《simulation.ppt

《过程控制工程及仿真－－基于MATLAB/Simulink》电子工业出版社 出版 2009.4 作者：郭阳宽 王正林 联系邮箱：wa_2003@126.com 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 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。 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。 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。 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 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 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（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。 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