[MATLAB]第八章SIMULINK交互式仿真集成环境.pdf

第八章 SIMULINK 交互式仿真集成环境 8.1 引导 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（Bottum-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。 在 SIMULINK 环境中，用户将摆脱理论演绎时需做理想化假设的无奈，观察到现实世 界中摩擦、风阻、齿隙、饱和、死区等非线性因素和各种随机因素对系统行为的影响。在 SIMULINK 环境中，用户可以在仿真进程中改变感兴趣的参数，实时地观察系统行为的变 化。由于 SIMULINK 环境使用户摆脱了深奥数学推演的压力和烦琐编程的困扰，因此用户 在此环境中会产生浓厚的探索兴趣，引发活跃的思维，感悟出新的真谛。 在MATLAB6.x 版中，可直接在 SIMULINK 环境中运作的工具包很多，已覆盖通信、 控制、信号处理、DSP 、电力系统等诸多领域，所涉内容专业性极强。本书无意论述涉及工 具包的专业内容，而只是集中阐述：SIMULINK 的基本使用技法和相关的数值考虑。 节8.1 虽是专为SIMULINK 初学者写的，但即便是熟悉SIMULINK 以前版本的读者也 值得快速浏览这部分内容，因为新版的界面、菜单、工具条、模块库都有较大的变化。第 8.2 节比较详细地阐述建模的基本操作：通用模块的具体化设置、信号线勾画、标识、模型 窗参数设置。这部分内容是进一步深入的前提。从第8.3 节起，由浅入深地讲述SIMULINK 对各种数学、工程问题的建模、仿真和分析的基本方法。 本章采用“算例”作为主体，配以适量的归纳性表述。本章包含了34 个“尽量简单” 又“独立完整”的“典型”算例，而这正是SIMULINK 在线PDF 文件之所缺。读者通过“手、 眼、脑”并用地练习算例，掌握SIMULINK 的一般使用规则和操作技法。 鉴于SIMULINK 的本质，本节算例必定涉及数学、物理、和若干工程考虑。本书已采 取“无量纲记述”、“注释”等措施使算例尽可能易读易懂，读者只要稍微耐心，就可以 从这些有背景的内容体验到 SIMULINK 仿真之细腻和切实，从这些带背景性的算例品出 SIMULINK 的精妙之处。 本章内容已在MATLAB6.5 基础上进行全面更新，变动最大的是第8.4.3 节。此外，为 适应读者应用水平的提高，新增了第8.8 节，论述S 函数模块的创建和使用。 8.1.1 SIMULINK 的安装 1 图8.1.1-1 8.1.2 SIMULINK 入门 图8.1.2-1 图8.1.2-2 2 图 8.1.2-3 图 8.1.2-4 模型创建中的模型窗一 图 8.1.2-5 图 8.1.2-6 3 图 8.1.2-7 8.1.3 SIMULI