第八章-SIMULINK基础(1)

– Memory: 一个积分步骤的延迟
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2、离散模块（Discrete）
– Discrete-time Integrator：离散时间积分器 – Discrete Filter：离散滤波器 – Discrete State-Space：离散状态空间系统模型 – Discrete Transfer-Fcn：离散传递函数模型 – Discrete Zero-Pole：以零极点表示的离散传递函数模型 – First-Order Hold：一阶采样和保持器 – Zero-Order Hold：零阶采样和保持器 – Unit Delay：一个采样周期的延时
– Relay：滞环比较器，限制输出值在某一范围内变化。
– Dead Zone：死区，在某一范围内的输入其输出值为0 – Backlash :磁滞回环模块
– Rate limiter:变化率限幅模块
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6、Signal routing （信号路由模块）
– Discontinuities（非线性模块）
– Signal routing（信号路由模块）
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Ports&Subsystem(端口&子系统模块)
Math（数学模块）
– Sinks（接收器模块） Sources（输入源模块） Logic and Bit operations（
仿真算法与控制参数选择
1、Solver页
此页可以进行的设置有：选择仿真开始和结束的时间；选择解法器， 并设定它的参数； 仿真时间：注意这里的时间概念与真实的时间并不一样，只是计算机 仿真中对时间的一种表示，比如10秒的仿真时间，如果采样步长定为 0.1，则需要执行100步，若把步长减小，则采样点数增加，那么实际 的执行时间就会增加。一般仿真开始时间设为0，而结束时间视不同的 因素而选择。总的说来，执行一次仿真要耗费的时间依赖于很多因素 ，包括模型的复杂程度、解法器及其步长的选择、计算机时钟的速度 等等。 仿真精度控制有 Relative Tolerance 选项、Absolute Tolerance 等，其 中相对误差限的默认值设置为 1e-3，该值在实际仿真中显得偏大，建 议选择 1e-6 和 1e-7。值得指出的是，由于采用的变步长仿真算法，所 以将误差限设置到这样小的值也不会增加太大的运算量。
– Mux：将多个单一输入转化为一个复合输出
– Demux：将一个复合输入转化为多个单一输出
– Switch：开关选择，当第二个输入端大于临界值时，输出由第一个 输入端而来，否则输出由第三个输入端而来
– Manual Switch：手动选择开关
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7、 Math（数学模块）
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4、 Lookup Tables（查表模块） – Look-Up Table：建立输入信号的查询表
– Look-Up Table(2-D)：建立两个输入信号的查询表
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5、 Discontinuities （非线性模块）
– Saturation：饱和输出，让输出超过某一值时能够饱和。
第八章 SIMULINK基础
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概述
在工程实际中，控制系统的结构往往很复杂，如果不借助专用的系 统建模软件，很难准确地把一个控制系统的复杂模型输入计算机， 对其进行进一步的分析与仿真。 1990年，Math Works软件公司为MATLAB提供了新的控制系统模 型图输入与仿真工具，并命名为SIMULAB，该工具很快就在控制 工程界获得了广泛的认可，使得仿真软件进入了模型化图形组态阶 段。但因其名字与当时比较著名的软件SIMULA类似，所以1992年 正式将该软件更名为SIMULINK。 SIMULINK的出现，给控制系统分析与设计带来了福音。该软件的 名称表明了该系统的两个主要功能：Simu(仿真)和Link(连接)，即 该软件可以利用鼠标在模型窗口上绘制出所需要的控制系统模型， 然后利用SIMULINK提供的功能来对系统进行仿真和分析。
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10、Ports&Subsystem(端口&子系统模块)
– In1：输入端
– Out1：输出端
– SubSystem：建立新的封装（Mask）功能模块
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11、Logic and Bit operations（逻辑&位操作） Compare to constant :与常数比较
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9、Sources（输入源模块）
– Constant：常数信号 – Clock：时钟信号 – From Workspace：来自MATLAB的工作空间 – From File(.mat)：来自数据文件
– Pulse Generator：脉冲发生器
– Repeating Sequence：重复信号 – Signal Generator：信号发生器，可以产生正弦、方波、锯齿波及随意波 – Sine Wave：正弦波信号 – Step：阶跃波信号
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5.2.2 仿真算法与控制参数选择
选中 Simulink 模型窗口的 Simulation 菜单项， 其中的 Configuration Parameters 菜单项允许用户设 置 仿真控制参数。
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仿真算法与控制参数选择
1、Solver页
仿真步长模式：用户在Type后面的第一个下拉选项框中指定仿真的步 长选取方式，可供选择的有Variable-step（变步长）和Fixed-step（固 定步长）方式。变步长模式可以在仿真的过程中改变步长，提供误差 控制和过零检测。固定步长模式在仿真过程中提供固定的步长，不提 供误差控制和过零检测。 在仿真时还可以选定最大允许的步长和最小允许的步长，这可以通过 填写 Max step size 栏目和 Min step size 的值来实现，如果变步长选择 的步长超过这个限制则将弹出警告对话框。 用户还可以在solver下拉选项框中选择对应模式下仿真所采用的算法。
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1、连续模块（Continuous） – Integrator：输入信号积分
– Derivative：输入信号微分
– State-Space：线性状态空间系统模型 – Transfer-Fcn：线性传递函数模型
– Zero-Pole：以零极点表示的传递函数模型
– Transport Delay：输入信号延时一个固定时间再输出 – Variable Transport Delay：输入信号延时一个可变时间再输出
– 其中to为仿真起始时间，tf为仿真终止时间。[t,x,y]为返回值，t为返回的时 间向量值，x为返回的状态值，y为返回的输出向量值。 – simset定义了仿真参数，包括以下一些主要参数：
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AbsTol：默认值为1e-6设定绝对误差范围。 Decimation：默认值为1，决定隔多少个点返回状态和输出值。 Solver：解法器的选择 MaxRows：默认值为0，表示不限制。若为大于零的值，则表示限制输出和 状态的规模，使其最大行数等于该数值。 InitialState：一个向量值，用于设定初始状态。 FixedStep：用一个正数表示步阶的大小，仅用于固定步长模式。 MaxStep：默认值为auto。用于变步长模式，表示最大的步阶大小。
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主要内容
Simulink 建模的基础知识
Simulink 建模与仿真
线性/非线性系统分析与仿真
子系统与模块封装技术
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SIMULINK简介
二、SIMULINK的启动
1. 在MATLAB的命令窗口直接键入“Simulink”并回车；
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3、 User-defined Function（函数模块） – Fcn：用自定义的函数（表达式）进行运算
– MATLAB Fcn：利用matlab的现有函数进行运算
– S-Function：调用自编的S函数的程序进行运算
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– Real-Imag to Complex：由实部和虚部输入合成复数输出
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8、Sinks（接收器模块）
– Scope：示波器
– XY Graph：显示二维图形 – To Workspace：将输出写入MATLAB的工作空间 – To File(.mat)：将输出写入数据文件 – Terminator：连接到没有连接的输出端
Simulink 是解决这样问题的最有效 的方法，可以用下面的步骤搭建此系 统的仿真模型：
c5mblk3.mdl
①打开模型编辑窗口;
首先打开一个模型编辑窗口，这可以单击 Simulink 工 具栏中新模型的图标或选择菜单项实现。
②复制相关模块;
将相关的模块组中的模块拖动到此窗口中
③修改模块参数; ④模块连接; ⑤系统仿真研究;