2016年控制系统仿真04—MATLAB Simulink应用.pptVIP

第 页，共48页 MATLAB Simulink 应用 主要内容 引言 Simulink的特点 Simulink 启动 Simulink 窗口环境 Simulink 模型组成 Simulink 基本操作 Simulink常用模块库 Simulink仿真方法与仿真参数的选择 Simulink模块化与封装 S函数及其应用 引 言 在工程实际中，许多实际系统的结构往往很复杂，如果不借助专用的系统建模软件，则很难准确地把该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。顾名思义，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。 引 言 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。 Simulink的特点 提供图形用户界面（GUI），只要通过点击拖拽 就可完成模型的创建。 系统具有分层功能，可以将系统分成多层，每层又可分成好几部分，使我们组织系统简洁有效。 模型构建完后，可以启动系统仿真功能来分析该系统的动态特性。 仿真结果可以图形方式进行显示 类似示波器，便于观察输出结果 可以仿真线性、非线性系统 可以构建连续时间模型或离散时间模型 Simulink 启动 由于Simulink是基于MATLAB环境之上的高性能的系统级仿真设计平台，因此启动Simulink之前必须首先运行MATLAB，然后才能启动Simulink并建立系统模型。启动有四种方法： 在MATLAB命令窗口中输入simulink 结果是在桌面上出现一个称为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。 在MATLAB命令窗口中输入simulink3 结果是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。 可以通过单击MATLAB主窗口工具条上的Simulink图标打开。 可以通过单击MATLAB主窗口菜单选择File?New?Model 弹出一个Untitled的Simulink模型窗口，再选择View ?Show Library Browser，弹出Simulink Library Brower模块库窗口 Simulink 启动 Simulink 窗口环境 从Simulink窗口中可以看到Simulink所有提供的模块库及建立模型所需的所有具体模块。 Simulink 窗口环境 MATLAB提供了一个专用的Simulink模型编辑窗口，进行模型的搭建和仿真。窗口打开方式有两种： File-New-Model。 点击工具栏上的新建图标。 Simulink 模型组成 一个典型的Simulink模型由信源、系统以及显示等三个部分组成，它们的关系如下图所示： 信源：提供系统的输入信号，如常量、正弦波、方波等。 系统：对仿真对象的数学抽象，比如是连续线性系统，还是连续非线性系统？对输入信号求和，还是对输入信号进行了其他处理？ 显示：接收信号的部分，用户可以把它送到“示波器”显示出来，或者保存到相应的mat文件中去。 Simulink 仿真简例 例子：在Simulink中构建模型：对一个正弦波信号进行积分处理，然后将原始正弦信号和积分后的信号送到示波器中同时显示出来。 步骤： 打开一个新的窗口，找到相应的模块，并将它们移到模型中去。需要的模块有：输入源模块(Sources)中的正弦波模块；接收器(Sink)模块中的示波器模块；连续系统(Continous)模块组中的积分(Integrator)模块；信号路线(Signal Routing)模块组的信号混路(Mux)模块 。 连接模块。