建模与仿真基础ppt课件.ppt

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1、第九章MATLAB建模与仿真基础（simulink）第一节MATLAB建模与仿真基础第二节Simulink工作平台第三节Simulink的仿真原理第四节Simulink模块库第五节仿真模型的建立与模块参数与属性的设置第六节Simulink仿真注意与技巧第七节其它应用模块集和Simulink扩展库第八节创建简单的Simulink模型第一节MATLAB建模与仿真基础1、仿真技术仿真技术是以相似原理、系统技术、信息技术以及仿真应用领域的有关技术为基础，以计算机系统及仿真器为工具，利用模型对系统进行研究的一门多学科的综合性技术。2、仿真技术分类（1）按模型的类型分：连续系统仿

2、真，离散系统仿真，连续/离散（时间）混合系统仿真，定性系统仿真。（2）按实现的手段：物理仿真，计算机仿真，半实物仿真，虚拟仿真，构造仿真。3、计算机的仿真过程数学模型+算法（数学模型的处理方法）+结果的可视化。4、Simulink计算机仿真工具。Simulink没有独立的语言，但它提供S函数。5、S函数可以是MATLAB的M文件，也可以是FORTRAN程序、C或C++程序，通过一定的规则让Simulink的模型或模块能够被调用。连续模块离散模块逻辑和二进制模块常用模块数学模块非线性模块信号和系统模块接收器模块输入源模块函数和平台模块第二节Simulink工作平台1、启

3、动Simulink的SimulinkLibraryBrower(库模块浏览器)，通常有两种方法：（1）在MATLAB命令窗口中直接输入Simulink命令；（2）在MATLAB工具栏上单击Simulink按钮。2、在菜单栏中执行File/New/Model命令，就建立了一个名为untitled的模型窗口。在建立了空的模块窗口后，用户可以在此窗口中创建自己需要的Simulink模型。图7-2-1库模块浏览器图7-2-2新建的空白模块窗口第三节　Simulink的仿真原理1、Simulink仿真模块通常，Simulink仿真系统包括输入(Input)、状态(states)

4、和输出(Output)三个部分。·输入模块：即信号源模块，包括常数字信号源和用户自定义信号；·状态模块：即被模拟的系统模块，是系统建模的核心和主要部分；·输出模块：即信号显示模块，它能够以图形方式、文件格式进行显示。注意：在设计一个模型时，必须先确定这三个部分的意，以及它们之间的联系；Simulink的仿真模型并非一定要完全包括这三个部分，它可以缺少其中一个或者两个；Simulink的状态模块可以是连续的、离散的，或者它们二者的结合。2、Simulink仿真过程1）初始化阶段①对模型的参数进行估计，得到它们实际计算的值。②展开模型的各个层次；③按照更新的次序对模型进行

5、排序；④确定那些显式化的信号属性，并检查每个模块是否能够接受连接它们输入端的信号；⑤确定所有非显式的信号采样时间模块的采样时间；⑥分配和初始化存储空间，以便存储每个模块的状态和当前值的输出。2）模型执行阶段模型仿真是通过数值积分来进行完成的，计算数值积分可以采用以下两步来进行：①按照秩序计算每个模块的积分；②根据当前输入和状态来决定状态的微分，得到微分矢量，然后把它返回给解法器，以计算下一个采样点的状态矢量。在每一个时间步中，Simulink依次解决下列问题：·按照秩序更新模块的输出；·按照秩序更新模块的状态；·检查模块连续状态的不连续点；·计算下一个仿真时间步的时间

6、。1、连续模块库(Continuous)在连续模块(Continuous)库中包括了常见的连续模块，这些模块如图7-4-1所示。第四节Simulink模块库在库模块浏览器中单击Simulink前面的“+”号，就能够看到Simulink的模块库，如图7-4-1所示。4）传递函数模块(TransferFcn)功能：用执行一个线性传递函数。5）零极点传递函数模块(Zero-Pole)功能：用于建立一个预先指定的零点、极点，并用延迟算子s表示的连续。6）存储器模块(Memory)功能：保持输出前一步的输入值。7）传输延迟模块(TransportDelay)功能：用于将输入端的

7、信号延迟指定的时间后再传输给输出信号。8）可变传输延迟模块(VariableTransportDelay)功能：用于将输入端的信号进行可变时间的延迟。1）积分模块(Integrator)：功能：对输入变量进行积分。说明：模块的输入可以是标量，也可以是矢量；输入信号的维数必须与输入信号保持一致。2）微分模块(Derivative)功能：通过计算差分∆u/∆t近似计算输入变量的微分。3）线性状态空间模块(State-Space)功能：用于实现以下数学方程描述的系统：2、离散模块库(Discrete)离散模块库(Discrete)主要用于建立离散采样的系统