终2011-05-13第5章Simulink在系统仿真中的应用讲解.ppt

自动控制系统计算机仿真 合肥工业大学 电气与自动化工程学院 A. Simulink的启动：打开Simulink的空白模型窗 (1) MATLAB命令窗口选择“File”—“New”—“Model”命令 (2)单击“Simulink”工具栏中“新建模型”图标。 (3)在Simulink命令窗口选择“File”—“New”—“Model”命 B.利用Simulink进行系统仿真的步骤是： 启动Simulink，打开Simulink模块库 打开空白模型窗口； 建立Smulink仿真模型； 设置仿真参数，进行仿真； 输出仿真结果。 C. Simulink的退出 关闭所有模型窗口和Simulink模块库窗口即可 SIMULINK专业模块库与模型窗口 选择需要封装的子系统，从模型窗口的 Edit 菜单选择Mask Subsystem命令，即弹出封装编辑器： S函数模块在“User-Defined Functions”子模块库中，通过“S-Function”模块创建包含S函数的Simulink模型。 在“S-Function name:”中必须填写不带扩展名的S函数文件名， “S-Function parameters:”中填写模块的参数。 S函数模块在functions Tables模块库中，用此模块可以创建包含S函数的Simulink模型。图1显示了一个含有S函数的简单模型。S函数模块的对话框如图2所示，它有两个区：S函数文件名区和S函数的参数区。S函数文件名区要填写S函数的文件名。S函数参数区要填写S函数所需要的参数。参数并列给出，各参数间以逗号分隔。如图2所示。表示了S函数的参数为：1.5,矩阵[1 2;3 4]和字符串‘miles’。 S函数主程序的引导语句为： function [sys,x0,str,ts]=f (t, x, u, flag,p1,p2,…) 输入与输出变量的含义：式中 (1) f为S函数的函数名； (2) t是当前时间； (3) x是S函数相应的状态变量； (4) u是模块的输入（是做成simulink模块的输入 ）； (5) flag是所要执行的任务，flag是仿真过程中的状态标志（以它来判断当前是初始化还是运行等）； (6) sys输出根据flag的不同而不同（下面将结合flag来讲sys的含义）， (7) x0是状态变量的初始值， (8) str是保留参数（mathworks公司还没想好该怎么用它，一般在初始化中将它置空就可以了,str=[])， (9) ts是一个1×2的向量，ts(1)是采样周期，ts(2)是偏移量。 (10) p1,p2,…都是模块的参数。在模块仿真过程中，Simulink不断地调用函数f，通过flag来说明所要完成的任务，每次S函数执行任务，都将特定结构返回结果。 flag=0 表示处于初始化状态： （1）此时用函数mdlInitializeSizes()进行初始化;在初始化状态下，sys是一个结构体，用它来设置模块的一些参数，各个参数详细说明如下sizes = simsizes; %用于设置模块参数的结构体,用simsizes来生成sizes.NumContStates (sys(1)) = 0; %模块连续状态变量的个数,状态向量连续部分宽度sizes.NumDiscStates (sys(2)) = 0; %模块离散状态变量的个数,状态向量离散部分宽度sizes.NumOutputs (sys(3)) ??? = 0; %模块输出变量的个数,输出向量的宽度sizes.NumInputs (sys(4)) ?? = 0; %模块输入变量的个数,输入向量的宽度sizes.DirFeedthrough (sys(5)) = 1; %模块是否存在直接贯通（直接贯通输入能 否直接控制输出,有不连续根的数量）sizes.NumSampleTimes (sys(6)) = 1; %模块的采样时间个数，至少是一个,采样时间的个数，有无代数循环标志 sys = simsizes(sizes); %设置完后赋给sys输出举个例子如下： 例子说明，考虑如下模型：dx/dt=fc(t,x,u) 也可以用连续状态方程描述：dx/dt=A*x+B*ux(k+1)=fd(t,x,u) 也可以用离散状态方程描述：x(k+1)=H*x(k)+G*u(k)y=f o(t,x,u) 也可以用输出状态方程描述：y=C*x+D*u 设上述模型连续状态变量、离散状态变量、输入变量、输出变量均为1个，我们就只需改上面那一段代码为： （一般连续状态与离散状态不会一块用，这儿是为了方便说明）sizes.N