[工学]11__Simulink与MATLAB的接口.ppt

1.1 Simulink与MATLAB的接口设计 1.1.1 由MATLAB工作空间变量设置系统模块参 数 用户可以双击一个模块以打开模块参数设置对话框，然后直接输入数据以设置模块参数。 用户也可以使用MATLAB工作空间中的变量设置系统模块参数，这对于多个模块的参数均依赖于同一个变量时非常有用。 由MATLAB工作空间中的变量设置模块参数的形式有如下两种： (1) 直接使用MATLAB工作空间中的变量设置模块参数。 (2) 使用变量的表达式设置模块参数。 (3) 例如，如果a是定义在MATLAB中的变量，则表达式a、a^2+5、exp(–a)等均可以作为系统模块的参数，如图1.1所示。 1.1.2 将信号输出到MATLAB工作空间中 使用示波器模块Scope的输出信号，可以使用户对输出的信号进行简单的定性分析。 使用Sinks模块库中的To Workspace 模块，可以轻易地将信号输出到MATLAB工作空间中。信号输出的名称在To Workspace模块的对话框中设置，此对话框还可以设置输出数据的点数、输出的间隔，以及输出数据的类型等。 其中输出类型有三种形式：数组、结构以及带有时间变量的结构。仿真结束或暂停时信号被输出到工作空间中，如图1.2所示。 1.1.3 使用工作空间变量作为系统输入信号 Simulink与MATLAB的数据交互是相互的，除了可以将信号输出到MATLAB工作空间中之外，用户还可以使用MATLAB工作空间中的变量作为系统模型的输入信号。 使用Sources模块库中的From Workspace模块可以将MATLAB工作空间中的变量作为系统模型的输入信号。此变量的格式如下所示： t=0:time_step:final_time; % 表示信号输入时间范围与时间步长 x=func(t); % 表示在每一时刻的信号值 input=[t,x]; %表示信号的输入向量，输入变量第一列须为时间序列，接下来的各列代表信号的取值 例如，在MATLAB命令窗口中键入如下的语句并运行。 t=0:0.1:10; x=sin(t); input=[t,x]; 运行此系统进行仿真，系统输入信号input的作用相当于Sources模块中的Sine Wave模块，其结果如图1.4所示（Scope1显示结果）。 1.2 简单系统的仿真分析 1.2.1 建立系统模型 首先根据系统的数学描述选择合适的Simulink系统模块，然后按照第1.1中的方法建立此简单系统的系统模型。这里所使用的系统模块主要有： (1) Sources模块库中的Sine Wave模块：用来作为系统的输入信号。 (2) Math模块库中的Relational Operator模块：用来实现系统中的时间逻辑关系。 (3) Sources模块库中的Clock模块：用来表示系统运行时间。 (4) Nonlinear模块库中的Switch模块：用来实现系统的输出选择。 (5) Math模块库中的Gain模块：用来实现系统中的信号增益。 图1.5所示为此简单系统的系统模型。 1.2.2 系统模块参数设置 在完成系统模型的建立之后，需要对系统中各模块的参数进行合理的设置。这里采用的模块参数设置如下所述： (1) Sine Wave模块：采用Simulink默认的参数设置，即单位幅值、单位频率的正弦信号。 (2) Relational Operator模块：其参数设置为“”，如图1.6所示 (3) Clock模块：采用默认参数设置，如图1.8所示。 (4) Switch模块：设定Switch模块的Threshold值为0.5（其实只要大于0小于1即可，因为Switch模块在输入端口2的输入大于或等于给定的阈值Threshold时，模块输出为第一端口的输入，否则为第三端口的输入），从而实现此系统的输出随仿真时间进行正确的切换。如图1.7所示。 (5) Gain模块：其参数设置如图1.8系统模型中所示，这里不再赘述。 1.2.3 系统仿真参数设置及仿真分析