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控制系统仿真 5th Simulation 西南石油大学— 电信学院— 自动化教研室 主讲：张悦control_simulation@ 11 Simulation概述  在工程实际中，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。  1990年，Math Works软件公司为MATLAB提供了新的控制系统 模型图输入与仿真工具，并命名为SIMULAB ，该工具很快就在 控制工程界获得了广泛的认可，使得仿真软件进入了模型化图 形组态阶段。但因其名字与当时比较著名的软件SIMULA 类似 ，所以1992年正式将该软件更名为SIMULINK 。  SIMULINK 的出现，给控制系统分析与设计带来了福音。该软 件的名称表明了该系统的两个主要功能：Simu(仿真)和Link(连 接) ，即该软件可以利用鼠标在模型窗口上绘制出所需要的控 制系统模型，然后利用SIMULINK提供的功能来对系统进行仿 真和分析。 电信学院- 自动化教研室- 张悦 2012-12-4 2 11 什么是SIMULINK  SIMULINK是MATLAB软件的扩展，它是实现动态系统建模和仿 真的一个软件包，它与MATLAB语言的主要区别在于，其与用 户交互接口是基于Windows 的模型化图形输入，其结果是使得 用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建，而非语言的编 程上。  所谓模型化图形输入是指SIMULINK提供了一些按功能分类的 基本的系统模块，用户只需要知道这些模块的输入输出及模块 的功能，而不必考察模块内部是如何实现的，通过对这些基本 模块的调用，再将它们连接起来就可以构成所需要的系统模型 （以.mdl 文件进行存取），进而进行仿真与分析。 电信学院- 自动化教研室- 张悦 2012-12-4 11 什么是SIMULINK  SIMULINK是一个进行动态系统建模、仿真和综合分析的集成 软件包。它可以处理的系统包括：线性、非线性系统；离散、 连续及混合系统；单任务、多任务离散事件系统。  在SIMULINK 提供的图形用户界面GUI上，只要进行鼠标的简单 拖拉操作就可构造出复杂的仿真模型。它外表以方块图形式呈 现，且采用分层结构。  从建模角度讲，这既适于自上而下（Top-down）的设计流程（ 概念、功能、系统、子系统、直至器件），又适于自下而上（ Bottom-up）逆程设计。  从分析研究角度讲，这种SIMULINK模型不仅能让用户知道具 体环节的动态细节，而且能让用户清晰地了解各器件、各子系 统、各系统间的信息交换，掌握各部分之间的交互影响。 电信学院- 自动化教研室- 张悦 2012-12-4 11 什么是SIMULINK  建模仿真的一般过程是：  1. 打开一个空白的编辑窗口；  2. 将模块库中模块复制or拖拽到编辑窗口里，修改编辑窗口中 模块的参数；  3. 连接模块；  4. 用菜单选择或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；  5. 如果对结果满意，可以将模型保存 （.mdl 格式）。 电信学院- 自动化教研室- 张悦 2012-12-4 例1设计一个简单的模型，其功能是将一正弦信号输出 到示波器中。 解题步骤： (1)新建一个模型窗口； (2) 为模型添加所需模块； (3)连接相关模块，构成所需要的系统模型； (4)进行系统仿真； (5)观察仿真结果； 电信学院- 自动化教研室- 张悦 2012-12-4 6 例1 电信学院- 自动化教研室- 张悦 2012-12-4 11.1 Simulink 模块库介绍 ⓿ Commonly Used Blocks—— 通用用户模块； ❶Continuous— 连续模块；❷Discontinuities— 断续模块；❸ Discrete— 离散模块；❹Logic and Bit Operations— 逻辑与位