《Simulink仿真》PPT课件.ppt

第七章 Simulink仿真 自动化与电气工程学院 许春磊 第七章 Simulink仿真 71 Simulink基础 72 Simulink模型操作和仿真系统设置 73 系统建模实例 74 仿真系统中的子系统 Simulink是MATLAB软件的一个软件包，能 够对动力学系统进行建模、仿真以及各种分 析。Simulink仿真模拟支持完全的图形化界 面。 Simulink提供了图形用户界面，使得构建模 型变的更直观、简单，只需要鼠标的点击与 拖放。Simulink模块是分层次结构的，为用 户寻找需要的模块提供了方便，提高了工作 效率。所以Simulink是MATLAB软件一个非 常重要的组成部分。 7.1 Simulink基础 1.启动Simulink的两种方法： a.通过点击工具栏 “ ” 图标启动； b.在MATLAB命令窗口输入simulink然后点 击回车键启动。 打开的Simulink Library Browser 2. Simulink模块库浏览器 名称描述 Commonly Used Blocks常用模块库 Continuous连续 信号模块库 Discontinuities不连续 信号模块库 Discrete离散信号模块库 Logic and Bit Operations逻辑 和位操作模块库 Lookup Tables查表模块库 Math Operations数学运算模块库 Model Verification模型确认模块库 Model-Wide Utilities模型工具模块库 Ports %输入信号标线为x x=simout.x.Data(:); % (在变量x中寻找最大值). xm,km=max(x); % (绘制最终结果图形). plot(t,x) hold on % (标注x的最大值位置). plot(t(km),xm,ro,markersize,15,linewidth,2); hold off grid on title(仿真结果) 方法2： 解：传输函数 方法3：状态空间模型 G=tf(0.2,1 0.2 0.4) G1=ss(G) 试一试 借助Simulink仿真求解微分方程 初始条件为 ， 。 例7.5 用Simulink创建系统,求解非线性微分 方程 其初始值为 ， 绘制函数 的波形。 例7.6 力-质量系统，要拉动一个箱子（拉力 f=1N)，箱子质量为M(1kg)，箱子与地面存在 摩擦力(b=0.4N(/m/s),其大小与车子的速度 成正比。 其运动方程式为 拉力作用时间为2s，建构的模型为 例7.7 下图所示简单的单摆系统,假设杆的 长度为L,且质量不计,钢球的质量为m.单摆 的运动可以以线性的微分方程式来近似,但 事实上系统的行为是非线性的,而且存在粘 滞阻尼,假设粘滞阻尼系数为bkg/ms-1. 选取b=0.03,g=9.8,L=0.8,m=0.3,所构建的 模型 单摆系统的运动方程式为 Integrator初始状态为0 Integrator1初始状态为1 创建Simulink仿真系统模型步骤如下： (1) 将Sources模块库中Signal Generator模块拖入模型窗口；将 Continuous模块库中State-Space模块拖入模型窗口；将Sinks模块库中 Scope模块拖入模型窗口。 (2) 连线，设置模块属性。Signal Generator模块，Wave form设置为 square，Amplitude设置为25；State-Space模块，Parameters A设置为 -1/0.02, -0.3/0.02; 0.3/0.0001, -0.000005/0.0001，B设置为1/0.02; 0 ，C设置为0, 1，D设置为0，Initial conditions设置为1, 10。结果如图 7.40所示。 (3) 将上面仿真系统模型保存为EXAMP07006，Stop time设置为2秒。 作业： 请借助Simulink工具完成下面动力学系统仿真 7.4 仿真系统中的子系统 7.4.1 创建子系统 当用户创建一些模块能够实现某些特定功能，想把这些模 块变成子系统。操作步骤如下： (1) 将需要放到子系统中的所有模块都选中； (2) 选择菜单/Diagram/Subsystem y=sin(t); plot(t,y,0 0,-1 1,0 2*pi,0 0) %在Documentation的Mask