Simulink交互式仿真(1).doc

第 8 章 Simulink交互式仿真Simulink是一个进行动态系统建模、仿真和综合分析的集成软件包。它可以处理的系统包括：线性、非线性系统；离散、连续及混合系统；单任务、多任务离散事件系统。Simulink有两大特征：一，建模借助鼠标交互实现；二，模型运作以时间流方式进行。所以即使比较熟悉MATLAB工作环境和编程模式的读者，在初入Simulink领地时，也不免感到生疏。为帮助读者亲身跨过Simulink门槛，本章第2节以算例形式对建模的数学基础、基本器件、操作手法、工作平台进行了细节性的描述。就详细程度而言，尤以本章第一个算例为最，初学者切莫跳过。像MATLAB编程需要函数、子函数、条件分支、循环控制一样，Simulink建模，尤其是创建较复杂的模型，就必须有简装子系统、精装子系统、使能子系统、触发子系统、循环子系统。本章的第3、4、5节就专门阐述这些子系统创建、工作机理、以及应用示例。从时间角度分，Simulink模型有连续和离散之分。本章除第6节用于专述纯离散系统和采样离散系统建模外，其余章节所涉的内容对连续、离散两种系统都适用。已建Simulink模型的运行、仿真分析，即可以通过鼠标手工操纵 ，也可以借助一组指令自动操控。鼠标操纵法的特点是：该法只能在Simulink模型窗中实施，参数的设置必须由“人”通过对话窗进行。而指令自动操控法可以摆脱Simulink模型窗，在执行过程中无须人工参与。本章第7节的内容就是为Simulink模型的指令自动操控而设计的。本章第8节是出于Simulink模型解算的数值问题而编写的。该节还给出了消减仿真模型中“代数环困扰”的具体方法。就像MATLAB编程中用户常常需要编写“供自己专用的模块化函数”那样，在Simulink建模中，用户也会需要创建一些“供自己专用的模块”，即S函数模块。有关S函数模块的创建在本章的最后一节介绍。在这引言结束之前，本书读者再次诚恳地建议读者：对待本章的算例，一定要“眼、脑、手”并用，一定要在机器具体运作，切忌停留于“翻阅”。为读者参照需要，本章所有算例中带exm前缀的MDL模型文件和相关的M文件都存放在随书光盘的mfile目录上。8.1 引导8.1.1 Simulink模型本质和一般结构（1）Simulink块图模型的本质（2） Simulink模型的一般结构8.1.2 创建块图模型的方法和基本环境（1）（2）（3）图 8.1-2 Simulink库浏览器的组成（4）（5）8.2 连续系统建模8.2.1 微分方程建模和积分模块 1 微分方程块图模型的创建和操作细节【例8.2-1】在图8.2-1所示的系统中，已知质量kg，阻尼N.sec/m，弹簧系数N/m，且质量块的初始位移m，其初始速度m/sec，要求创建该系统的Simulink模型，并进行仿真运行。图8.2-1 弹簧质量阻尼系统（1）（2）（3）图8.2-2 复制进建模所需的各种库模块后的模型编辑器图 8.2-3 常用模块子库的库藏（4）（5）图8.2-4 经模型窗内模块再复制后的模型编辑器（6）（7）图 8.2-5 经布局和增益模块方向反转的模型草图（8）图 8.2-6 完成前馈通路连接的模型草图图 8.2-7 完成Gian模块的输入输出口信号线的连接（9）图8.2-8 改变Gain模块的增益图8.2-9 完成连线和增益设置后的模型窗（10）图 8.2-10 实现初始位移0.05设置的Integrator1设置窗（11）（12）图8.2-11 完全符合题给要求的系统仿真模型图8.2-12 默认设置下示波器显示的信号曲线（13）图8.2-13 经纵轴范围自动调整后显示的信号曲线 2 创建微分方程的向量化块图模型【例8.2-2】利用模块的向量处理能力，建立例8.2-1系统的Simulink仿真模型。（1）（2）图8.2-13 示波器参数设置对话框图8.2-14 上显示窗的纵坐标范围设置（3）（4）图8.2-15 利用库模块处理向量信号的能力构件的仿真模型图8.2-16 exm080202.m