5-Simulink_子系统与模块封装
simulink中的子系统模块使用介绍
simulink中的子系统模块使用介绍
simulink中的子系统模块是将多个模块组合成一个单独的模块，以便更好地组织和管理复杂的模型。
在simulink中，子系统模块可
以包含一组输入和输出端口，并且可以与其他模块一样进行信号连接。
本文将介绍如何使用子系统模块。
1. 创建子系统模块
要创建子系统模块，可以从simulink库中选择“子系统”模块，并将其拖动到模型中。
然后，可以双击该模块以打开子系统编辑器。
在编辑器中，可以添加输入和输出端口，以及其他需要的模块。
2. 使用子系统模块
一旦创建了子系统模块，就可以将其用作模型中的模块。
在模型中连接其他模块时，可以将子系统模块视为单个模块，并将其输入和输出端口连接到其他模块的输入和输出端口。
3. 子系统模块的优点
使用子系统模块可以使模型更易于理解和维护。
通过将多个模块组合成一个子系统模块，可以隐藏模型的复杂性，并使其更易于组织和管理。
此外，子系统模块还可以在多个模型之间重复使用。
4. 总结
子系统模块是simulink中的重要功能之一，可用于组织和管理
复杂的模型。
使用子系统模块可以使模型更易于理解和维护，并且可以在多个模型之间重复使用。
- 1 -。
第5章 Simulink子系统技术
同时显示三个 示波器以输出 三组信号
标记所有的示 波器坐标系
图5.6 Scope模块参数设置
输出被重置
控制信号为 方波信号
输出被保持
图5.7 【例5.1】中使能子系统的仿真结果
(1) 对于Simulink的早期版本而言，不存在专门的
Subsystems模块库。
(2) Simulink系统模型的最高层不允许使用Enable
与Trigger信号，而仅允许在子系统中使用。 图5.3中并没有建立一个完整的动态系统的模型， 而仅仅是给出建立条件执行子系统的方法，因此并没 有给出执行系统所需的使能信号源与触发信号源（如 图5.3中椭圆曲线所示，使能输入端与触发输入端采用 不同的信号标志）。如果此时用户运行此系统进行仿 真，MATLAB命令窗口中会给出输入端口没有信号连 接的警告，而且系统的输出均为0。
触发事件
使能输入信 号大 于 0? 是 执行子系统一次
否 不执行子系统
图5.10 触发使能子系统的工作原理
5.2.5 其它子系统介绍
在Simulink Block Library（Simulink模块库，版本4.1） 中的Subsystems子系统模块库中除了前面所介绍的通用 子系统、触发子系统、使能子系统之外，Simulink还提 供 了 许 多 其 它 的 条 件 执 行 子 系 统 。 图 5.12 所 示 为 Subsystems模块库中的所有子系统模块。在此对其进行 简单的介绍。 (1) 可配置子系统（Configurable Subsystem）：用
示）。使用Subsystems模块库中的Subsystem模块建立 子系统，首先构成系统的整体模型，然后编辑空的子 系统内的模块。注意，对于多输入与多输出子系统而 言，需要使用Sources模块库中的In1输入虚模块与Sinks 模块库中的Out1输出虚模块来实现。
simulink封装如何写介绍
simulink封装如何写介绍
Simulink封装可以通过以下步骤来写介绍：
1.确定封装的功能和用途：在介绍中首先需要明确封装的功能和
用途，包括模块的输入、输出以及实现的功能等。
2.描述封装的具体操作步骤：介绍中需要详细描述封装的操作步
骤，包括如何导入模块、如何设置参数、如何进行初始化等。
3.强调封装的优点和特点：介绍中需要强调封装的优点和特点，
包括使用方便、易于维护、可扩展性强等。
4.给出封装的实例和效果：在介绍中可以给出封装的实例和效
果，包括使用封装的模块实现的算法逻辑、性能指标等。
5.给出封装的参考文献和联系方式：在介绍中可以给出封装的参
考文献和联系方式，方便用户进行深入了解和使用。
需要注意的是，Simulink封装介绍需要简洁明了，让用户能够快速了解封装的功能和用途。
同时，需要注意表达清晰、准确，避免使用过于专业或难以理解的术语。
simulink中subsystem模块
simulink中subsystem模块Simulink是一个基于MATLAB的图形编程环境，用于模拟、分析和设计动态系统。
在Simulink中，子系统（Subsystem）模块是一种重要的组件，允许用户将多个模块封装在一起，形成一个单独的、可重用的模块，类似于编程中的函数或方法。
子系统不仅可以帮助管理大型模型的复杂性，还能促进模型的模块化设计和重用。
一、子系统模块的特点1．封装性：子系统可以将一组有逻辑联系的模块封装成一个单元，从而隐藏内部实现的细节，仅通过输入和输出与外部世界交互。
2．重用性：创建的子系统可以在同一个模型中多次使用，也可以在不同的Simulink模型中重用。
3．层次性：子系统可以嵌套使用，即一个子系统内部可以包含其他子系统，这有助于建立分层和结构化的模型设计。
4．可维护性：子系统简化了模型的结构，使得对模型的修改、调试和维护更为方便。
二、创建和使用子系统创建子系统：1．可以通过选择模型中的一部分组件，然后使用Simulink的“创建子系统”功能将它们封装为一个子系统。
2．也可以从Simulink库中直接拖拽一个空的子系统模块到模型中，然后向其中添加组件。
配置输入和输出：1．子系统的输入和输出通过特殊的模块（如Inport和Outport）来实现。
2．每个Inport模块代表子系统的一个输入，每个Outport模块代表子系统的一个输出。
编辑子系统：1．双击子系统模块可以进入其内部，对子系统内部的模块进行编辑和配置。
2．子系统内部可以包含各种Simulink模块，如数学运算、逻辑判断、信号处理等。
参数化子系统：1．子系统可以有自己的参数，这些参数可以在子系统的掩码（Mask）中定义和配置。
2．掩码技术允许为子系统创建一个用户界面，用户可以通过这个界面输入参数值，这些参数值可以影响子系统内部模块的行为。
三、子系统的类型1．虚拟子系统：默认的子系统类型，不对信号进行缓存，信号直接通过子系统。
通信系统仿真实验报告三——构建SIMULINK子系统和模块的封装
学院电气信息工程学院学号姓名课程通信系统仿真日期2013年11月7日一、实验项目：构建SIMULINK子系统和模块的封装二、实验目的：1、学习构建SIMULINK子系统，模块的封装；2、传递函数模块的应用。
三、实验设备：计算机四、实验内容及步骤：1、学习信号与系统中的传递函数的应用：拉氏变换和Z变换。
a.通过仿真求出H(s)=5/(2S+1)的阶跃响应和冲击响应。
构建模型得出波形。
对比采用默认仿真参数以及采用仿真步长为1/1000秒两种情况的波形。
你能解释吗？b.将200Hz的锯齿波通过1000次每秒的采样保持器之后得到时间离散信号，观察采样保持器前后波形额变化，解释为什么。
然后将时间离散信号通过传递函数H(z)=4/(z+0.3)的系统，求出响应波形。
仿真步长为1/1000秒。
需要设置所以模块额参数，特别是采样率一定要设置为1/1000秒。
2、学习构建SIMULINK子系统：构建一个子系统，使得它具有将输入信号m(t)和一个常数C相加后再和一个1000Hz的幅度为A的正弦波相乘的功能。
即输出信号：事实上，这就是个幅度调制子系统。
y(t)=A(m(t)+C)sin(2*pi*f*t)其中f=1000Hz。
参数A，C，f要求在Matlab命令空间中用语句进行设置。
3、对子系统进行封装：请对2所建立子系统进行封装（Mask），编写参数输入对话框和帮助文档。
并将模块放在一个自己的库中。
五、实验结果与总结：1、- 1 -学院 电气信息工程学院 学号 姓名 课程通信系统仿真日期 2013年11月7日 - 2 -a.设置参数如下图：采用默认仿真参数得到的波形：学院电气信息工程学院学号姓名课程通信系统仿真日期2013年11月7日- 3 -设置仿真步长为1/1000秒，以及得到的波形：b.学院 电气信息工程学院 学号 姓名 课程通信系统仿真日期 2013年11月7日 - 4 -参数设置如下图：在命令空间中用语句进行设置A,C,f学院 电气信息工程学院 学号 姓名 课程通信系统仿真 日期 2013年11月7日 - 5 -实验结果如下图：2、学院电气信息工程学院学号姓名课程通信系统仿真日期2013年11月7日- 6 -参数设置如下图：学院 电气信息工程学院 学号 姓名 课程通信系统仿真 日期 2013年11月7日 - 7 -实验结果如下图：3、学院 电气信息工程学院 学号 姓名 课程通信系统仿真 日期 2013年11月7日- 8 -六、拟完成的思考题目：1、 说明封装子系统的过程。
SimulinkS-Function编程（C语言）与模块封装技术1．S-Function概念S
Simulink S-Function 编程（C语言）与模块封装技术1．S-Function概念S-Function（System function）是Simulink模块的计算机语言描述。
可以用M、C/C++、Ada、Fortran 语言以MEX（Matlab Executable，MATLAB可执行文件，在Windows系统中就是其为DLL）文件的形式编写。
S-Function以特殊的方式与Simulink方程求解器交互。
这种交互和Simulink内建模块的做法非常相似。
S-Function模块可以是连续、离散或者混合系统。
通过S-Function，用户可以将自己的模块加入Simulink模型中。
从而可以实现用户自定义的算法或者与硬件设备交互等。
2．S-Function工作机制2.1 Simulink模块的数学描述Simulink模块包括一系列输入、状态和输出。
输出是采样时间、输入、模块状态的函数。
下面的方程描述了输入、输出和状态的数学关系。
2.2 仿真过程Simulink模型的执行按下述几个步骤。
首先是初始化阶段。
在这一阶段Simulink将库模块集合到模型，传播宽度、数据类型和采样时间，评估模块参数，确定模块执行顺序，分配内存。
然后是仿真阶段。
此时Simulink进入一个仿真循环，循环的每次执行对应一个仿真步。
在每个仿真步，Simulink按初始化阶段确定的顺序执行各个模块。
对每个模块，Simulink计算模块在当前采样时间的状态、微分和输出。
这将持续到仿真结束。
图1描述了Simulink的仿真过程。
图1 Simulink执行仿真的步骤2.3 S-function的回调（Callback）方法S-function包括一系列的回调方法，用以执行每个仿真步骤所需的任务。
在一个模型的仿真过程中，每个仿真步骤，Simulink将调用各S-function的适当方法。
S-function执行的方法包括：●初始化：在首次仿真循环中执行。
子系统的创建与封装
In1 Subsystemil
>CZ
D
Outl
Ccretant
启动仿真后查看示波器的曲线，其中蓝色曲线是正弦曲线，黄色曲线 是经过y=kx+b变换之后的曲线，这里在MATLAB命令行窗口事先给k赋3, b赋2，即黄色曲线代表y=3sint+2。
澧黒it患与芯戏'吨資
(2)通过已有的模块建立子系统 建立的系统模型如图所示，选中系统模型中的所有模块，在模型编辑窗 口选择Diagram菜单项中的相关命令(Diagram —Subsystem & Model Reference^Create Subsystem from Selection命令)，或按Ctrl+G组 合键建立子系统，所选模块将被一个子系统模块取代，如果想要査看子 系统的内部结构又可以双击子系统模块。
选择模块，再建立子系统。
下面以创建y=kx+b子系统为例，说明具体操作。
Mlviillth (amputiixi *
MATl AB I anuuoqif _
MATLABifiB
(1)通过Subsystem模块建立子系统
双击子系统模块打开子系统编辑窗口，窗口中已经自动添加了相互连接 的一个输入模块和输出模块，表示子系统的输入端口和输出端口。将要 组合的模块插入到输入模块和输出模块中间，这里需要k和b两个常数模 块，一个乘法模块和一个加法模块，将这些模块重新连接起来，一个子 系统就建好了。
•: CcllacvihlaParial
Dialog box Type Prompt
Name
%<MaskType> %<MaskDescri ption*
Xi)#2 Bias b
仿真SIMULINK子系统及封装
目 录
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例：利用使能子系统将幅值为4的正弦交流信号转换为同幅 值的直流信号
2、1r触is发in子g 系上统升T沿ri触gg发ere控d 制Su信bs号ys出te现m 上升沿时开始执行 2Fa触l发li子ng系下统降除沿原有触的发输控入制、输信出号外出;现也下有降一个沿控时制开系始统执的行激活端口;
根据触发模块的四种触发事件进行选择;使触发子系统执行&
3either 边沿触发 控制信号出现任何过零时开始执行
触发子系统模块位于 Ports & Subsystems
4Function-call 函数调用触发 由S-function内部逻辑控制
触发子系统模块中;打开 Trigger 模块对话框;可以选择触发事件&
其中;只有model是必需的参数&
目 录
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simset 指定仿真参数必须用于sim命令中;主要包括： 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0;表示不限制&若为大于零的值;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：正数表示步长的大小;仅用于固定步长& MaxStep：默认auto;变步长模式中最大的步阶大小& Simget ‘模型文件名’得到该模型的仿真参数： get_param 获取仿真模型或仿真模块的参数 set_param 设置仿真模型或仿真模块的参数
Simulink 第八章 子系统及其封装技术
m 3 3 k 3 ( x 2 x 3 ) 0 x 3 x 1 m3
m3
k 3 ( x 2 x 3 )
单个质量的运动方程：
n x
1 mn
k n ( x n 1 x n ) k n 1 ( x n 1 x n )
0
Left Disp Right Spring-mass1 Left Disp Right Spring-mass2 Left
0.4
Displacement
Scope
Gain
0.8
Gain1
操作步骤： （1）使用范围框将要压缩的子系统的部分选中，包括木块和信 号线；（注意：只能使用范围框，而不能使用 Shift逐个 选定） （2）在模块窗口选项中选择【Edit>Creat Subsystem】， Simulink 将会用一个子系统模块代替被选中的模块组； （3）进行模型美观调整。
作业：
封装第六章所建立的蹦极系统。要求：封装后的蹦极 子系统只有一个输出端口，封装后子系统的参数设置包括 蹦极者的体重、弹性绳索的弹性常数。通过仿真分析蹦极 系统在下述情况下是否安全，并绘制响应的响应曲线： （1）蹦极者体重 80 kg，弹性绳索的弹性常数为 30； （2）蹦极者体重 70 kg，弹性绳索的弹性常数为 20。
第7章simulink子系统-PPT精品
如下两种方法： (1) 在已经建立好的系统模型之中建立子系统（如图
7.1所示）。首先选择能够完成一定功能的一组模块， 然 后 选 择 Simulink 模 型 创 建 编 辑 器 中 Edit 菜 单 下 的 Create Subsystem，即可建立子系统并将这些模块封装 到此子系统中，Simulink自动生成子系统的输入与输出 端口。
第7章 技Simulink子系统术
(4) 下方使能子系统中饱和模块（Saturation），其参 数设置为：饱和上限为0.75，饱和下限为-0.75。
(5) 偏移常数信号，其参数设置分别为[2 0]与[0 2]， 如图7.4中系统模型所示。
(6) 系统输出Scope模块参数设置，如图7.6所示。 系统仿真参数设置如下：
第7章 技Simulink子系统术
7.2.4 触发使能子系统 在介绍条件执行子系统时已经提到，对于某些条
件执行子系统而言，其控制信号可能不止一个。在很 多情况下，条件执行子系统同时具有触发控制信号与 使能控制信号，这样的条件执行子系统一般称之为触 发使能子系统。顾名思义，触发使能子系统指的是子 系统的执行受到触发信号与使能信号的共同控制，也 就是说，只有当触发条件与使能条件均满足的情况下， 子系统才开始执行。触发使能子系统的工作原理如图 7.10所示。
(1) 仿真时间：设置仿真时间范围为0至20 s。 (2) 求解器设置：采用默认设置，即连续变步长，具 有过零检测能力的求解器。
第7章 技Simulink子系统术
同时显示三个 示波器以输出
三组信号
标记所有的示 波器坐标系
图7.6 Scope模块参数设置
子系统与模块封装技术,S-函数编写-SIMULINK高级仿真
实验三：SIMULINK高级仿真技术实验—子系统与模块封装技术，S-函数编写一、子系统与模块封装技术应用1、建立如图所示的模型，选择输入输出模块之间的所有模块对象创建子系统，得到创建带有子系统的模型和子系统模型。
lab1_1B.mdl Terminator2、线性系统由下列微积分方程组成：1122231312322123535x x x x x x u x x x x u y x u u=-+⎧⎪=--+⎪⎨=---+⎪⎪=-+-⎩（1） 采用积分器方法在SIMULINK 上建立模型。
（2）对上述模型进行子系统封装，要求子系统的输入信号两个u1和u2，输出信号有四个x1，x2，x3和y 。
lab1_2B.mdl二、基于SIMULINK 的微分方程求解： 1、考虑下面给出的微分代数方程：11231222122321230.20.325210x x x x x x x x x x x x x x x =-++⎧⎪=--⎨⎪++-=⎩已知初始条件为123(0)0.8,(0)(0)0.1x x x ===。
在SIMULINK 上搭建微分代数方程的仿真模型，利用MATLAB 的函数模块进行编程，并对系统进行仿真。
-0.4-0.20.20.40.60.812、延迟微分方程的SIMULINK 求解。
考虑下面给出的延迟微分方程式：3()13()(1)0.2(0.5)(0.5)()3()2()4()x t x t y t x t x t y t y t y t x t =-------⎧⎨++=⎩要求：（1）建立延迟微分方程的SIMULINK 模型（2） 在阶跃输入下的系统状态变量和输出响应曲线，并在图上标注(),()x t y t 。
0123456789100.050.10.150.20.250.30.350.4tx &y三、双输入双输出系统的状态方程表示为：2.255 1.250.5462.25 4.25 1.250.25240.250.5 1.251221.25 1.750.250.75020001022x x u y x ---⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥---⎢⎥⎢⎥=+⎢⎥⎢⎥---⎢⎥⎢⎥---⎣⎦⎣⎦⎡⎤=⎢⎥⎣⎦输入信号分别是sin(),cos()t t ，要求：（1） 在SIMULINK 搭建上述多变量系统仿真模型，并利用MATLAB 语言绘制系统的输出曲线和状态曲线。
5-Simulink_子系统与模块封装
4 利用Ziegler-Nichols参数整定法对该系统设计PID控制器, 并绘制出图形.
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Lirui@
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1 (3 ) y (0 ) = 1, y (0 ) = y (0 ) = , y (0 ) = 0.2 2
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The Computer Simulation of Control SystemΒιβλιοθήκη 5--4UESTC
模块封装方法
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模块封装方法
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2 考虑简单的线性微分方程
y + 5 y + 6 y + 4 y + 2 y = e + e sin( 4t + ) 3
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4 利用Ziegler-Nichols参数整定法对该系统设计PID控制器, 并绘制出图形.
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例 绘图命令Plot(cos(0:.1:2*pi),sin(0:.1:2*pi )) 可产生 一个圆。
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-7(a)
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1 (3 ) y (0 ) = 1, y (0 ) = y (0 ) = , y (0 ) = 0.2 2
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在系统建模与仿真中，经常遇到很复杂的系统结构， 难以用一个单一的模型框图进行描述。通常，需要 将这样的框图分解成若干个具有独立功能的子系 统，Simulink下支持这样的子系统结构。
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子系统概念及构成方法
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例 PID控制器是自动控制中经常使用的控制方法，在工 程应用中其数学模型为
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控制系统计算机仿真
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子系统与模块封装技术
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子系统概念及构成方法 模块封装方法
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子系统与模块封装技术
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其中，采用了一阶环节来近似纯微分动作，为保证有良 好的微分近似的效果，一般选N≥10.可以由Simulink环 境容易地建立起PID控制器的模型，如下图所示。注意， 这里的模型含有4个变量，KP, Ti, Td和N，这些变量应 该在MATLAB工作空间中赋值。
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2 考虑简单的线性微分方程
y + 5 y + 6 y + 4 y + 2 y = e + e sin( 4t + ) 3
3 t 5 t
(4 )
(3 )
π
且方程的初值为
试用simulink搭建起系统的仿真模块，并绘制出仿真 结果曲线。
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3. 用SIMULINK建立模型, 被控对象的传递函数为 ，
10 G( x ) பைடு நூலகம் 3 s + s 2 + 10 s + 1
系统输入为单位阶跃，采用PID控制器进行闭环调节。 ① 练习模块、连线的操作，并将仿真时间定为300 秒，其余 用缺省值； ② ③ 设置出合适的PID参数，得出满意的响应曲线; 对该系统进行封装;