SIMULINK课件

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1、第八章SIMULINK交互式仿真集成环境第八章SIMULINK交互式仿真集成环境8．1快速入门8．2模型的创建8．3连续系统建模8．4子系统的创建、封装及受控执行8.5离散时间系统和混合系统8．6常用工具箱简介8．1快速入门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。在SIMULINK提供的图形用户界面GUI上，只要进行鼠标的简单拖拉操作就可构造出复杂的仿真模型。它外表以方块图形式呈现，且采用分层结构。从建模角度讲，这既适于

2、自上而下（Top-down）的设计流程（概念、功能、系统、子系统、直至器件），又适于自下而上（Bottum-up）逆程设计。从分析研究角度讲，这种SIMULINK模型不仅能让用户知道具体环节的动态细节，而且能让用户清晰地了解各器件、各子系统、各系统间的信息交换，掌握各部分之间的交互影响。8．1快速入门在SIMULINK环境中，用户将观察到现实世界中非线性因素和各种随机因素对系统行为的影响。在SIMULINK环境中，用户可以在仿真进程中改变感兴趣的参数，实时地观察系统行为的变化。在MATLAB5.3版中，可直接在SIMULINK环境中运作

3、的工具包很多，已覆盖通信、控制、信号处理、DSP、电力系统等诸多领域，所涉内容专业性极强。本讲由浅入深地讲述SIMULINK对各种数学、工程问题的建模、仿真和分析的基本方法，采用“算例”作为主体，配以适量的归纳性表述。例8_1_1：信号发生器和示波器。例8_1_2：实现两个正弦信号的相乘。例8_1_1：信号发生器和示波器。返回通过这个例子，对于系统仿真工具箱的使用有一个比较具体的认识。首先从源模块库内拖出三个信号发生器模块。然后对它们分别进行设置：一个为噪声源，另外两个为正弦波，频率分别为0.2Hz和0.6Hz。接着从Simulink—

4、Math模块库内拖出一个加法器，将它的输入端设置为三个。最后从输出模块库内拖出一个示波器。将上述五个模块连接在一起。进行系统仿真。例8_1_2：实现两个正弦信号的相乘。计算将两个正弦源的频率设置为1Hz和10Hz，信号幅度均为1V；要求显示两个正弦波以及相乘后的波形，因此要求示波器有三个输入端。进行系统仿真。仿真参数设置：仿真时间设置：0到2s。仿真步长设置：定步长（Fixed--Step）。仿真算法设置：龙格--库塔法的5阶算法（ode5）。返回8．2模型的创建和模型文件8．2．1SIMULINK模型是什么？SIMULINK模型有以下

5、几层含义：在视觉上表现为直观的方框图；在文件上则是扩展名为mdl的ASCII代码；在数学上表现为一组微分方程或差分方程；在行为上则模拟了实际系统的动态特性。SIMULINK模型通常包含三种“组件”：信源（Sources）：可以是常数、时钟、白噪声、正弦波、阶梯波、扫频信号、脉冲生成器、随机数产生器等信号源；系统（System）：即指被研究系统的SIMULINK方框图；信宿（Sink）：可以是示波器、图形记录仪等。对于具体的SIMULINK模型而，不一定完全地包含这三大组件。例如：研究初始条件对系统影响就不必包含信源组件。8．2模型的创建

6、和模型文件8．2．2SIMULINK模型的创建创建模型文件；选择对象；模块的操作；连线的操作；常用的Source库信源常用的Sink库信宿对模型的注释；仿真的配置8.3连续系统建模线性系统建模举例例8.3-1：复位积分器的功用示例。例8.3_2：积分模块直接构造微分方程求解模型。例8.3_3：直接利用传递函数模块求解方程。在仿真启动时，积分器从零开始对0.5t进行积分。当复位口信号t-5=0瞬间，积分器被重置为零。此后，再对0.5（t-5）进行积分。假设从实际自然界（力学、电学、生态等）或社会中，抽象出有初始状态为0的二阶微分程，是单位

7、阶跃函数。本例演示如何用积分器直接构搭求解该微分方程的模型。对二阶微分程进行拉氏变换：可以得到：例8.3-1例8.3-2例8.3-38．6常用工具箱简介具有16种功能强大的应用工具箱。我们常用工具箱有SIMULINK、COMM、DSP等。MATLAB5.3版中的16种工具箱返回1Simulink库CommunicationsBlockset（通信模块集）ControlSystemToolbox（控制系统工具箱）Dials&GaugesBlockset（面板和仪表模块集）DSPBlockset（数字信号处理模块集）Fixed-PointB

8、lockset（定点模块集）FuzzyLogicToolbox（模糊逻辑工具箱）NCDBlockset（非线性控制设计模块集）NeuralNetworkBlockset（神经网络模块集）MPCBlockse