Simulink仿真的环境课件

7.1演示一个Simulink的简单程序

7.2Simulink的文件操作和模型窗口

7.3模型的创建

7.4Simulink的基本模块

7.5复杂系统的仿真与分析

7.6子系统与封装

第7章Simulink仿真环境

7.1演示一个Simulink的简单程序第7章Simu7.1演示一个Simulink的简单程序【例7.1】创建一个正弦信号的仿真模型。(1)打开Simulink模块库浏览器(SimulinkLibraryBrowser)窗口。(2)新建一个空白模型窗口。(3)打开Simulink下的Source子模块库。(4)用鼠标将“SineWave”(正弦信号)拖放到的空白窗口。(5)将接收模块库“Sinks”的“Scope”模块(示波器)拖放到窗口。(6)完成两个模块间的信号线连接。

(7)开始仿真。(8)保存模型。7.1演示一个Simulink的简单程序【例7.1】创建一7.2Simulink文件操作和模型窗口

7.2.1

Simulink的文件操作Simulink模型的文件为MDL模型文件，其扩展名为“.mdl”，是以ASCⅡ码形式存储的。1.新建文件2.打开文件7.2Simulink文件操作和模型窗口

7.2.1Si7.2.2Simulink的模型窗口模型窗口由菜单、工具栏、模型浏览器窗口、模型框图窗口以及状态栏组成。7.2.2Simulink的模型窗口模型窗口由菜单、工具栏7.3模型的创建

7.3.1模块的操作1.对象的选定2.模块的复制3.模块的移动4.模块的删除5.改变模块大小6.模块的翻转7.模块名的编辑7.3模型的创建

7.3.1模块的操作1.对象的选定7.3.2信号线的操作1.模块间连线2.信号线的分支和折曲3.信号线文本注释(label)4.在信号线中插入模块7.3.2信号线的操作1.模块间连线7.4Simulink的基本模块Simulink模型通常由三部分组成：输入信号源(Source)、系统(System)以及接收模块(Sink)。输入信号源系统接收模块7.4Simulink的基本模块Simulink模型通常由7.4.1基本模块

1.输入信号源模块库(Sources)

用来向模型提供输入信号，没有输入口，至少有一个输出口。主要有：Constant、Step、Ramp、SineWave、SignalGenerator、FromFile、FromWorkspace、Clock、In等。7.4.1基本模块1.输入信号源模块库(Sources)2.接收模块库(Sinks)接收模块是用来接收模块信号的。主要有：Scope、Display、XYGraph、ToFile、ToWorkspace、StopSimulation、Out。3.连续系统模块库(Continuous)连续系统模块是构成连续系统的环节。主要有：Integrator、Derivative、State-Space、TransferFcn、Zero-Pole、TransportDelay。2.接收模块库(Sinks)7.4.2常用模块的参数和属性设置1.模块参数设置打开参数设置对话框可以通过双击模块或用鼠标右键打开快捷菜单，选择“BlockParameters”菜单项。

(1)正弦信号源(SineWave)

(2)阶跃信号源(Step)(3)从工作空间获取数据(Fromworkspace)(4)从文件获取数据(Fromfile)(5)传递函数(Transferfunction)7.4.2常用模块的参数和属性设置1.模块参数设置(6)示波器(Scope)打开参数对话框纵坐标的自动刻度X-Y坐标变焦X坐标变焦把当前的坐标设置保存浮动示波器恢复保存过的坐标设置Y坐标变焦(6)示波器(Scope)打开参数对话框纵坐标的自动刻度X示波器的参数设置：示波器的Y坐标设置

示波器的参数设置

示波器的参数设置：2.模块属性设置每个模块的属性对话框的内容都相同。

2.模块属性设置7.5复杂系统的仿真与分析7.5.1仿真的设置在模型窗口选择菜单“Simulation”——“Simulationparameters…”。7.5复杂系统的仿真与分析7.5.1仿真的设置在模型窗口选择1.Solver页的参数设置(1)仿真的起始和结束时间(2)仿真步长“Variable-step”(变步长)表示仿真步长是变化的，“Fixed-step”(定步长)表示固定步长。

(3)仿真解法(4)输出模式1.Solver页的参数设置2.WorkspaceI/O(工作空间输入输出)页的设置2.WorkspaceI/O(工作空间输入输出)页的设置7.5.2连续系统仿真【例7.3】建立二阶系统的仿真模型。(1)在模块库中选择模块

(2)用信号线连接各模块(3)设置模块参数(4)添加信号线文本注释(5)仿真并分析7.5.2连续系统仿真【例7.3】建立二阶系统的仿真模型。7.5.3离散系统仿真【例7.4】控制部分为离散环节，被控对象为两个连续环节，其中一个有反馈环，反馈环引入了零阶保持器，输入为阶跃信号。7.5.3离散系统仿真【例7.4】控制部分为离散环节，被控对7.5.4仿真结构参数化使用变量来作为模块的参数，变量的赋值通过MATLAB的工作空间或M文件等。例如，二阶系统的时域响应实验。7.5.4仿真结构参数化使用变量来作为模块的参数，变量的赋7.6子系统与封装

7.6.1建立子系统1.在已建立的模型中新建子系统(1)先新建一个模型。(2)用鼠标拖一个虚线框将需要建立子系统的部分框起来，然后选择菜单“Edit”——“Createsubsystem”。(3)更改子系统名。(4)重命名输入输出端口名称。7.6子系统与封装

7.6.1建立子系统1.在已建立的模型2.在已有的子系统基础上建立(1)将已有的子系统复制到新窗口；(2)双击打开子系统模型窗口，重新放置模块，建立连接和输入输出端口；(3)将子系统与其它模块连接。(4)修改子系统名和其它参数。2.在已有的子系统基础上建立7.6.2条件执行子系统1.使能子系统(EnabledSubsystem)当控制信号从负数朝正数变化当大于零时执行，而当控制信号变为负数时停止执行。

在“Ports&Subsystems”子模块库中。7.6.2条件执行子系统1.使能子系统(EnabledSu【例7.8】建立一个用使能子系统控制正弦信号为半波整流信号的模型。【例7.8】建立一个用使能子系统控制正弦信号为半波整流信号的2.触发子系统(TriggeredSubsystem)触发子系统是指当触发事件发生时开始执行的子系统。【例7.9】建立一个用触发子系统控制正弦信号输出阶梯波形的模型。2.触发子系统(TriggeredSubsystem)7.6.3子系统的封装1.封装子系统的步骤(1)选中子系统双击打开，给需要进行赋值的参数指定一个变量名；(2)选择菜单“Edit”——“Masksubsystem”，出现封装对话框；(3)在封装对话框中的设置参数，主要有“Icon”、“Parameters”、“Initialization”和“Documentation”四个选项卡。7.6.3子系统的封装1.封装子系统的步骤2.Icon选项卡

用于设定封装模块的名字和外观。2.Icon选项卡3.Parameters选项卡用于输入变量名称和相应的提示。Prompt：输入变量的含义。Variable：输入变量的名称。type：给用户提供设计编辑区的选择。“Edit”提供一个编辑框；“Checkbox”提供一个复选框；“Popup”提供一个弹出式菜单。Evaluate：用于配合“type”的不同选项提供不同的变量值，有两个选项“Evaluate”和“Literal”。3.Parameters选项卡【例7.10】创建一个二阶系统，并将子系统进行封装。(1)创建模型(2)用虚线框框住反馈环，选择菜单“Edit”——“CreateSubsystem”。(3)封装子系统，选择菜单“Edit”——“Masksubsystem”出现封装对话框。设置Icon选项卡:disp('二阶系统')plot([012310],-exp(-[012310]))【例7.10】创建一个二阶系统，并将子系统进行封装。在Parameters选项卡中，单击“Add”按钮添加两个输入参数:设置“Prompt”分别为“阻尼系数”和“无阻尼振荡频率”，对应的“Variable”为“zeta”和“wn”,并设置“type”栏为“edit”。在Initialization选项卡初始化输入参数：

zeta=0.707wn=1在Parameters选项卡中，单击“Add”按钮添加两个输双击该子系统出现输入参数对话框。在对话框中输入“阻尼系数”zeta和“无阻尼振荡频率”wn的值。双击该子系统出现输入参数对话框。在对话框中输入“阻尼系数”z7.7用MATLAB命令创建和运行Simulink模型7.7.1用MATLAB命令创建Simulink模型1.Simulink模型与文件new_system(‘newmodel’,option)%创建新模型open_system(‘model’) %打开模型2.添加模块和信号线使用add_block命令添加新模块：add_block(’源模块名’，’目标模块名’,’属性名1’,属性值1，’属性名2’,属性值2,…)添加信号线使用add_line命令：add_line(’模块名’,’起始模块名/输出端口号’,’终止模块名/输入端口号’)7.7用MATLAB命令创建和运行Simulink模型7.【例7.11续】用MATLAB命令添加四个模块连接成一个二阶系统模型。【例7.11续】用MATLAB命令添加四个模块连接成一个二阶7.7.2用MATLAB命令运行Simulink模块使用sim命令在命令窗口就可以方便地对模型分析和仿真。[t,x,y]=sim(‘model’,timespan,options,ut)%利用输入参数进行仿真，输出矩阵[t,x,y1,y2,…]=sim(‘model’,timespan,options,ut)%利用输入参数进行仿真，逐个输出说明：timespan是仿真时间区间，可以是[t0,tf]表示起始时间和终止时间，也可以是[]，如果是标量则指终止仿真时间；options参数为模型控制参数；ut为外部输入向量。t为时间列向量；x为状态变量构成的矩阵；y为输出信号构成的矩阵，每列对应一路输出信号。7.