MATLAB70使用详解-第10章SIMULINK高级仿真技术

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1、第10章SIMULINK高级仿真技术在上面的章节中，对SIMULINK使用的一些基础知识、动态系统建模方法及仿真的方法做了详细的介绍，这些对于简单的模型仿真已经足够，但事实上，SIMULINK在许多领域有着更为广泛的应用，如航空、航天、控制、通信等，这就要求用户了解一些SIMLINK的高级技术，如子系统的创建、模型调试、S-函数等。本章主要介绍SIMULINK的高级仿真技术，主要包括：SIMULINK子系统、SIMULINK高级子系统、SIMULINK模型调试、仿真分析以及系统代数环形成与处理、Ｓ函数的创建与使用等。

2、10.1创建SIMULINK子系统对于简单的系统，可以使用前面介绍的方法建立SIMULINK仿真模型进行动态系统仿真。然而，对于复杂的系统，直接建立的模型会显得功能模块繁多、输入输出关系复杂，这将给用户的仿真和分析带来极大不便。子系统技术就可以很好的解决遇到的这种情形，通常把复杂的框图进行分解，然后对分解后若干独立功能子系统进行处理。此外，用户还可以将自己开发的模块做成模块组，作为系统的一个子系统。使用子系统技术，可以使整个模型更加简洁、可读性更强、操作分析更为便捷。创建子系统有两种方法：将已经存在的模型的某些部分或

3、全部使用模型窗口菜单栏【Edit/CreateSubsystem】子项，将其压缩转换，使之成为子系统。使用Subsystems模块库中的Subsystem模块直接创建子系统。通过创建子系统，可以实现以下作用：减少模型窗中的显示模块的个数，使得模型显得简洁整齐，可读性提高。模型层次化增强，便于用户按照层次来设计模型。子系统可以反复调用，节省建模时间。10.1.1压缩已有模块创建子系统这是一种比较简单的方法，也易于用户操作。压缩已有模块创建子系统的方法其实也是一种自下而上的设计方法。这里将通过一个实例来说明通过压缩来创建

4、子系统的具体方法。10.1.2利用子系统模块创建子系统通过子系统创建模型的方法又称作子上而下的设计方法。在创建模型的时候，直接使用子系统模块，然后，再在模块中添加组成该子系统的相应的模块。下面是利用该方法创建子系统的演示步骤：10.2子系统的封装使用子系统技术可以很好的优化系统模型得界面，是系统模型的可读性更强。在对系统进行仿真时，首先要对系统模块参数进行设置，对子系统也是如此，需要对子系统所有模块进行合适的参数设置。在第8章的例子中，子系统中模块的参数是逐一设置的，这会给用户带来极大的不便。子系统的封装技术则是对子

5、系统的包装，使其成为一个真正意义上的SIMULINK模块，通过封装，可以简化模型，用户使用一个动态设置的对话框代替多个静态对话框，省去了对子系统内部结构的了解，为用户的直接调用提供了方便。一个已经创建的子系统的封装方法主要是通过使用下图所示的封装编辑器来实现的，在封装编辑器中用户可以设置封装参数设置、图标、初始以及文本。归纳起来，即设定子系统初始值及特性、生成模块图标以及创建模块帮助文档和描述信息。10.2.1Parameters标签页子系统封装的目的之一就是提供一个友好的参数设置界面。用户无需了解子系统内部结构，只

6、需输入参数就可以对系统进行设计和仿真。只有使用了子系统编辑器中的Parameters标签页进行了参数设置，才算是真正意义上的完成可封装，从而使得封装之后，双击模块能够出现与SIMULINK模块库中模块一样的参数设置界面。子系统封装编辑器界面Parameters标签页如图所示。10.2.2Initialization标签页初始化设置标签页如图10.10所示。其中的对话变量表是在用户设置了参数设置页（Parameters）之后自动生成的。初始化命令（Initializationconmmands）一般是MATLAB指令，

7、可以通过MATLAB命令定义封装后子系统空间中的各种变量，以便这些变量在被封子系统模块图标绘制指令或其他初始化指令中使用。10.2.3Icon标签页Icon标签页（如图所示）的作用就是让用户能够自定义系统模块图标，同时给使用者提供一个更为友好的框图，并且使得模块功能更加明确化。默认状态下封装子系统是不使用图标的。Icon标签页包括图标选项栏Iconoption、绘图命令栏Drawingcommands以及绘图命令举例栏Examplesofdrawingcommands。10.2.4Documentation标签页为了

8、方便用户的理解和使用，Documentation标签页（如图所示）可以帮助用户建立全面的帮助文档。10.2.5子系统封装举例【例】对如图10.18所示的模型进行封装。改变封装子系统参数设置对话框中Gain和Constant的值，设置Gain为1，Constant为2，即表示赋值k=1、n=2,将变量值传递给子系统内的模块。在Display中可以