第七章-Simulink仿真
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第7章 Simulink的基础应用
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3.3 启动仿真启动仿真
设置仿真参数和选择解法器后，可以启动仿真运行。 选择菜单下start选项来启动仿真，如果模型中有些 参数没有定义，则会出现错误信息提示框。否则开始 仿真运行，结束时系统会发出一鸣叫声。
12
【例7-1】观察信号发生器输出波形 具体操作步骤如下： （1）进入SIMULINK，打开一个空白的模型窗口。 （2）打开SIMULINK的Sources模块库，选择Signal Generator（信号发生器）。 （3）打开SIMULINK的Sinks模块库，选择Scope（示波器） 。 （4）连接Signal Generator（信号发生器）模块和Scope（示 波器）模块。
simulink是matlab软件的扩展它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包它与matlab语言的主要区别在于其与用户交互接口是基于windows的模型化图形输入其结果是使得用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建而非语言的编所谓模型化图形输入是指simulink提供基本的系统模块用户只需要知道这些模块的输入输出及模块的功能而不必考察模块内部是如何实现的通过对这些基本模块的调用再将它们连接起来就可以构成所需要的系统模型以
6
2.3 功能模块的操作方法
1、移动模块 选中，按住左键即可移动； 若脱离线移动，可按住shift键，再拖曳。 2、复制模块 使用“复制”、“粘帖”图标； 按下左键同时，按下Ctrl键，移动鼠标。 3、删除模块 选中模块，按下Delete 按下shift，选中多个模块，按Delete 4、模块的转向 Format中的Flip Block或者Rotate Block 快捷键Ctrl+I或者Ctrl+R
3.3 启动仿真启动仿真
设置仿真参数和选择解法器后，可以启动仿真运行。 选择菜单下start选项来启动仿真，如果模型中有些 参数没有定义，则会出现错误信息提示框。否则开始 仿真运行，结束时系统会发出一鸣叫声。
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【例7-1】观察信号发生器输出波形 具体操作步骤如下： （1）进入SIMULINK，打开一个空白的模型窗口。 （2）打开SIMULINK的Sources模块库，选择Signal Generator（信号发生器）。 （3）打开SIMULINK的Sinks模块库，选择Scope（示波器） 。 （4）连接Signal Generator（信号发生器）模块和Scope（示 波器）模块。
simulink是matlab软件的扩展它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包它与matlab语言的主要区别在于其与用户交互接口是基于windows的模型化图形输入其结果是使得用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建而非语言的编所谓模型化图形输入是指simulink提供基本的系统模块用户只需要知道这些模块的输入输出及模块的功能而不必考察模块内部是如何实现的通过对这些基本模块的调用再将它们连接起来就可以构成所需要的系统模型以
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2.3 功能模块的操作方法
1、移动模块 选中，按住左键即可移动； 若脱离线移动，可按住shift键，再拖曳。 2、复制模块 使用“复制”、“粘帖”图标； 按下左键同时，按下Ctrl键，移动鼠标。 3、删除模块 选中模块，按下Delete 按下shift，选中多个模块，按Delete 4、模块的转向 Format中的Flip Block或者Rotate Block 快捷键Ctrl+I或者Ctrl+R
simulink动态系统建模仿真 第7章
虽然Simulink中的许多模块都能够产生过零，但各个模块的 过零类型是有差异的。下面举例说明带有过零的Simulink模块的 过零检测方式。例如，对于Abs模块来说，当输入信号改变符号 时将产生一个过零事件；而对于Saturation(饱和)模块来说，当过 零检测功能检测到Saturation模块中的如下事件时产生过零：
第7章 高级仿真概念
7.1.2 过零检测的实现方式 过零检测可以使Simulink精确地仿真不连续点，而不必过多
地选用小步长。实际上，Simulink中的许多模块都支持过零检测， 在实际建模仿真中，如果用户对所有的系统，包括含有不连续环 节的系统都利用过零检测进行仿真，那么不仅仿真过程的速度更 快，而且精度也会提高。
第7章 高级仿真概念 图7-6
第7章 高级仿真概念
当选择变步长算法仿真模型时，Solver options选项区 中的Zero crossing control选项可以控制是否启动过零检测， 如图7-7所示。对于大多数模型来说，当选择较大步长仿真 模型时，启动过零检测会加速仿真过程。但是，如果模型有 极大的动态变化，则关闭过零检测会加速仿真过程，但会降 低仿真结果的精确度。
第7章 高级仿真概念
7.1.3 使用过零检测 对于某些模型，模型在不连续点处有可能会出现高频抖
动。还以弹跳小球为例，将小球抛向空中，然后反复地撞击 地面，每一次小球撞击地面时，Simulink在小球的速度和位 置上都会遇到一个不连续点，由于这种撞击反复地出现过零 检测，因此Simulink的仿真步长会变得越来越小。从本质上 来说，这种仿真结果也不是很完善。
第7章 高级仿真概念
7.1.2 过零检测的实现方式 过零检测可以使Simulink精确地仿真不连续点，而不必过多
地选用小步长。实际上，Simulink中的许多模块都支持过零检测， 在实际建模仿真中，如果用户对所有的系统，包括含有不连续环 节的系统都利用过零检测进行仿真，那么不仅仿真过程的速度更 快，而且精度也会提高。
第7章 高级仿真概念 图7-6
第7章 高级仿真概念
当选择变步长算法仿真模型时，Solver options选项区 中的Zero crossing control选项可以控制是否启动过零检测， 如图7-7所示。对于大多数模型来说，当选择较大步长仿真 模型时，启动过零检测会加速仿真过程。但是，如果模型有 极大的动态变化，则关闭过零检测会加速仿真过程，但会降 低仿真结果的精确度。
第7章 高级仿真概念
7.1.3 使用过零检测 对于某些模型，模型在不连续点处有可能会出现高频抖
动。还以弹跳小球为例，将小球抛向空中，然后反复地撞击 地面，每一次小球撞击地面时，Simulink在小球的速度和位 置上都会遇到一个不连续点，由于这种撞击反复地出现过零 检测，因此Simulink的仿真步长会变得越来越小。从本质上 来说，这种仿真结果也不是很完善。
simulink动态系统建模仿真 第7章
图7-7
对于模型中的某些模块，用户可以在模块的参数对话框 中不选择Enable zero crossing detection选项来关闭模块的过 零检测，并设置Zero crossing control选项为Use local settings，表示只对模型进行局部过零检测。局部过零检测 可以减少Simulink频繁地对模型进行过零检测，而模型中的 其他模块同样可以获得使用过零检测带来的高精度。
7.1.3 使用过零检测 对于某些模型，模型在不连续点处有可能会出现高频抖
动。还以弹跳小球为例，将小球抛向空中，然后反复地撞击 地面，每一次小球撞击地面时，Simulink在小球的速度和位 置上都会遇到一个不连续点，由于这种撞击反复地出现过零 检测，因此Simulink的仿真步长会变得越来越小。从本质上 来说，这种仿真结果也不是很完善。
例7-1 使用过零检测。 图7-8中的模型是一个带有过零检测功能的模型。该模 型采用Function模块和Abs模块计算对应输入的绝对值，由 于Function模块不支持过零，因此有一些拐角点被漏掉了， 而Abs模块由于能够产生过零，因此每当它的输入改变符号 时，都能够精确地得到零点的结果。
图7-8
在Simulink的仿真参数设置对话框中，对话框的Solver 选项面板和Diagnostics选项面板都提供了对过零进行的检测 设置，用户可以根据需要对模型进行相应的设置。
第7章 Simulink仿真
第7章 Simulink仿真
4．标注连线 双击需要标注的连线，可以看到一个文本框，在里面输入标注文 字单击回车键确定即可。用鼠标拖动文本框还可以改变标识的位 置。另外，在Format→Port/Signal Displays菜单下还有与连线标 注有关的命令： 1）Sample Time Color：将采样时间不同的模块和连线用不同的颜 色显示。 2）Port Data Types：在连线上显示传输数据的类型，如double、 int32等。 5．删除连线 如果想要删除某条连线，可单击要删除的连线，此时连线上出现 标记点，表示该连线已经被选中，然后单击模型窗口工具栏中的 【剪切】按钮或者直接单击键盘上的〈Delete〉键，即可删除该 连线。
第7章 Simulink仿真
一、Solver选项卡
（1）Simulink time 设置仿真起始时间和停止时间。 （2）Solver options 仿真解题器的操作。根据类型（Type）的变化 分为：Variable-step（变步长算法）和Fixedstep（固定步长算法）。
第7章 Simulink仿真
第7章 Simulink仿真
数学运算模块的功能
模块 Sum Product Dot Product Gain Slider Gain 求和 积或商 点积 常数增益 可变增益 功能 模块 Rounding Function Combinatorial Logic Logic Operator Bitwise Logical Operator Relational Operator 功能 取整函数 逻辑真值表 逻辑算子 位逻辑算子 关系算子
Simulink建模和仿真
二、仿真运行原理
Simulink仿真包括两个阶段；初始化阶段和模型执行阶段 Simulink仿真包括两个阶段；初始化阶段和模型执行阶段 (1) 模块初始化 在初始化阶段主要完成以下工作： ① 模型参数传给Matlab进行估值，得到的数值结果将作为模 模型参数传给Matlab进行估值，得到的数值结果将作为模 型的实际参数； ② 展开模型的各个层次，每一个非条件执行的子系统被它所 包含的模块所代替；
源模块 系统模块 显示模块
图7.1.1 Simulink模型元素关联图
第七章Simulink 第七章Simulink建模和仿真 Simulink建模和仿真
7.1 Simulink的概述和基本操作 Simulink的概述和基本操作
Simulink模型并不一定要包含全部的三种元素，在实际应用 Simulink模型并不一定要包含全部的三种元素，在实际应用 中通常可以缺少其中的一个或两个。例如，若要模拟一个系 统偏离平衡位置后的恢复行为，就可以建立一个没有输入而 只有系统模块加一个显示模块的模型。在某种情况下，也可 以建立一个只有源模块和显示模块的系统。若需要一个由几 个函数复合的特殊信号，则可以使用源模块生成信号并将其 送入Matlab工作间或文件中。 送入Matlab工作间或文件中。
第七章Simulink 第七章Simulink建模和仿真 Simulink建模和仿真
7.1 Simulink的概述和基本操作 Simulink的概述和基本操作
第7章SIMULINK仿真操作
z
u+0.0 Bias
|u| u Complex to Magnitude-Angle
Re(u) Im(u) Complex to Real-Imag
u
Add Algebraic Constraint |.|
Divide
Dot Product
1 Gain Magnitude-Angle to Complex
MATLAB/SIMULINK实用教程
张化光 孙秋野 刘鑫蕊 编著
第7章SIMULINK仿真操作
7.1 SIMULINK简介
7.2 SIMULINK的基本操作
7.3 SIMULINK的基本模块简介 7.4 连续系统建模
7.5 子系统的创建及封装技术
7.6 离散时间系统和混合系统
7.7 SIMULINK的分析工具
e
u
Horiz Cat
min
R
min(u,y) y MinMax Running Resettable t Sign Sine Wave Function 1
P(u) O(P) = 5 Polynomial
Math Function Re Im
MinMax Matrix Concatenation U( : ) floor
7.2 SIMULINK的基本操作
1．选择模块集（库）
图7-11 打开的SIMULINK、Simpower System、SIMULINK Extras模块集示意图
matlab simulink仿真
y 5t 6
2
有两种方法可以构建函数曲线，一种方法
是采用Matlab函数模块，一种是使用基本 模块的组合连接。
方法1：采用Matlab Fcn模块构建
• 先建立
y 5t 6 的M函数文件f.m
2
• function y=f(t)
• y=5*t*t+16；
• 然后建立模型窗口，在模型窗口中添加
Simulink模块库简介
• 在Matlab的命令窗口中键入Simulink或 在Matlab的工具栏中单击 按钮 ， 可以打开Simulink的模块库，其界面又 称为模块库浏览器。
模 块 库
信 号 源 模 块 组
Sources
连 续 模 块 组
Continuous
离 散 模 块 组
Discrete
Simulink模型举例
• 例1 设系统的微分方程为：
x1 x 2 t 0 .5 t x2 x2 e
• 试建立系统仿真模型。
• 微分方程中的系统是时间t的函数，t由信号 源模块库(Sources)中的时钟模块(Clock)提 供，用数学运算模块库(Math Operation)中 的数学函数模块(Math Function)产生，再配 合以Sources库中的常数模块(Constant)、 Math Operations库中的乘积模块(Product) 和连续系统模块库(Continuous)中的积分模 块(Integrator)等，就可以建立系统模型。关 于输出可以用输出模块库(Sinks)中的输出端 口模块(Out)，也可以用Scope模块等等。
第七章SMlink使用
Simulink模块 模块库 7.4 Simulink模块库
一、信号源模块库
Model & Subsystem Inputs
1 In1 Ground untitled.mat From File simin From Workspace
Signal Generators
1 Constant Signal Generator Pulse Generator
二、常用的标准模块
附录C以表格的形式给出Simulink几个基本模块库中 附录C以表格的形式给出Simulink几个基本模块库中 Simulink 的模块功能简介， 的模块功能简介，表格中的模块名和模块库中的模块 图标下的名称一致。 图标下的名称一致。
7.2 Simulink 的基本操作
三、模块的操作
模块的选取 模块的复制、剪切、删除、 模块的复制、剪切、删除、移动 模块的连接 模块参数的设置 例7.2.1 已知单位负反馈二阶系统的开环传递函数为
10 G ( s) = 2 s + 4.47 s
试绘制单位阶跃响应的实验结构图。 试绘制单位阶跃响应的实验结构图。
10 s2+4.47s Transfer Fcn
Simulink简介 7.1 Simulink简介
模型分析工具包括线性化和平衡点分析工具、MATLAB的许多工具及MATLAB 模型分析工具包括线性化和平衡点分析工具、MATLAB的许多工具及MATLAB 的许多工具及 的应用工具箱。由于MATLAB Simulink的集成在一起的 MATLAB和 的集成在一起的， 的应用工具箱。由于MATLAB和Simulink的集成在一起的，因此用户可以在这 两种环境下对自己的模型进行仿真、分析和修改。 两种环境下对自己的模型进行仿真、分析和修改。 Simulink具有非常高的开放性，提倡将模型通过框图表示出来， Simulink具有非常高的开放性，提倡将模型通过框图表示出来，或者将已 具有非常高的开放性 有的模型添加组合到一起，或者将自己创建的模块添加到模型当中。 有的模型添加组合到一起，或者将自己创建的模块添加到模型当中。 Simulink具有较高的交互性，允许随意修改模块参数， Simulink具有较高的交互性，允许随意修改模块参数，并且可以直接无缝 具有较高的交互性 地使用MATLAB的所有分析工具。对最后得到的结果可进行分析， MATLAB的所有分析工具 地使用MATLAB的所有分析工具。对最后得到的结果可进行分析，并能够将结 果可视化显示。 果可视化显示。 Simulink非常实用，应用领域很广， Simulink非常实用，应用领域很广，可使用的领域 非常实用 包括航空航天、电子、力学、数学、通信、 包括航空航天、电子、力学、数学、通信、影视和控 制等。 制等。世界各地的工程师都在利用它来对实际问题建 解决问题。 模，解决问题。
第七讲 Simulink仿真
改变标签位 置
按照用户自己意愿 布置标签位置，改 善模型的外观
14
7.3.3 模块连接
模块连接通过信号线实现。 信号线是Simulink模型中另一类最基本的元素，熟悉和正 确使用信号线是创建模型的基础。 信号线并不是简单的连线，它具有一定流向属性且不可逆 向，表示实际模型中信号的流向。
15
仿真实例 步骤:
打开一个名为untitled 的模型编辑窗口。 将所需模块添加到模型 中。 用连线将各个模块连接 起来组成系统仿真模型。 设置模块参数并连接各 个模块组成仿真模型。
5
7.1 初识Simulink
设置系统仿真参数。 运行仿真模型，查看 结果。
6
7.2
Simulink概述
11
专业模块库
7.3.2 模块操作
操作内容 操作目的 操作方法 选取模块 方法1：在目标模块上按下鼠标左键，拖动目标模块进入 从模块库浏览器中选取需 SIMULINK仿真平台窗口中，松开左键；方法2：在目标模块 要的模块放入SIMULINK 上单击鼠标右键，弹出快捷菜单，选择“Add to Untitled”选 仿真平台窗口中 项 可对多个模块同时进行共 同的操作，如移动、复制 等 删除窗口中不需要的模块 改善模型的外观，调整整 个模型的布置 将模块移动到合适位置， 调整整个模型的布置 方法1：按住“Shift”键，同时用鼠标单击所有目标模块；方 法2：使用“范围框”，即按住鼠标左键，拖曳鼠标，使范围 框包围所有目标模块 方法1：选中模块，按下“Delete”键；方法2：选中模块， 同时按下“Ctrl”和“X”键，删除模块并保存到剪贴板中 选中模块，模块四角将出现小方块；单击一个角上的小方块 并按住鼠标左键，拖曳鼠标到合理大小位置 单击模块，拖曳模块到合适的位置，松开鼠标按键 方法1：选中模块，选择菜单命令[Diagram>Rotate & Flip>Clockwise/Counterclockwise],模块&标签顺/逆时针旋转 90°；选择菜单命令[Diagram>Rotate & Flip>Flip Block]， 模块顺时针旋转180°；方法2：右键单击目标模块，在弹出 的快捷菜单中进行与方法1同样的菜单项选择 方法1：先按住“Ctrl”键，再单击模块，拖曳模块到合适的 位置，松开鼠标按键；方法2：选中模块，使用[Edit>Copy]及 [Edit>Paste]命令
建模与仿真-PPT精品
二、仿真运行原理
Simulink仿真包括两个阶段；初始化阶段和模型执行阶段 (1) 模块初始化 在初始化阶段主要完成以下工作： ① 模型参数传给Matlab进行估值，得到的数值结果将作为模
型的实际参数； ② 展开模型的各个层次，每一个非条件执行的子系统被它所包
含的模块所代替；
第七章Simulink建模和仿真 7.1 Simulink的概述和基本操作
表7.2.1到表7.2.8列出了个库包含的主要模块及简单说明。 图7.2.2到图7.2.10列出了各库包含的主要模块种类图形。
第七章 Simulink建模和仿真 7.2 基本模块
表7.2.1 Source库
模块名
说明
Clock
显示或者提供仿真时间
Constant
产生一个常数值信号
Digital clock
源模块
系统模块
显示模块
图7.1.1 Simulink模型元素关联图
第七章Simulink建模和仿真 7.1 Simulink的概述和基本操作
Simulink模型并不一定要包含全部的三种元素，在实际应用 中通常可以缺少其中的一个或两个。例如，若要模拟一个系 统偏离平衡位置后的恢复行为，就可以建立一个没有输入而 只有系统模块加一个显示模块的模型。在某种情况下，也可 以建立一个只有源模块和显示模块的系统。若需要一个由几 个函数复合的特殊信号，则可以使用源模块生成信号并将其 送入Matlab工作间或文件中。
Simulink仿真包括两个阶段；初始化阶段和模型执行阶段 (1) 模块初始化 在初始化阶段主要完成以下工作： ① 模型参数传给Matlab进行估值，得到的数值结果将作为模
型的实际参数； ② 展开模型的各个层次，每一个非条件执行的子系统被它所包
含的模块所代替；
第七章Simulink建模和仿真 7.1 Simulink的概述和基本操作
表7.2.1到表7.2.8列出了个库包含的主要模块及简单说明。 图7.2.2到图7.2.10列出了各库包含的主要模块种类图形。
第七章 Simulink建模和仿真 7.2 基本模块
表7.2.1 Source库
模块名
说明
Clock
显示或者提供仿真时间
Constant
产生一个常数值信号
Digital clock
源模块
系统模块
显示模块
图7.1.1 Simulink模型元素关联图
第七章Simulink建模和仿真 7.1 Simulink的概述和基本操作
Simulink模型并不一定要包含全部的三种元素，在实际应用 中通常可以缺少其中的一个或两个。例如，若要模拟一个系 统偏离平衡位置后的恢复行为，就可以建立一个没有输入而 只有系统模块加一个显示模块的模型。在某种情况下，也可 以建立一个只有源模块和显示模块的系统。若需要一个由几 个函数复合的特殊信号，则可以使用源模块生成信号并将其 送入Matlab工作间或文件中。
Simulink建模和仿真
第七章Simulink 第七章Simulink建模和仿真 Simulink建模和仿真
7.1 Simulink的概述和基本操作 Simulink的概述和基本操作
② 按排列好的次序更新模型中模块的状态，Simulink计算 按排列好的次序更新模型中模块的状态，Simulink计算 一个模块的离散状态的方法时调用模块的离散状态更新函数。 而对于连续状态，则对连续状态的微分（在模块可调用的函 数里，有一个用于计算连续微分的函数）进行数值积分来获 得当前的连续状态。 ③ 检查模块连续状态的不连续点。Simulink使用过零检测 检查模块连续状态的不连续点。Simulink使用过零检测 来检测连续状态的不连续点。 ④ 计算下一个仿真时间步的时间。这是通过调用模块获得 下一个采样时间函数来完成的。 (3) 定模块更新次序 在仿真中，Simulink更新状态和输出都要根据事先确定的模 在仿真中，Simulink更新状态和输出都要根据事先确定的模 块更新次序，而更新次序对方针结果的有效性来说非常关键。 特别当模块的输出是当前输入值的函数时，这个模块必须在 驱动它的模块被更新之后才能被更新，否则，模块的输出将 没有意义。
二、仿真运行原理
Simulink仿真包括两个阶段；初始化阶段和模型执行阶段 Simulink仿真包括两个阶段；初始化阶段和模型执行阶段 (1) 模块初始化 在初始化阶段主要完成以下工作： ① 模型参数传给Matlab进行估值，得到的数值结果将作为模 模型参数传给Matlab进行估值，得到的数值结果将作为模 型的实际参数； ② 展开模型的各个层次，每一个非条件执行的子系统被它所 包含的模块所代替；
第七章 Simulink仿真环境
2. 从工作空间获取数据（From workspace）和从 文件获取数据（From file）
From workspace和From file分别是从工作空间和 MAT文件输入数据，都在“Sources”子模块库中。
3. 求和模块（Sum）
Sum模块用来计算信号wk.baidu.com和，是“Math Operations”子模块库中的。
模型窗口中的模型设计区用来创建和修改模型。
7.2.3 Simulink的工作原理
Simulink仿真过程虽然不需要了解模块内部的编 程，但应了解其工作原理。
仿真包括以下几个步骤。 （1）模型编译：
Simulink引擎调用模型编译器，其主要的功能：对模块 参数进行评估以确定它们的实际值，确定信号属性，传递 信号属性并检查每个模块是否能接收输入端的信号，优化 模块，确定模块的运行优先级等。
7.2.3 Simulink的工作原理
（2）连接 分配和初始化存储空间，按执行次序排列的方
法创建运行列表，以便定位和存储 每个模块的状 态和当前值输出。
（3）仿真执行 仿真执行包括两个阶段： 1.初始化阶段，只执行一次，用于初始化系统
的状态和输出； 2.迭代阶段，每个一个时间就重复执行一次，
用于计算并更新模型新的输入、状态输出。
例7-1 将一个阶跃输入信号送到积分环节，并 将积分后的信号送到示波器显示。
第7章：Simulink基础
安庆师范学院物理与电气工程学院
离散系统模块库Discrete 四,离散系统模块库Discrete ZeroHold零阶保持器 保持sample 零阶保持器, Zero-Order Hold零阶保持器,保持sample time 单位延迟采样保持 Unit Delay 单位延迟采样保持 Discreteintegerator离散时间积分器 Discrete-Time integerator离散时间积分器 State-Space离散状态方程 Discrete State-Space离散状态方程 Discrete Transfer Fcn离散传递函数 Fcn离散传递函数 Zero-Pole离散 离散零极点 Discrete Zero-Pole离散零极点
六,信号与系统模块库Signal &Systems 信号与系统模块库Signal
Mux 多路复合器 Demux多路分离器 多路分离器 Data type conversion 数据类型转换
安庆师范学院物理与电气工程学院
第3节 Simulink建模 节 建模
一,模块的创建与操作
1,创建模块 ,
浏览列表中选择模块→左键拖至模块窗口适当位置 浏览列表中选择模块 左键拖至模块窗口适当位置→ 左键拖至模块窗口适当位置 双击模块设置参数→ 双击模块名修改模块名→ 双击模块设置参数 双击模块名修改模块名 … 2,模块操作 , 模块选择: 模块选择:单击 模块移动: 模块移动:选择并拖动 模块缩放: 模块缩放:拖动四个标记点 复制模块: 复制模块:copy → paste
离散系统模块库Discrete 四,离散系统模块库Discrete ZeroHold零阶保持器 保持sample 零阶保持器, Zero-Order Hold零阶保持器,保持sample time 单位延迟采样保持 Unit Delay 单位延迟采样保持 Discreteintegerator离散时间积分器 Discrete-Time integerator离散时间积分器 State-Space离散状态方程 Discrete State-Space离散状态方程 Discrete Transfer Fcn离散传递函数 Fcn离散传递函数 Zero-Pole离散 离散零极点 Discrete Zero-Pole离散零极点
六,信号与系统模块库Signal &Systems 信号与系统模块库Signal
Mux 多路复合器 Demux多路分离器 多路分离器 Data type conversion 数据类型转换
安庆师范学院物理与电气工程学院
第3节 Simulink建模 节 建模
一,模块的创建与操作
1,创建模块 ,
浏览列表中选择模块→左键拖至模块窗口适当位置 浏览列表中选择模块 左键拖至模块窗口适当位置→ 左键拖至模块窗口适当位置 双击模块设置参数→ 双击模块名修改模块名→ 双击模块设置参数 双击模块名修改模块名 … 2,模块操作 , 模块选择: 模块选择:单击 模块移动: 模块移动:选择并拖动 模块缩放: 模块缩放:拖动四个标记点 复制模块: 复制模块:copy → paste
相关主题
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第七章 Simulink仿真
• • • • 7．1 Simulink基础 7．2 Simulink模型操作和仿真系统设置 7．3 系统建模实例 7．4 仿真系统中的子系统
• Simulink是MATLAB软件的一个软件包，能 够对动力学系统进行建模、仿真以及各种分 析。Simulink仿真模拟支持完全的图形化界 面。 • Simulink提供了图形用户界面，使得构建模 型变的更直观、简单，只需要鼠标的点击与 拖放。Simulink模块是分层次结构的，为用 户寻找需要的模块提供了方便，提高了工作 效率。所以Simulink是MATLAB软件一个非 常重要的组成部分。
属性设置窗口
示波器属性设置
示波器结果图
练一练
• 仿真正弦信号与chirp信号相乘的波形图， 示波器同时观察三个波形。
• 例7.3 现有一待显示图形函数为
f(x )2 * s i nx e
12 x 2
1 2 x 2
• 现需要在同一示波器中分别显示 s in x ， e 和 f ( x ) 曲线。
4. Simulink模型窗口
• 模型窗口含有菜单栏、工具栏、编辑框和状态栏等部分
5. Simulink建模仿真示例
• • • • • • 例7.1 用Simulink模拟正弦信号产生与输出。 创建Simulink的步骤： (1) 创建新模型界面 (2) 添加正弦信号产生模块和波形显示模块 (3) 模块属性设置 (4) 运行仿真系统
示波器属性设置窗口
正弦信号模块属性设定
系统运行结果
练一练
• 如何产生余弦信号？ • 如何产生振幅为3的余弦信号？ • 如何产生振幅为3、周期为4的余弦信号？
例7.2 用Simulink模拟chirp信号和正弦信号叠加的信号输出。
Chirp Signal模块属性设置
Sine Wave模块属性设置
方法2：
0.2 • 解：传输函数 2 s 0.2s 0.4
• 方法3：状态空间模型 • >>G=tf([0.2],[1 0.2 0.4]) • >>G1=ss(G)
，
试一试
• 借助Simulink仿真求解微分方程 2 x 1 0 ( 1 x ) xx 1 0 s i n ( 2 t )
( 0 ) 2 , x ( 0 ) 2 • 初始条件为 x
作业：
• 请借助Simulink工具完成将摄氏度转换为华 氏度，公式如下：
9 T f Tc 32 5
7.2 Simulink模型操作和仿真系统设置
• • • • 7.2.1 Simulink模型操作 操作模块 操作连线 7.2.2 Simulink仿真系统设置
7．3 系统建模实例
0 . 2 x 0 . 4 x 0 . 2 u ( t ) • 例7.4 借助积分器求微分方程 x • 其中u ( t ) 为单位阶跃函数。
3. Commonly Used Blocks模块库
常用模块库中模块
模块名称 Bus Creator Bus Selector Constant Data Type Conversion Delay Demux Discrete-Time Integrator Gain Ground In1 Integrator Logical Operator Mux Out1 Product Relational Operator Saturation Scope Subsystem Sum Switch Terminator Vector Concatenate 母线产生器 母线选择器 常数 数据类型转换 延迟 拆分信号 离散时间积分器 增益 接地 输入 积分器 逻辑算符 合并信号 输出 相乘 关系算符 饱和度 示波器 子系统 求和 开关 终端 矢量连接 描述
• 方法1： • 解：将微分方程改写为
x 0 . 2 u ( t )0 . 40 x . 2 x
x 0 . 2 u ( t )0 . 40 x . 2 x
图形窗口属性设置
最终仿真结果
• • • • • • • • • • • • • • •
% EXAMP070031 % (从工作空间加载数据). t=simout.x.Time(:); %输入信号标线为x x=simout.x.Data(:); % (在变量x中寻找最大值). [xm,km]=max(x); % (绘制最终结果图形). plot(t,x) hold on % (标注x的最大值位置). plot(t(km),xm,'ro','markersize',15,'linewidth',2); hold off grid on title('仿真结果')
7.1 Simulink基础
• 1.启动Simulink的两种方法： • a.通过点击工具栏 “ ” 图标启动； • b.在MATLAB命令窗口输入simulink然后点 击回车键启动。 • 打开的Simulink Library Browser
2. Siቤተ መጻሕፍቲ ባይዱulink模块库浏览器
名称 Commonly Used Blocks Continuous Discontinuities Discrete Logic and Bit Operations Lookup Tables Math Operations Model Verification Model-Wide Utilities Ports & Subsystems Signal Attributes Signal Routing Sinks Sources User-Defined Functions Additional Math & Discrete 描述 常用模块库 连续信号模块库 不连续信号模块库 离散信号模块库 逻辑和位操作模块库 查表模块库 数学运算模块库 模型确认模块库 模型工具模块库 端口和子系统模块库 信号贡献模块库 信号传输模块库 信号接收器模块库 信号源模块库 用户定义函数模块库 附加数学和离散模块库
• • • • 7．1 Simulink基础 7．2 Simulink模型操作和仿真系统设置 7．3 系统建模实例 7．4 仿真系统中的子系统
• Simulink是MATLAB软件的一个软件包，能 够对动力学系统进行建模、仿真以及各种分 析。Simulink仿真模拟支持完全的图形化界 面。 • Simulink提供了图形用户界面，使得构建模 型变的更直观、简单，只需要鼠标的点击与 拖放。Simulink模块是分层次结构的，为用 户寻找需要的模块提供了方便，提高了工作 效率。所以Simulink是MATLAB软件一个非 常重要的组成部分。
属性设置窗口
示波器属性设置
示波器结果图
练一练
• 仿真正弦信号与chirp信号相乘的波形图， 示波器同时观察三个波形。
• 例7.3 现有一待显示图形函数为
f(x )2 * s i nx e
12 x 2
1 2 x 2
• 现需要在同一示波器中分别显示 s in x ， e 和 f ( x ) 曲线。
4. Simulink模型窗口
• 模型窗口含有菜单栏、工具栏、编辑框和状态栏等部分
5. Simulink建模仿真示例
• • • • • • 例7.1 用Simulink模拟正弦信号产生与输出。 创建Simulink的步骤： (1) 创建新模型界面 (2) 添加正弦信号产生模块和波形显示模块 (3) 模块属性设置 (4) 运行仿真系统
示波器属性设置窗口
正弦信号模块属性设定
系统运行结果
练一练
• 如何产生余弦信号？ • 如何产生振幅为3的余弦信号？ • 如何产生振幅为3、周期为4的余弦信号？
例7.2 用Simulink模拟chirp信号和正弦信号叠加的信号输出。
Chirp Signal模块属性设置
Sine Wave模块属性设置
方法2：
0.2 • 解：传输函数 2 s 0.2s 0.4
• 方法3：状态空间模型 • >>G=tf([0.2],[1 0.2 0.4]) • >>G1=ss(G)
，
试一试
• 借助Simulink仿真求解微分方程 2 x 1 0 ( 1 x ) xx 1 0 s i n ( 2 t )
( 0 ) 2 , x ( 0 ) 2 • 初始条件为 x
作业：
• 请借助Simulink工具完成将摄氏度转换为华 氏度，公式如下：
9 T f Tc 32 5
7.2 Simulink模型操作和仿真系统设置
• • • • 7.2.1 Simulink模型操作 操作模块 操作连线 7.2.2 Simulink仿真系统设置
7．3 系统建模实例
0 . 2 x 0 . 4 x 0 . 2 u ( t ) • 例7.4 借助积分器求微分方程 x • 其中u ( t ) 为单位阶跃函数。
3. Commonly Used Blocks模块库
常用模块库中模块
模块名称 Bus Creator Bus Selector Constant Data Type Conversion Delay Demux Discrete-Time Integrator Gain Ground In1 Integrator Logical Operator Mux Out1 Product Relational Operator Saturation Scope Subsystem Sum Switch Terminator Vector Concatenate 母线产生器 母线选择器 常数 数据类型转换 延迟 拆分信号 离散时间积分器 增益 接地 输入 积分器 逻辑算符 合并信号 输出 相乘 关系算符 饱和度 示波器 子系统 求和 开关 终端 矢量连接 描述
• 方法1： • 解：将微分方程改写为
x 0 . 2 u ( t )0 . 40 x . 2 x
x 0 . 2 u ( t )0 . 40 x . 2 x
图形窗口属性设置
最终仿真结果
• • • • • • • • • • • • • • •
% EXAMP070031 % (从工作空间加载数据). t=simout.x.Time(:); %输入信号标线为x x=simout.x.Data(:); % (在变量x中寻找最大值). [xm,km]=max(x); % (绘制最终结果图形). plot(t,x) hold on % (标注x的最大值位置). plot(t(km),xm,'ro','markersize',15,'linewidth',2); hold off grid on title('仿真结果')
7.1 Simulink基础
• 1.启动Simulink的两种方法： • a.通过点击工具栏 “ ” 图标启动； • b.在MATLAB命令窗口输入simulink然后点 击回车键启动。 • 打开的Simulink Library Browser
2. Siቤተ መጻሕፍቲ ባይዱulink模块库浏览器
名称 Commonly Used Blocks Continuous Discontinuities Discrete Logic and Bit Operations Lookup Tables Math Operations Model Verification Model-Wide Utilities Ports & Subsystems Signal Attributes Signal Routing Sinks Sources User-Defined Functions Additional Math & Discrete 描述 常用模块库 连续信号模块库 不连续信号模块库 离散信号模块库 逻辑和位操作模块库 查表模块库 数学运算模块库 模型确认模块库 模型工具模块库 端口和子系统模块库 信号贡献模块库 信号传输模块库 信号接收器模块库 信号源模块库 用户定义函数模块库 附加数学和离散模块库