Simulink交互式仿真0.doc

Simulink交互式仿真19————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：个人收集整理勿做商业用途个人收集整理勿做商业用途个人收集整理勿做商业用途Simulink交互式仿真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。Simulink有两大特征：一,建模借助鼠标交互实现；二，模型运作以时间流方式进行。所以即使比较熟悉MATLAB工作环境和编程模式的读者，在初入Simulink领地时，也不免感到生疏。为帮助读者亲身跨过Simulink门槛,本章第2节以算例形式对建模的数学基础、基本器件、操作手法、工作平台进行了细节性的描述。就详细程度而言，尤以本章第一个算例为最，初学者切莫跳过。像MATLAB编程需要函数、子函数、条件分支、循环控制一样,Simulink建模，尤其是创建较复杂的模型，就必须有简装子系统、精装子系统、使能子系统、触发子系统、循环子系统。本章的第3、4、5节就专门阐述这些子系统创建、工作机理、以及应用示例。从时间角度分,Simulink模型有连续和离散之分。本章除第6节用于专述纯离散系统和采样离散系统建模外，其余章节所涉的内容对连续、离散两种系统都适用。已建Simulink模型的运行、仿真分析，即可以通过鼠标手工操纵，也可以借助一组指令自动操控。鼠标操纵法的特点是:该法只能在Simulink模型窗中实施，参数的设置必须由“人”通过对话窗进行。而指令自动操控法可以摆脱Simulink模型窗，在执行过程中无须人工参与.本章第7节的内容就是为Simulink模型的指令自动操控而设计的。本章第8节是出于Simulink模型解算的数值问题而编写的。该节还给出了消减仿真模型中“代数环困扰”的具体方法。就像MATLAB编程中用户常常需要编写“供自己专用的模块化函数"那样，在Simulink建模中,用户也会需要创建一些“供自己专用的模块”,即S函数模块。有关S函数模块的创建在本章的最后一节介绍。在这引言结束之前，本书读者再次诚恳地建议读者：对待本章的算例，一定要“眼、脑、手"并用，一定要在机器具体运作,切忌停留于“翻阅”.为读者参照需要，本章所有算例中带exm前缀的MDL模型文件和相关的M文件都存放在随书光盘的mfile目录上.引导Simulink模型本质和一般结构(1）Simulink块图模型的本质Simulink模型的一般结构创建块图模型的方法和基本环境（1）（2）（3）图8.1-2Simulink库浏览器的组成（4）（5)连续系统建模微分方程建模和积分模块微分方程块图模型的创建和操作细节【例8。2-1】在图8。2—1所示的系统中，已知质量kg，阻尼N。sec/m,弹簧系数N/m,且质量块的初始位移m,其初始速度m/sec，要求创建该系统的Simulink模型，并进行仿真运行。图8。2-1弹簧-质量—阻尼系统（1）（2）(3）图8.2—2复制进建模所需的各种库模块后的模型编辑器图8。2-3常用模块子库的库藏（4)(5）图8.2-4经模型窗内模块再复制后的模型编辑器（6）（7)图8。2-5经布局和增益模块方向反转的模型草图（8)图8.2—6完成前馈通路连接的模型草图图8。2—7完成〈Gian>模块的输入输出口信号线的连接(9）图8。2-8改变<Gain〉模块的增益图8.2-9完成连线和增益设置后的模型窗（10)图8。2—10实现初始位移0。05设置的<Integrator1>设置窗（11）(12）图8.2-11完全符合题给要求的系统仿真模型图8.2-12默认设置下示波器显示的信号曲线(13）图8。2-13经纵轴范围自动调整后显示的信号曲线创建微分方程的向量化块图模型【例8.2—2】利用模块的向量处理能力，建立例8。2-1系统的Simulink仿真模型。(1）（2）图8。2-13示波器参数设置对话框图8。2-14上显示窗的纵坐标范围设置(3）(4）图8.2-15利用库模块处理向量信号的能力构件的仿真模型图8。2-16exm080202。mdl运行后显示的曲线（5）（6）图8。2—17在仿真参数配置窗中把最大步长修改为0.14积分模块(a)(b）图8。2—18积分模块的默认外形和最多端口外形(1）(2)状态空间建模状态空间模块及其建模应用图8.2—19状态空间库模块的图标【例8。2—3】在图8.2—20所示的倒立摆（InvertedPendulum)系统中，定义状态变量，输出量.输入量由全状态反馈产生,倒立摆系统的动态由式（8。2—9)的状态方程（StateEquation）描述。试用Simulnk块图模型研究该系统在初始条件下的