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大学计算机 控制 节制 仿真技术 第二 杨立 ppt 文稿 资料 课件

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通过本章学习，应该掌握以下内容：第7章 SIMULINK 6.0使用基础 SIMULINK的启动方法 SIMULINK 6.0界面 SIMULINK 6.0的基本操作 SIMULINK是Mathworks开发的MATLAB里的工具箱之一，主要功能是实现动态系统建模、仿真与分析，从而可以在实际系统制作出来之前，预先对系统进行仿真与分析，并可以对系统做适当的实时修正或者按照仿真的最佳效果来调试及整定控制系统的参数，以提高系统的性能，减少设计系统过程中反复修改的时间，实现高效率地开发系统的目标。7.1.1 SMULINK 6 仿真工具简介 7.1 控制系统的模型表示 大系统建模，支持大系统模型为不同的文件，每个文件为独立的系统模型。支持系统不同模型文件的独立仿真测试。增强系统集成手段，支持配置管理和版本控制软件。递增式模型加载与代码生成功能。针对大模型系统提高运行速度和效率。模型工作空间（Model Workspace）：每个模型都有独立的工作空间用于参数管理和数据处理。7.1.2 SIMULINK 6.0的新特点 SIMULINK 和Stateflow增强总线支持。统一的模型浏览器（Model Explorer）：用于浏览、维护、配置、搜索、定义所有模型中的参数、数据对象和属性。统一的仿真和代码生成选项。支持创建并保存多种仿真和代码生成选项。数据管理和可视化。增强数据对象属性。I/O管理，可以将必要的信号源和信宿连接到模型而不需要增加模块。7.1.3 SIMULINK 6.0启动与界面说明 1. 启动 在界面的上方是标题栏和菜单栏。菜单栏的下面是常用按钮及待查关键字填写栏，在关键字填写栏输入要查找的关键字并回车，就可以查到相应功能模块。常用按钮的下面是对所选模块对象的文字说明。 在界面的下面分为两部分，左边部分显示的是全部模块库，在这里可以选择需要的模块库；右边部分显示选中的模块库中所有的模块。2. 界面说明 图7-1 SIMULINK 6.0的库浏览器7.2 SMULINK 6.0模块库简介 7.2.1 连续系统模块库（Continuous） 7.2.2 离散系统模块库（Discrete） 7.2.3 非连续系统模块库（Disontinuous ） 7.2.4 数学运算模块库（Math Operation） 7.2.5 输入源模块库（Sources） 7.2.6 输出模块库（Sinks） 7.2.7常用模块库（Commonly Used Blocks） 7.3 SMULINK 6.0基本建模方法 7.3.1 模型窗口 7.3.2 模块的处理 1选中模块 在MATLAB中，选中模块的方法有两种：（1）用鼠标左键单击待选模块，模块四个角处出现小黑块，表示已经选中。（2）如果选择一组模块，可以按住鼠标左键拉出一个矩形虚线框，将所有待选模块框在其中，然后松开左键，则矩形里所有的模块，每个模块四个角处都出现小黑块，表示所有模块同时被选中。当要选中多个模块时，也可以按住shift键，单击鼠标左键，逐个选取。2复制模块 在“untitled”模型窗口里拷贝模块的有如下三种方法： （1）首先选中待拷贝模块，运行“Edit”|“Copy”命令；然后将光标移到将粘贴的地方，按一下鼠标左键；看到选定的模块恢复原状，在选定的位置上再运行“Edit”|“Paste ”命令即可。新复制的模块和原装模块的名称也会自动编号，以资区别。 （2）另一种简单的复制操作是：先按下“Ctrl”键不放，然后将鼠标移到模块对象上，注意看鼠标指针，如果多了一个小小的“加号”，表示可以复制了。用鼠标拖曳到目的位置后，松开鼠标左键，便完成拷贝工作。 （3）还有一种更为特别的简单复制操作：用鼠标指向待拷贝模块对象，按住鼠标右键不放，将鼠标拖曳到目的地，放开鼠标右键，即可复制一个功能模块。3模块的移动 模块移动操作非常简单：将光标置于待移动模块图标上，然后按住鼠标左键不放，将模块图标拖曳到目的地，放开鼠标左键，模块移动完成。 注意，移动模块时，与其相连的连线也随之移动。 4模块的删除和粘贴 对选中的模块的删除和粘贴可以操作：（1）按“Delete”键，把选定模块删除。（2）选择“Edit”|“Cut”命令后，便将选定模块移到Windows的剪粘贴板上，再用“Paste”命令重新粘贴。5模块参数的设置 双击需要设置参数的模块，就可打开相应的参数设置对话框，在对话框中用户可以根据需要设置模块的属性参数。 6改变模块对象的大小 7改变模块对象的方向 选择“Format”|“Flip Block”或者直接按“Ctrl+I”键，可将功能模块旋转180；如果选择“Format”|“Rotate Block”或者直接按“Ctrl+R”键，即可将功能模块顺时针旋转90。8模块命名 用鼠标在需要更改的名称上单击一下，然后直接更改名称即可。选择“Format”|“Flip Name”命令，可以使模块名称在模块的上方、下方切换；若要隐藏模块名称可用“Format”|“Hide Name”命令来实现。 9模块颜色设定 模块的前景和背景颜色也可以改变，选择“Format”|“Foreground Color”命令可以改变模块的前景颜色；选择“Format”|“Background Color”命令可以改变模块的背景颜色。7.3.3 模块的连接 1信号线的使用 2向量信号线与线型设定3信号线设置标签 4信号线折弯 5信号线分支 6信号线的平行移动 7信号线与模块分离 8信号线的删除 通常，创建仿真系统模型的具体步骤为：（1）激活SIMULINK；（2）选择所需要的模块；（3）用连线连接各模块；（4）双击各模块，完成对模块的参数设置和修改。7.3.4 创建系统模型图 7.3.5 模型文件的保存与打开 编辑好一个模型后，可以在“untitled”模型窗口中选择“File”|“Save”命令将模型以原文件名存盘。模型是以ASCII码形式存储的.mdl文件。 也可以在“untitled”模型窗口中选择“File”|“Save As”命令将模型文件在设定的路径与设定的子目录下（最好的路径是MATLAB 7 work），以一个新命名的文件名称存盘。 已经保存在计算机磁盘上的模型文件（.mdl文件）可以用多种方法打开。可以点击库浏览器里或模型窗口里的图标；也可以在模型窗口选择“File”|“Open”命令；还可以在MATLAB命令窗口里直接输入欲打开模型文件的名字（要注意：一是不要带文件扩展名；二是必须注明模型文件所在的路径与子目录），这些方法都能够打开模型文件。7.4 自定义模块库和子系统 7.4.1 自定义模块库 7.4.2 自定义子系统 SIMULINK窗口下自定义子系统可以采用两种方法，其一是采用SIMULINK 6.0库浏览器“Subsystem”模块库中的“Subsystem”标准功能模块，其二是在模型窗口中执行“Edit”|“Create Subsystem”命令的方法。7.4.3 子系统的封装 为了将功能相关的模块组合在一起实现模块化的要求，经常要使用到子系统的功能。但子系统一多，管理起来就会变得比较麻烦，原因是当需要修改子系统，即修改子系统内模块的参数时，就要打开参数对话框，如果需要修改的模块很多，修改的工作就会变得相当繁琐。 为了解决这个问题，SIMULINK提供了一个“mask（封装）”功能，用户可以自己定义基于整体的独立操作界面。所谓封装，就是为子系统定制对话框和图标，使其具有良好的用户界面。7.5 S函数的设计 7.5.1 S-函数模块 在SIMULINK中，有个模块是专门使用S-Function的，该模块位于User-Defined Functions（用户自定义）模块库中。由该模块命名的S-函数可以是一个已完成的.m文件或.mex文件。7.5.2 S-函数引导语句 有些较复杂的模块可以用MATLAB语言按照S-函数的格式来编写，但应注意，这样构造的S-函数只能用于基于SIMULINK的仿真，并不能转换为独立于MATLAB的程序。 S-函数的引导语句为： functionsys, x0, str, ts=f(t, x, u, flag, p1, p2,)其中f为S-函数的函数名，t,x,u