第6章_SIMULINK仿真环境ppt课件.ppt

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1、第六章SIMULINK仿真环境Matlab与控制系统仿真宋燕星防灾仪器系内容Simulink工作平台的启动Simulink仿真原理Simulink模块库仿真模型的建立和模块参数及属性的设置其他应用模块集及Simulink扩展库Simulink工作平台的启动Simulink工作平台启动Simulink，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，如图1所示。图2库模块浏览器图3新建的空白模块窗口Simulink仿

2、真原理Simulink的仿真原理Simulink仿真模块通常，Simulink仿真系统包括输入(Input)、状态(states)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义，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

3、；Simulink的状态模块可以是连续的、离散的，或者它们二者的结合。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

4、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。Simulink模块库连续模块库(Continuous)在连续模块(Continuous)库中包括了常见的连续模块，这些模块如图所示。Simulink模块库在库模块浏览器中单击Simulink前面的“+”号，就能够看到Si

5、mulink的模块库，如图7.2所示。模块名说明Derivative信号的微分运算Integrator信号的积分运算Memory输出前一个时间步的输入值State-space实现线性状态空间系统Transferfcn实现线性传递系统Transportdelay对输入信号进行传输延时Variabletransportdelay对输入信号进行可变时间的传输延时Zero-pole实现零－极点表达式的传递函数表Continuous库离散模块库(Discrete)离散模块库(Discrete)主要用于建立

6、离散采样的系统模型，包括的主要模块，如图所示。模块名说明Discretefilter实现IIR和FIR滤波器Discretestate-space实现离散状态空间系统Discrete-timeintegrator离散时间积分器Discretetransferfcn实现离散传递函数Discretezero-pol实现用零极点表达的离散传递函数First-orderhold实现一阶采样保持系统Unitdelay单位采样时间延迟器Zero-orderhold实现采样的零阶保持表Discrete库函数与

7、表格模块库(Function&Table)函数与表格模块库(Function&Table)主要实现各种一维、二维或者更高维函数的查表，另外用户还可以根据自己需要创建更复杂的函数。该模块库包括多个主要模块、如图所示。模块名说明Fcn实现自定义表达式的输入信号Look-uptable实现输入的线性查表Look-uptable(2-d)实现两维信号的线性查表Matlabfcn实现Matlab函数或表达式输入信号S-FunctionS函数模块表FunctionandTables函数数学模块库(Math)

8、数学模块库(Math)包括多个数学运算模块，如图所示。模块名说明Abs信号的绝对值Algebraicconstraint将输入信号强制为零Combinatoriallogic实现一个真值表Complextomagnitude-angle输出一个复数输入信号的幅角和模Complextoreal-imag输出一个复数信号的实部和虚部Dotproduct向量信号的点积Gain将模块的输入信号乘上一个增益Logicaloperator输入信号的逻辑操作Magnitude-angletocomplex将模