以在三种模式之一： Disengaged —在这种模式下，输入不驱动输出，输出保持不变。 Engaged in a positive direction —在这种模式下，输入增加（具有正斜率），输出等于输入减去死区宽度的一半。 Engaged in a negative direction —在这种模式下，输入降低（具有负斜率），输出等于输入加上死区宽度的一半。 ; Backlash块好似两个齿啮合 下面这张图说明当输入在死区宽度内，输入不驱动输出，即处于disengaged模式。 第二张图说明输入到达边界时，进入Engaged in a positive direction 模式。; 最后一张图说明，当进入engaged 模式时，输入如何影响输出。; 上图中backlash模块使用默认设置：deadband width=1，初始输出为0.;5、继电器(relay)模块 在两个值中轮流输出。当模块状态为on时，此状态一直保持直到输入下降到比swich off point参数值小；若为off，此状态一直保持直到输入超过swich on point参数值。 ;6.4离散系统模块库;1、unit delay（单位延迟)模块 该模块延迟一个采样周期。 2、integer delay（整数延迟）模块 该模块将输入延迟N个采样周期，N为自然数。;例：人口的动