过程控制系统仿真 的课件第2章Simulink仿真基础
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及相关处理的模块库 ? （13）Sinks：仿真接收模块库 ? （14）Sources：仿真输入源模块库 ? （15）User-defined Functions：用户自定义函数模块库 ? （16）Additional Math &Discrete：附加的数学和离散模块库
2020/5/10
过程控制系统仿真中常用的模块
? （1）信号源部分模块 ? （2）连续系统模块 ? （3）数学运算模块 ? （4）非线性系统模块 ? （5）离散系统模块 ? （6）输出显示部分模块
2020/5/10
2.2 Simulink仿真模型及仿真过程
一个典型的Simulink仿真模型由以下三种类型的模块构成： ? 1．信号源模块：信号源为系统的输入，它包括常数信号源、函数信号发生器（
内容提要
? Simulink的出现给控制系统分析与设计带来了福音。 它有两个主要功能：Simu（仿真）和Link（连接）， 即该软件可以利用鼠标在模型窗口上搭建出所需要的 控制系统模型，然后对系统进行仿真和分析。
? 在实际工程中，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，可见，熟练掌握Simulink是从事过程控制方面 的工作所必须的。
模型。 ? 5．用菜单或在命令窗口键入命令进行仿真分析，在仿真的
同时，可以观察仿真结果，如果发现有不正确的地方，可以 停止仿真，对参数进行修正。 ? 6．如果对结果满意，可以保存模型。
2020/5/10
举例：将一正弦信号输出到示波器中
2020/5/10
2.3 Simulink模块的处理
2.3.1 Simulink模块参数设置
如正弦波和阶跃函数等）和用户自己在MATLAB中创建的自定义信号。 ? 2．被模拟的系统模块：系统模块作为仿真的中心模块，它是Simulink仿真建模
所要解决的主要问题。 ? 3．输出显示模块：系统的输出由显示模块接收。输出显示的形式包括图形显示
、示波器显示和输出到文件或MATLAB工作空间中三种，输出模块主要在Sinks 库中。 Simulink仿真模型的基本特点可归纳如下： ? Simulink里提供了许多如Scope（示波器）的接收模块，这使得用Simulink进行 仿真具有像做实验一般的图形化显示效果。 ? Simulink的模型具有层次性，通过底层子系统可以构建上层母系统。 ? Simulink提供了对子系统进行封装的功能，用户可以自定义子系统的图标和设 置参数对话框。
? 通过本章，读者能对Simulink的基本模块和功能有一 个全面了解，并能熟悉Simulink的基本操作，为使用 Simulink进行过程控制系统仿真打下基础。
2020/5/10
2.1 Simulink仿真概述
2.1.1 Simulink的启动与退出 ? ，一种是启动MATLAB后，单
击MATLAB主窗口的快捷按钮 来打开“Simulink Library Browser”窗口 ? 另一种是在MATLAB命令窗口 中输入“Simulink”，在桌面上 会出现一个名为“Simulink Library Browser”的窗口，在这 个窗口中列出了按功能分类的 各种模块的名称。然后在 MATLAB命令窗口中输入 “simulink3”，将在桌面上出 现一个用图标形式显示的 “Library :simulink3”的 Simulink模块库窗口。
2020/5/10图2.8 功能模块参数设置对话框
图2.10 示波器属性对话框
2.3.2 Simulink模块基本操作
1．模块选取 ? （1）选取单个模块； ? （2）选取多个模块； 2．模块复制 ? （1）在同一窗口内复制 ? （2）在不同的窗口之间复制 3．模块删除 ? 选中模块，按 Delete 键即可。 ? 删除多个模块，可以同时按住 Shift键，再用鼠标选中多个模块，再按 Delete 键； 4．模块外形的调整 ? （1）改变大小 ? （2）转向 ? （3）给模块加阴影 5．模块名的处理 ? （1）是否显示模块名 ? （2）修改模块名 ? （3）改变模块名的位置 6．模块颜色设定 ? 【Format 】菜单中的【 Foreground Color 】可以改变模块的前景颜色，【
2020/5/10
2.1.2 Simulink模块库
Simulink模块库按功能分为以下16类子模块库： ? （1）Commonly Used Blocks：仿真常用模块库 ? （2）Continuous：连续系统模块库 ? （3）Discontinuities：非线性系统模块库 ? （4）Discrete：离散系统模块库 ? （5）Logic and Bit Operations：逻辑运算和位运算模块库 ? （6）Lookup Tables：查找表模块库 ? （7）Math Operations：数学运算模块库 ? （8）Model Verification：模型验证模块库 ? （9）Model-Wide Utilities：进行模型扩充的实用模块库 ? （10）Ports & Subsystems：端口和子系统模块库 ? （11）Signals Attributes：信号属性模块库 ? （12）Signals Routing：提供用于输入、输出和控制的相关信号
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第 2章 Simulink仿真基础
? 2.1 Simulink仿真概述 ? 2.2 Simulink仿真模型及仿真过程 ? 2.3 Simulink模块的处理 ? 2.4 Simulink仿真设置 ? 2.5 Simulink仿真举例 ? 2.6 本章小结 ? 习题与思考
2பைடு நூலகம்20/5/10
2020/5/10
2.2.2 Simulink仿真的基本过程
? 1．打开一个空白的Simulink模型窗口。 ? 2．进入Simulink模块库浏览界面，将相应模块库中所需的
模块拖到编辑窗口里。 ? 3．按照给定的框图修改编辑窗口中模块的参数。 ? 4．将各个模块按给定的框图连接起来，搭建所需要的系统
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过程控制系统仿真中常用的模块
? （1）信号源部分模块 ? （2）连续系统模块 ? （3）数学运算模块 ? （4）非线性系统模块 ? （5）离散系统模块 ? （6）输出显示部分模块
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2.2 Simulink仿真模型及仿真过程
一个典型的Simulink仿真模型由以下三种类型的模块构成： ? 1．信号源模块：信号源为系统的输入，它包括常数信号源、函数信号发生器（
内容提要
? Simulink的出现给控制系统分析与设计带来了福音。 它有两个主要功能：Simu（仿真）和Link（连接）， 即该软件可以利用鼠标在模型窗口上搭建出所需要的 控制系统模型，然后对系统进行仿真和分析。
? 在实际工程中，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，可见，熟练掌握Simulink是从事过程控制方面 的工作所必须的。
模型。 ? 5．用菜单或在命令窗口键入命令进行仿真分析，在仿真的
同时，可以观察仿真结果，如果发现有不正确的地方，可以 停止仿真，对参数进行修正。 ? 6．如果对结果满意，可以保存模型。
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举例：将一正弦信号输出到示波器中
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2.3 Simulink模块的处理
2.3.1 Simulink模块参数设置
如正弦波和阶跃函数等）和用户自己在MATLAB中创建的自定义信号。 ? 2．被模拟的系统模块：系统模块作为仿真的中心模块，它是Simulink仿真建模
所要解决的主要问题。 ? 3．输出显示模块：系统的输出由显示模块接收。输出显示的形式包括图形显示
、示波器显示和输出到文件或MATLAB工作空间中三种，输出模块主要在Sinks 库中。 Simulink仿真模型的基本特点可归纳如下： ? Simulink里提供了许多如Scope（示波器）的接收模块，这使得用Simulink进行 仿真具有像做实验一般的图形化显示效果。 ? Simulink的模型具有层次性，通过底层子系统可以构建上层母系统。 ? Simulink提供了对子系统进行封装的功能，用户可以自定义子系统的图标和设 置参数对话框。
? 通过本章，读者能对Simulink的基本模块和功能有一 个全面了解，并能熟悉Simulink的基本操作，为使用 Simulink进行过程控制系统仿真打下基础。
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2.1 Simulink仿真概述
2.1.1 Simulink的启动与退出 ? ，一种是启动MATLAB后，单
击MATLAB主窗口的快捷按钮 来打开“Simulink Library Browser”窗口 ? 另一种是在MATLAB命令窗口 中输入“Simulink”，在桌面上 会出现一个名为“Simulink Library Browser”的窗口，在这 个窗口中列出了按功能分类的 各种模块的名称。然后在 MATLAB命令窗口中输入 “simulink3”，将在桌面上出 现一个用图标形式显示的 “Library :simulink3”的 Simulink模块库窗口。
2020/5/10图2.8 功能模块参数设置对话框
图2.10 示波器属性对话框
2.3.2 Simulink模块基本操作
1．模块选取 ? （1）选取单个模块； ? （2）选取多个模块； 2．模块复制 ? （1）在同一窗口内复制 ? （2）在不同的窗口之间复制 3．模块删除 ? 选中模块，按 Delete 键即可。 ? 删除多个模块，可以同时按住 Shift键，再用鼠标选中多个模块，再按 Delete 键； 4．模块外形的调整 ? （1）改变大小 ? （2）转向 ? （3）给模块加阴影 5．模块名的处理 ? （1）是否显示模块名 ? （2）修改模块名 ? （3）改变模块名的位置 6．模块颜色设定 ? 【Format 】菜单中的【 Foreground Color 】可以改变模块的前景颜色，【
2020/5/10
2.1.2 Simulink模块库
Simulink模块库按功能分为以下16类子模块库： ? （1）Commonly Used Blocks：仿真常用模块库 ? （2）Continuous：连续系统模块库 ? （3）Discontinuities：非线性系统模块库 ? （4）Discrete：离散系统模块库 ? （5）Logic and Bit Operations：逻辑运算和位运算模块库 ? （6）Lookup Tables：查找表模块库 ? （7）Math Operations：数学运算模块库 ? （8）Model Verification：模型验证模块库 ? （9）Model-Wide Utilities：进行模型扩充的实用模块库 ? （10）Ports & Subsystems：端口和子系统模块库 ? （11）Signals Attributes：信号属性模块库 ? （12）Signals Routing：提供用于输入、输出和控制的相关信号
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第 2章 Simulink仿真基础
? 2.1 Simulink仿真概述 ? 2.2 Simulink仿真模型及仿真过程 ? 2.3 Simulink模块的处理 ? 2.4 Simulink仿真设置 ? 2.5 Simulink仿真举例 ? 2.6 本章小结 ? 习题与思考
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2.2.2 Simulink仿真的基本过程
? 1．打开一个空白的Simulink模型窗口。 ? 2．进入Simulink模块库浏览界面，将相应模块库中所需的
模块拖到编辑窗口里。 ? 3．按照给定的框图修改编辑窗口中模块的参数。 ? 4．将各个模块按给定的框图连接起来，搭建所需要的系统