[小学教育]第9章 MATLAB的仿真集成环境-Simulink.pptVIP

MATLAB与控制系统仿真 第9章　 MATLAB的仿真集成环境 Simulink 引言 Simulink是MATLAB里的一个实现动态系统建模、仿真与分析的仿真集成环境软件工具包，是控制系统计算与仿真最先进的高效工具。 本章首先对Simulink环境介绍，对功能模块做了说明，并给出一些示例。对如何建立子系统与模块封装、如何编写S函数也做了介绍。 主要内容 9.1 Simulink概述 9.2 Simulink的基本界面操作 9.3 Simulink的功能模块及其操作 9.3.1 Simulink的功能模块 9.3.2 功能模块的基本操作 9.3.3 功能模块的连接操作 9.4 Simulink仿真环境的设置 主要内容(续) 9.5 子系统及其封装技术 9.5.1 子系统的建立 9.5.2 子系统的封装 9.6 用Simulink建立系统模型示例 9.7 Simulink的高级应用——S—函数的编写 本章小结 9.1　Simulink概述 在Simulink帮助文档中，将其概括为Tool for Model-Based Design，Tool for Simulation，Tool for Analysis。 Simulink是对动态系统进行建模、仿真和综合分析的图形化软件。它可以处理线性和非线性系统，离散、连续和混合系统。也可以处理单任务和多任务系统，并支持具有多种采样频率的系统。 9.1　Simulink概述 Simulink的图形化仿真方式，使其具有更直观形象、更简单方便与更灵活的优点。比如由Simulink创建的控制系统动态方框图模型，是系统最基本的直觉图形化形式，非常直观，容易理解。并且可以在仿真进行的同时，就看到仿真结果。这样可以大大简化设计流程，减轻设计负担和降低设计成本，提高工作效率。 9.1　Simulink概述 Simulink内置有各种分析工具，如多种仿真算法、系统线性化、寻找平衡点等，都是非常先进而实用的。 Simulink仿真的结果能够以变量的形式保存到MATLAB的工作空间，供做进一步的分析、处理和利用。它还可以将MATLAB工作空间中的数据导入到模型中。 9.1　Simulink概述 更为优秀的是，Simulink具有开放的体系结构，允许用户自己开发各种功能的模块，无限制地添加到Simulink中，以满足不同任务的要求。 9.2　Simulink的基本界面操作 Simulink启动 命令窗口键入simulink 工具栏上选相应图标 基本操作 在模块库中选择构建系统模型所需的模块 直接拖放到所建立的系统模型窗口中 按照系统的信号流程将各系统模块正确连接起来 9.2　Simulink的基本界面操作 注：演示例1 创建一个正弦信号的仿真模型。 9.3　Simulink功能模块及操作 为便于仿真，Simulink模块库提供了丰富的功能模块。 功能模块既可以通过右键点击左侧的子模块库选[Open the ** library]（ **代表相应的子模块库名）打开，也可以直接双击右侧的子模块库查看。 常用模块组（Commonly Used Blocks） 连续系统模块组（Continuous） 连续系统模块组（Continuous） 连续系统模块组（Continuous） Integrator：积分器模块，输出对输入时间积分。 Derivative：微分器模块，输出对输入时间微分。 State-Space：状态空间表达式模块，实现线性状态空间系统。 Transfer Fcn：传递函数模块，实现线性传递函数。 Zero-Pole：零极点函数模块，实现用零极点方式指定传递函数。 Transport Delay：传输延迟模块，以固定的时间延迟输入。 Variable Transport Delay：可变传输延迟模块，以变化的时间量延迟输入。 Variable Time Delay：可变时间延迟模块。 非线性模块组（Discontinuities） 非线性模块组（Discontinuities） Backlash：磁滞回环模块。 Saturation：饱和非线性模块。 Saturation Dynamic：动态饱和非线性模块。 Dead Zone：死区非线性模块。 Dead Zone Dynamic：动态死区非线性模块。 Relay：继电模块。 Quantizer：量化模块。 Coulomb Viscous Friction：库伦与黏性摩擦非线性模块。 Rate Limiter：静态限制信号的变化速率。 Rate Limiter Dynamic：动态限制信号的变化速率。 Hit Crossing：过零检测非线性模块。 Wrap to Zero：环零非线性模块。 离散系