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单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,SIMULINK,仿真,第七章,SIMULINK,仿真,2024/9/25,1,教学内容,7.1 认识Simulink,7.2 Simulink的根本模块,7.3 Simulink的模块操作,7.4 仿真模型的参数设置,2,教学内容,7.1 认识Simulink,7.2 Simulink的根本模块,7.3 Simulink的模块操作,7.4 仿真模型的参数设置,3,认识,Simulink,7.1.1 Simulink简介,Simulink是MATLAB的重要组成局部，提供建立系统模型、选择仿真参数和数值算法、启动仿真程序对该系统进展仿真、设置不同的输出方式来观察仿真结果等功能。,4,仿真过程如下：,(1) 启动Simulink并翻开模型编辑窗口。,(2) 将所需模块添加到模型中。,(3) 设置模块参数并连接各个模块组成仿真模型。,(4) 设置系统仿真参数。,(5) 开场系统仿真。,(6) 观察仿真结果。,仿真模型的参数设置,5,7.1.2 Simulink,的启动与退出,1,Simulink,的启动,认识,Simulink,在,MATLAB,窗口的工具栏中单击 图标,在命令窗口中输入命令：,simulink,6,7.1.2 Simulink,的启动与退出,1,Simulink,的启动,认识,Simulink,方法一：,7,7.1.2 Simulink,的启动与退出,1,Simulink,的启动,认识,Simulink,方法二：,8,Simulink,模块库浏览器,菜单栏,工具栏,模块说明框,基本模块库,已安装专用,模块库,模块查找框,模块显示框,标题,9,如何翻开模型编辑窗口？,认识,Simulink,启动方式：,(1),模块库浏览器的菜单“,File”/“New”/“Model”,命令,(2),单击工具栏上的 图标,10,方法一：,认识,Simulink,11,方法二：,认识,Simulink,12,Simulink,模块编辑窗口,菜单栏,工具栏,模块编辑框,当前状态,仿真进程,仿真解法,13,如何存盘？,认识,Simulink,14,如何对一个已经存在的模型文件进展编辑修改？,认识,Simulink,在,MATLAB,命令窗口直接输入模型文件名,(,不要加扩展名,.mdl),。,15,2,Simulink,的退出,为了退出,Simulink,，只要关闭所有模型编辑窗口和,Simulink,模块库浏览器窗口即可。,认识,Simulink,16,教学内容,7.1 认识Simulink,7.2 Simulink的根本模块,7.3 Simulink的模块操作,7.4 仿真模型的参数设置,17,7.2 Simulink的根本模块,Simulink的根本模块,18,7.2 Simulink的根本模块,Simulink的根本模块,19,7.2 Simulink的根本模块,Simulink的根本模块,输入源,模块库,接收,模块库,连续系统,模块库,离散系统,模块库,数学运算,模块库,函数与表,模块库,信号与系统,模块库,20,Simulink的根本模块,1.,输入源模块库,模块,功能,In1,创建输入端,Ground,接地,From File,从文件读数据,From Workspace,从工作空间读数据,Constant,常数,Signal Generator,信号发生器,Pulse Generator,脉冲发生器,Ramp,斜波,Sine Wave,正弦波,Step,阶跃信号,Repeating S,重复序列,Chirp Signal,快速正弦扫描,Random Number,随机信号,Uniform R N,均匀随机信号,Band-limited N,带限白噪声,Clock,当时时间,Digital Clock,数字时钟,21,Simulink的根本模块,2.,接收模块库,模块,功能,Out1,创建输出端,Terminator,通用终端,To File,输出数据到文件,To Workspace,输出数据到工作空间,Scope,示波器,Floating Scope,可选示波器,XY Graph,XY,关系图,Display,实时数值显示,Stop Simulation,输出不为,0,时停止仿真,22,Simulink的根本模块,3.,连续系统模块库,模块,功能,Integrator,积分,Derivative,微分,State-Space,状态方程,Transfer Fcn,传递函数,Zero-Pole,零极点,Transport Delay,传输延时,Variable T D,可变传输延时,23,Simulink的根本模块,4.,离散系统模块库,模块,功能,Unit Delay,单位延时采样保持,Discrete-Time I,离散时间积分,Discrete Transf F,离散传递函数,Discrete Filter,离散滤波器,Discrete Zero-Pole,离散零极点,Discrete,State-Space,离散状态方程,Zero-order Hold,零阶保持器,First-order Hold,一阶保持器,24,Simulink的根本模块,5.,函数与表模块库,模块,功能,Lookup Table,线性插值查表,Lookup Table,（,2-D,）,二维线性插值,Lookup Table,（,n-D,）,N,维线性插值,PrelookUp Index S,预查下标,Interpolation,（,n-D,）,N,维插值,Direct Lookup T,直接查表,Fcn,C,语言形式的,表达式,MATLAB Fun,M,形式的表达式,S-Function,调用,S,函数,Polynomial,多项式,25,Simulink的根本模块,6.,信号与系统模块库,模块,功能,Bus Creator,创建信号总线,Bus Selector,从信号总线中选择信号,Mux,多路传输器,Demux,多路分离器,Selector,选择输入信号,Merge,信号合并,From,从,GOTO,模块接收信号,Goto Tag V,定义,GOTO,模块的范围,Goto,把信号送到,FORM,模块,Data Store Read,从存储器读数据,Data Store,Memory,为存储器定义尺寸,Data Store,Write,向存储器写数据,26,Simulink的根本模块,7.,数学模块库,模块,功能,Sum,求和,Product,积或商,Gain,常数增益,Slider Gain,可变增益,MinMax,求最大值,Abs,求绝对值,Sign,符号函数,Math Function,数学运算函数,Trigonometric F,三角函数,27,【例1】演示“示波模块的向量显示能力。,Simulink的根本模块,28,【例2】演示“求和模块的处理能力：输入扩展。,Simulink的根本模块,29,教学内容,7.1 认识Simulink,7.2 Simulink的根本模块,7.3 Simulink的模块操作,7.4 仿真模型的参数设置,30,7.3.1,模块的编辑,1,添加模块,单击,不放开鼠标,拖到模型窗口,2,选取模块,单击,模块出现四个黑色小方块,3,模块外形的调整,位置调整、大小调整,、,方向调整、颜色调整,4,复制与删除模块,按,ctrl,不放,拖动模块,放置好后松开,5,模块名的处理,改名：单击模块名区域,隐藏名：,HIDE NAME,改变位置：,FliP NAME,Simulink,的模块操作,31,7.3.2,模块的连接,1,连接两个模块,移动鼠标到输出端,鼠标箭头会变成十字形光标,按住鼠标左键,拖动到另一个模块的输入端,完成连接。,2,模块间连线的调整,单击选中连线,线上会出现黑色小方块,拖动即可改变连线方向。,3,连线的分支,连好第一条线,选择支线的起点位置,先按下,ctrl,键,然后按鼠标,将连线拖到目标模块,释放鼠标和,ctrl,键。,4,标注连线,双击连线,出现文本框,在里面输入标注文字。,5,删除连线,Simulink,的模块操作,32,教学内容,7.1 认识Simulink,7.2 Simulink的根本模块,7.3 Simulink的模块操作,7.4 仿真模型的参数设置,33,7.4.1,模块的参数和属性设置,1,模块的参数设置,只要双击要设置的模块,在模块上按鼠标右键并在弹出的快捷菜单中选择相应模块的参数设置命令就会弹出模块参数对话框。,仿真模型的参数设置,34,1,模块的参数设置,仿真模型的参数设置,35,2模块的属性设置,模块上按鼠标右键并在弹出的快捷菜单中选择Block properties,在模型编辑窗口的Edit菜单下选择Block properties命令，将翻开模块属性对话框。,仿真模型的参数设置,36,2,模块的属性设置,仿真模型的参数设置,方法一：,37,2,模块的属性设置,仿真模型的参数设置,方法二：,38,2模块的属性设置,该对话框包括General、Block annotation和Callbacks 3个可以相互切换的选项卡。,其中General选项卡中可以设置3个根本属性：,Description(说明)、,Priority(优先级) 、,Tag(标记)。,仿真模型的参数设置,39,仿真模型的参数设置,对该模块在模型中的用法进展说明。,规定该模块在模型中相对其他模块的忧先顺序。,用户为模块添加的文本格式的标记。,40,7.4.2 系统的仿真,1 设置仿真参数,翻开系统仿真模型，从模型编辑窗口的Simulation菜单中选择Configuration parameters命令，翻开一个仿真参数对话框，在其中可以设置仿真参数。,仿真模型的参数设置,41,仿真模型的参数设置,42,仿真模型的参数设置,算法选项卡,数据输入输出选项卡,诊断选项卡,实时工作空间选项卡,43,仿真模型的参数设置,仿真起始和停顿时间,仿真算法的选择,44,仿真模型的参数设置,从工作空间中载入数据,将输出保存到工作空间,保存选项,45,7.4.3,启动系统仿真与仿真结果分析,设置完仿真参数之后，从,Simulation,中选择,Start,菜单项或单击模型编辑窗口中的,Start Simulation,命令按钮，便可启动对当前模型的仿真。,为了观察仿真结果的变化轨迹可以采用,3,种方法：,(1),把输出结果送给,Scope,模块或者,XY Graph,模块。,(2),把仿真结果送到输出端口并作为返回变量，然后使,用,MATLAB,命令画出该变量的变化曲线。,(3),把输出结果送到,To Workspace,模块，从而将结果直,接存入工作空间，然后用,MATLAB,命令画出该变量的,变化曲线。,仿真模型的参数设置,46,7.4.3 系统仿真实例,例：用SIMULINK仿真两个正弦信号相乘，即计算,x(t)=sin(t)sin(10t)。,操作过程如下：,(1) 创立新模型。,(2) 将所需模块添加到模型中。,(3) 设置模块参数。,(4) 连接各个模块组成仿真模型。,(5) 设置仿真参数。,(6) 仿真并观察仿真结果。,仿真模型的参数设置,47,(1) 创立新模型,运行simulink,创立新模型,48,(2),将所需模块添加到模型中,寻找正确,的功能模块,x(t)=sin(t)*sin(10t),。,正弦源,示波器,乘法器,正弦源,49,(3),设置模块参数,x(t)=,sin(t),*,sin(10t),。,根据题意,设置模块参数,频率,幅度,正弦源,示波器,乘法器,正弦源,50,(3),设置模块参数,x(t)=sin(t),*,sin(10t),。,根据题意,设置模块参数,输入端口,正弦源,示波器,乘法器,正弦源,51,(3),设置模块参数,x(t),=sin(t)*sin(10t),。,根据题意,设置模块参数,正弦源,示波器,乘法器,正弦源,坐标轴数量,52,连接模块,(4),连接各个模块组成仿真模型,53,(5) 进展系统仿真参数设置,设置系统,仿真参数,54,(6),仿真并观察仿真结果,55,7.4.4 系统仿真实例,例：通过创立简单Simulink模型来求解以下微分方程的数值解并分析波形。,x=sin(t),x(0)=0,仿真模型的参数设置,56,7.4.4,系统仿真实例,例：考虑如下所示的简单小车系统运动。,仿真模型的参数设置,57,58,7.4.4,系统仿真实例,例：有初始状态为,0,的二阶微分方程,x+0.2x+0.4x=0.2u (t),其中,u(t),是单位阶跃函数，试建立系统模型并仿真。,用积分器直接构造求解微分方程的模型。,仿真模型的参数设置,59,例：有初始状态为,0,的二阶微分方程,x+0.2x+0.4x=0.2u (t),其中,u(t),是单位阶跃函数，试建立系统模型并仿真。,方法,1,：用积分器直接构造求解微分方程的模型。,仿真模型的参数设置,60,
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