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1、第六章基于Simulink的建模与仿真6.1SIMULINK概述6.2SIMULINK快速入门6.3功能模块的处理6.4线的处理6.5仿真参数的设定6.6仿真结果分析6.7创建子系统(Subsystem)6.8Simulink模块库介绍6.9s-function的设计如果控制系统的结构很复杂,若不借助专用的控制系统建模软件,在过去很难准确地把一个控制系统的复杂模型输入给计算机,然后对之进行进一步的分析与仿真。1990年MathWorks软件公司为MATLAB提供了新的控制系统模型图形输入与仿真工具,并定名为SIMUL
2、AB,该工具很快在控制界就有了广泛的应用,但因其名字与著名的SIMULA软件类似,所以1992年以来正式改名为SIMULINK。6.1SIMULINK概述该名字的含义是相当直观的,因为它较明显地表明此软件的两个显著功能:SIMU(仿真)与LINK(连接)。即可以利用鼠标在模型窗口上“画”特点:1.SIMULINK为用户提供了很方便的图形化功能模块,以便连接成一个模拟系统,简化设计的流程,减轻设计负担。2.扩充性很强。SIMULINK能够用MATLAB自身的语言或C、FORTRAN语言,根据S函数的标准格式,写成用户自
3、定义的功能模块。如果学会了S函数,就能充分发挥SIMULINK的功能。否则只能用模块库中的模块去拼出系统。出所需的控制系统模型,然后利用SIMULINK提供的功能来对系统进行仿真。6.2SIMULINK快速入门一、启动SIMULINK二、窗口介绍1.库浏览窗口(SimulinkLibraryBrowser)2.模型窗口3. 图形输出窗口三、SIMULINK模型设计示例步骤:1.将功能模块放入空白设计区域内组合完成系统。2.执行Simulation菜单中的Start命令。示例一:以建立一个简单的PID控制器为例,说明S
4、imulink从建模到仿真的步骤:(1)在Simulink窗口下的File菜单中选择New命令创建一个Untitled空白窗。(2)双击信号源Source子库打开信号源模块库,将信号发生器SignalGenerator模块从子库窗口拷贝到Untitled窗口中。具体方法:先把鼠标的光标移到信号发生器的方框图中,按住鼠标的左键,将它拖到新的窗口中,然后松开,完成复制;并选择Sine函数作为信号源。(3)采取同样方法,可以将其它模块拷贝到Untitled窗口各模块所在的位置。说明如下:加法器Sum:在Simulink/M
5、ath/子库中。PID控制器:在/Simulinkextras/AdditionalLinear子模型库中,双击打开该控制器可分别设定P,I,D参数值。传递函数TransferFcn:在Simulink/continuous/模型库中,双击打开该函数,并设定:Numerator:[13],Denominator:[123]。示波器Scope:在Sinks模型库中。(4)将各个拷贝到的模块按上图所示的方式连接起来、构成一个闭环PID控制器。程序名:mex3_5_f1.mdl示例二:程序名:mex3_5_f2.mdl示例
6、三:6.3功能模块的处理1.移动将光标置于待移动的模块图标上,然后按住鼠标左键将模块拖到合适的地方即可。模块移动时,它与其它模块的连线也随之移动。2.选定选定一个环节,单击待选模块,模块四个角便出现小黑块,表示模块被选定。如果要选择一组模块,首先按住鼠标左键拉出一个矩形虚线框,将所有待选模块包在其中,然后松开,则矩形框里的所有模块同时被选中。3.模块的删除、剪切和拷贝选定一个模块,可以作如下操作。删除:按Delete键,可以将选定的模块删除。剪切:选择Edit菜单中的Cut命令,可以将被选定模块移到Windows的剪
7、切板上。可供Paste命令重新粘贴。拷贝:选择Edit菜单中的Copy命令,然后将光标移到要粘贴的地方,再运行Edit菜单中的Paste命令,就会在选定的位置上复制出相应的模块。Simulink本身带有一种更简单的复制操作:●用鼠标右键把待拷贝的模块拖到希望位置后松开,便完成拷贝工作。●或者按住Ctrl键和鼠标左键把待拷贝的模块拖到希望位置后松开,便完成拷贝工作。4. 模块的翻转为了能够顺序连接模块的输出与输入端,有时需要将模块转向。在菜单Format中选择FlipBlock命令则旋转180°;选择RotateBlo
8、ck命令则顺时旋转90°。5.改变大小6.模块的命名先单击需要更改的名称,然后直接更改即可。可以采用Format下的FlipName命令使名称在功能模块上的位置翻转180°。若要隐藏模块名称则用Format下的HideName命令。7.颜色设定用Format→ForegroundColor命令改变前景颜色;用Format→Background命