SIMULINK仿真基础.ppt

1、基于3-12 SIMULINK模拟，在工程中，控制系统的结构往往很复杂，如果不使用专用系统对软件建模，控制系统的复杂模型就很难准确地输入计算机，进行进一步的分析和模拟。1990年，Math Works软件公司为MATLAB提供了新的控制系统模型图输入和模拟工具，名字为SIMULAB，牙齿工具很快在控制工程界得到了广泛认可，进入了模拟软件牙齿模型图形配置阶段。但是其名称与当时比较有名的软件SIMULA相似，因此1992年将软件的名称正式改为SIMULINK。SIMULINK的出现给控制系统分析和设计带来了福音。顾名思义，软件名称表示两个茄子主要功能：Simu(模拟)和Link(连接)。这意味着软

2、件(Simu)和链接(Link)可以鼠标绘制模型窗口所需的控制系统模型，然后使用SIMULINK提供的功能模拟和分析系统。第一部分SIMULINK简介，SIMULINK是MATLAB软件扩展。实现动态系统建模和仿真的软件包。MATLAB语言的主要区别在于与用户交互的界面是基于Windows的模型图形输入。结果是，用户将更多的精力集中在构建系统模型上，而不是语言上。建模图形输入是指SIMULINK提供按功能分类的基本系统模块。用户无需调查模块内部是如何实现的，只需知道这些模块的输入和模块的功能。调用这些基本模块以形成所需的系统模型(.作为MDL文件访问)，可以执行模拟和分析。SIMULINK的最

3、新版本是SIMULINK4.0(包含在MATLAB6.0中)，MATLAB5.3的版本没有显着更改为3.0。在、1、SIMULINK、2、MATLAB命令窗口中输入Simulink3后，library 3360 Simulink 3的“Simulink模块库”窗口将显示为桌面上的图标。2，启动Simulink，1，在MATLAB命令窗口中输入SIMULINK后，桌面上将出现名为Simulink Library Browser的窗口。“牙齿”窗口列出了按功能分类的各种模块的名称。当然，用户也可以通过MATLAB主窗口中的快捷方式按钮打开Simulink Library Browser窗口。两个模

4、块库窗口界面只是徐璐不同的显示器形式，可以根据每个人的喜好进行选择。通常，第二个窗口是直观的、图像化的、易于初学者的，但在使用时打开的子窗口太多。第三，SIMULINK的模块库简介，SIMILINK模块库按功能分类。包含8茄子子库：Continuous Discrete function tables(函数和平台模块)Math(数学模块)Nonlinear(非线性模块)Sinks 1，continuous(连续模块)continuous 离散模块(Discrete)Discrete . MDL Discrete-time integrator:离散时间积分器Discrete Filter:II

5、R和FIR过滤器Discrete State-Space: Discrete 4，Math(数学模块)math.mdl Sum:加法和减法产品：乘法产品：点乘法运算Gain:比例计算Math Function:指数函数、代数函数、平方、包含开的正弦、馀弦Nonlinear(非线性模块)nonlinear.mdl Saturation:允许一个或多个输出的饱和输出Relay:限制输出值在一定范围内的更改的迟滞现象比较器。 Switch:如果第二个输入大于阈值，则从第一个输入输出，否则从第三个输入输出的开关选择。Manual Switch:手动选择开关，6，SignalSystems(信号和系统模

6、块)sigsys.mdl In1:输入。Out1:输出端。mu x:将多个单个输入转换为一个合成输出。Demux:将一个复合输入转换为多个单一输出。Ground:连接到未连接的输入端。Terminator:连接到未连接的输出端。SubSystem:新软件包(Mask)功能模块，7，Sinks(接收器模块)sinks.mdl Scope:构建示波器。XY Graph:显示二维图形。To Workspace:将输出写入MATLAB的工作区。To File(.mat):将输出写入数据文件。8，Sources(输入源模块)sources.mdl Constant:常量信号。锁定：时钟信号。From W

7、orkspace: MATLAB中的工作空间。从文件(.mat):在数据文件中。脉冲产生器：脉冲产生器。Repeating Sequence:重复信标。Signal Generator:生成正弦、方波、锯齿波和随机波的信号生成器。Sine Wave:正弦波信号。Step:步进波信号。，4，SIMULINK构建简单模型和模型特征，1，构建简单模型(1)构建模型窗口(2)将功能模块从“模块库”窗口复制到“模型”窗口(3)连接模块以构建所需的系统模型。2、模型的特征在SIMULINK中提供，SIMULINK的模型是分层的，可以通过底层子系统构建父系统。SIMULINK提供封装子系统的功能，允许您自定

8、义子系统的图标和设置参数对话框。处理SIMULINK功能模块的第二部分，可以将模块库中的模块直接拖放到鼠标上(选择模块，按住鼠标左键不放)，然后将其拖放到模型窗口中。在模型窗口中选择模块后，黑色标记将显示在四个角上。牙齿时，您可以对模块执行以下基本任务：重定向：选择模块，按住鼠标左键，然后将其拖动到所需位置即可。要移出直线，请在拖动时按住shift键。复制：选择模块，然后按住鼠标右键并拖动以复制相同的功能模块。删除：只需选择模块并按delete键。要删除多个模块，可以按住Shift键，鼠标选择多个模块，然后按Delete键。还可以鼠标选择区域，然后按Delete键删除该区域中的所有模块和线等。

9、移动、复制、删除、转向、更改大小、模块命名、颜色设置、参数设置、属性设置、模块输入和输出信号等功能模块的基本操作、转向：可能需要移动功能模块，以便按顺序连接功能模块的输入和输出。从“格式”菜单中，选择“翻转块旋转180度，旋转块顺时针旋转90度”。或者，直接按Ctrl F键执行翻转块，然后按Ctrl R键执行旋转块。大小曹征：只需选择模块并拖动模块上出现的四个黑色标记。命名模块：首先鼠标单击需要更改的名称，然后直接更改即可。在功能模块中，名称的位置也可以为180度，使用“格式”菜单中的“翻转名称”，或鼠标直接拖动。Hide Name可以隐藏模块名称。设置颜色：Format菜单中的Foregro

10、und Color更改模块的前景颜色，Background Color更改模块的背景颜色。模型窗口的颜色可以通过屏幕颜色更改。参数设置：鼠标双击模块允许您进入模块的参数设置窗口，对模块进行参数设置。“参数设置”窗口包含模块的基本功能帮助。有关详细帮助，请单击相应模块的帮助文档按钮。通过模块的参数设置，可以获得所需的功能模块。设置属性：您可以通过选择模块并从剪辑菜单中打开Block Properties来设置模块的属性。包括Description属性、Priority优先级属性、Tag属性、Open function属性和Attributes format string属性。其中Open fun

11、ction属性是指定函数名称的有用属性，当模块双击时，Simulink将调用名为回调函数的函数执行。模块的I/o信号：模块处理的信号包括标量信号和矢量信号。标量信号是单个信号，矢量信号是复合信号，是多个信号的集合，对应于系统多个连接的合成。默认情况下，大多数模块的输出是标量信号，对于输入信号，模块具有自动匹配的“智能”识别功能。某些模块可以通过参数设置使模块输出矢量信号。第三个SIMULINK线处理，更改厚度：线具有厚度，因为线可以是标量信号或矢量信号。从“格式”菜单中选择“Wide Vector Lines”时，线宽取决于线发出的信号是标量还是矢量。如果信号是标量，则为细线；如果信号是矢量，

12、则为粗线。选择Vector Line Widths可以显示矢量引线宽度，即合成矢量信号的单个信号的数量。设定标签：您只需双击线上作业，即可输入该线的描述性标签。您也可以选取线，然后从剪辑功能表中开启Signal Properties以进行设定。其中signal name属性的作用是表示信号名称。设定将牙齿名称反映在模型中的直接效果后，连接到与该信号相关的端口的所有直线附近将显示带有信号名称的标签。善意折弯：按住Shift键并鼠标在要折弯的直线上单击，出现一个表示角拐的圆，然后可使用角拐更改善意形状。善意分支：按住鼠标右键，然后在需要分支的地方拉。或者，只需按住Ctrl键，鼠标从要创建分支的位置

13、拉出。SIMULINK模型的构建由通过线连接各种功能模块组成。鼠标功能允许在功能模块的输入和输出端之间直接连接。绘制的线可以改变厚度、设置标签、折弯和分支线。第4部分运行SIMULINK模拟、第1部分、设置模拟参数和选择解决方案选择模拟参数设置和解决方案、从“Simulation”菜单中选择“Parameters”命令、模拟参数对话框弹出窗口，主要使用三页管理模拟参数。用于设置仿真的开始时间和结束时间、选择解决方案、说明解决方案参数说明以及选择某些输出选项的Solver页面。管理MATLAB工作区中模型的输入和输出的Workspace I/O页。Diagnostics页面允许您选择Simuli

14、nk在模拟中显示的警告消息的级别。构建系统模型后，下一步是运行模型以获得模拟结果。运行仿真的整个过程分为三个阶段：设置模拟参数、启动模拟和分析模拟结果。1、Solver页、牙齿页可以设置以下设置：选择模拟开始和结束时间选择解决方案，然后设置参数；选择输出条目。模拟时间：这里的时间概念与实际时间不同。这只是在电脑模拟中表示时间，例如10秒的模拟时间，如果“采样步长”设置为0.1，则需要执行步骤100。减少步长会增加取样点数，从而增加实际执行时间。正常模拟开始时间设置为0，结束时间取决于多个因素。执行仿真所需的时间通常取决于多种因素，例如模型的复杂性、解决方案和步骤选择、电脑时钟速度等。模拟步长模式：在类型后的第一个下拉式选项方块中，指定如何选取模拟的步长。您可以在可变步骤和固定步骤方法之间进行选择。的方法，包括“Variable-step(可变步骤)”和“Fixed-step(固定步骤)”。可变步长模式可在模拟期间变更步长，以提供错误控制和零超出侦测。固定阶段模式在模拟过程中提供固定阶段，不提供错误控制和零过量检测。您也可以在第二个下拉式选项方块中，选取要在该模式下用于模拟的算法。可变步长模式解决方案包括ode45、ode23、ode113、ode15s、ode23s、ode