《计算机仿真技术 教学课件 ppt 作者 郝培锋 崔建江 潘峰 第12章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机仿真技术 教学课件 ppt 作者 郝培锋 崔建江 潘峰 第12章（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第12章,12.1 Simulink模块库简介 12.2 Simulink模型的建立 12.3 Simulink在系统仿真研究中的应用举例 12.4 小结,12.1 Simulink模块库简介,12.1.1 输入模块组 12.1.2 输出池模块组 12.1.3 连续系统模块组 12.1.4 离散系统模块组 12.1.5 非线性模块组 12.1.6 数学函数模块组 12.1.7 查表模块组 12.1.8 用户自定义函数模块组 12.1.9 信号与系统模块组 12.1.10 信号属性模块组 12.1.11 Simulink中其他工具箱的模块组,SIMULINK简介,Simulink是MATLAB下
2、专门对动态系统进行建模、仿真和分析的一个交互式软件，有友好的图形用户界面。Simulink 支持线性，非线性系统，连续系统，离散系统，或者混合系统的建模与仿真。同时它也支持具有不同部分拥有不同采样率的多种采样速度的系统仿真。,2.Simulink Extras (Simulink 附加库） 3.Communications Blockset(通信模块集) 4.Control System Toolbox(控制系统工具箱) 5.DSP Blockset (数字信号处理模块集) 6.Dials & Gauges Blockset(面板和仪表模块集) 7.Fixed-Point Blockset(定
3、点模块集) 8.Fuzzy Logic Toolbox(模糊逻辑工具箱) 9.MPC Blockset(MPC 模块集) 10.NCD Blockset(非线性控制设计模块集) 11.Motorola DSP Blockset(DSP模块集) 12.Neural Network Blockset(神经网络模块集) 13.Power System Blockset (电力系统模块集）,SIMULINK的一些其它工具箱,14.Real-Time Windows Target(实时窗口目标库) 15. Real-Time Workshop(实时工作空间库) 16.System ID Blocks (
4、系统辨识模块集) 17.Stateflow(有限状态流程库) 18.Aerospace Blockset(航空模块集) 23.Data Acquistion Toolbox (数据采集工具箱） 20. Signal Processing Blocks(信号处理工具箱) 21. Image Acquistion Toolbox(图形采集工具箱） 22. RF Blockset(射频工具箱) 23.Video and Image Processing Blocks图像处理工具箱,新增工具箱： 机构仿真工具箱 液压驱动工具箱,SIMULINK建模入门：,SIMULINK 模块浏览器,浏览器锁定,SI
5、MULINK库,模块浏览区,常用输入模块：,常用接收模块：,连续系统模块：,非线性模块：,数学模块：,信号分支：,单闭环直流调速,练习1：磁盘读取系统控制框图,分别去ka=10、80,观察系统的阶跃响应曲线。,练习2：哈勃望远镜的指向系统,PD控制,速度反馈控制,练习3：习题6-3,ex5.mdl,学习simulink的方法： 1.听，听老师讲，掌握快 2.练，听后练习，掌握牢 3.试，大胆尝试，掌握好 4.查，查看帮助，掌握多,SIMULINK仿真编程四个层次： 1.会使用基本模块搭建模型 2.能使用已有模块搭建复杂模块和模型 3.能使用S-function编写复杂模块 4.能将SIMULI
6、NK用于半实物仿真或实时控制,推荐学习SIMULINK论坛： 研学论坛（http:/） 中国振动联盟（http:/）,SIMULINK求解代数方程：,daishufangcheng.mdl,求,例如已知：,的解。,SIMULINK求解微分方程：,其中，u是单位阶跃,方法一：,方法二：,方法三：,weifenfangcheng.mdl,x=ode45(funname,t0 tf,x0,tol),求,例如已知：,的解。,function y=zhl3_fun(t,x) y=x(2);(1-x(1)2)*x(2)-x(1);,t,x=ode45(zhl3_fun,0 30,1;0); figure(
7、1) plot(t,x(:,1),t,x(:,2) xlabel(t) ylabel(x(t) figure(2) plot(x(:,1),x(:,2),练习4： SIMULINK求解微分方程：,ex3.mdl,练习5： 弹簧阻尼系统仿真,已知：,试分析参数b对系统阶跃响应的影响。,忽略重力影响，弹簧阻尼系统 的数学模型：,1.PID控制器及积分隔离PID控制器原理 2.simulink与工作空间及M文件的关系 3.simulink 中图形曲线如何保存 4.求解器设置 5.子系统的创建和封装,综合示例1：积分隔离PID控制器,误差曲线,阶跃响应曲线,jifengeli.mdl,综合示例2：磁悬
8、浮系统建模与仿真,已知电磁力：,为磁力相关系数。,参数值如下：,小球的动力学方程：,电流变化的方程：,cixuanfu.mdl,课后练习：请查阅资料，建立瓦特离心调节器 的数学模型，并仿真之。,分支模块,fenzhimokuai.mdl,分支模块,duofenzhi.mdl,使能模块,shineng.mdl,触发模块,chufa.mdl,12.1.2 输出池模块组,图12.3 Simulink 输出池模块组,12.1.2 输出池模块组,图12.4 Simulink 连续系统模块组,12.1.3 连续系统模块组,双击Simulink 主模块组中的连续系统模块组“Continuous”图标，打开如
9、图12.4所示的模块组。其中有传递函数模块Transfer Fcn，状态方程模块State Space，零极点模块Zero-Pole 这三个最常用的线性连续系统模块；还有时间延迟模块Transport Delay 和Variable Transport Delay，简单的积分器模块Integrator 和微分器模块Derivative 等。利用这些模块可以搭建起连续线性系统的Simulink 仿真模型。,12.1.4 离散系统模块组,图12.5 Simulink 离散系统模块组,12.1.4 离散系统模块组,图12.6 非线性模块组,12.1.5 非线性模块组,非线性模块组(Discontin
10、uities)在Simulink模块浏览器中又称为不连续模块组Discontinuities。该模块组内容如图12.6所示。该模块组主要包含常见的分段线性、非线性静态模块，如饱和非线性模块Saturation，死区非线性模块Dead Zone，继电非线性模块Relay，变化率限幅器模块Rate Limiter，量化器模块Quantizer，磁滞回环模块Backlash，还可以处理Coulumb&viscous摩擦。,12.1.6 数学函数模块组,图12.7 数学函数模块组,12.1.7 查表模块组,图12.8 查表模块组,12.1.8 用户自定义函数模块组,图12.9 用户自定义函数模块组,1
11、2.1.9 信号与系统模块组,图12.10 信号与系统模块组,12.1.10 信号属性模块组,图12.11 信号属性模块组,12.1.11 Simulink中其他工具箱的模块组,图12.12 Simulink 下的其他模块集,12.2 Simulink模型的建立,12.2.1 模型窗口的建立 12.2.2 模块的连接与简单处理 12.2.3 模块的参数修改 12.2.4 启动系统仿真环境,12.2.1 模型窗口的建立,1)在MATLAB 的命令窗口中选择File/New/New Model 菜单项。 2)单击Simulink 工具栏中的“新建模型”图标。 3)选中Simulink 菜单系统中的
12、File/New/Model 菜单项。,图12.13 Simulink空白窗口模型,12.2.2 模块的连接与简单处理,图12.14 连接模块,12.2.3 模块的参数修改,Simulink在绘制模块时，只能给出带有默认参数值的模块模型。这经常和想要输入的不同，所以要能够修改该模块的参数值。可以双击该模块，在编辑栏内赋予我们需要的参数值即可。,12.2.4 启动系统仿真环境,图12.15 仿真结果,12.3 Simulink在系统仿真研究中的应用举例,12.3 Simulink在系统仿真研究中的应用举例,12.3 Simulink在系统仿真研究中的应用举例,12.3 Simulink在系统仿真
13、研究中的应用举例,12.3 Simulink在系统仿真研究中的应用举例,图12.21 某直流电动机拖动系统框图,图12.22 电动机拖动模型Simulink表示,12.3 Simulink在系统仿真研究中的应用举例,12.3 Simulink在系统仿真研究中的应用举例,12.4 小结,1)介绍了一个强大的仿真环境Simulink。 2)介绍了系统Simulink 建模的全过程，包括模块复制，模块连接，模块参数修改，仿真控制参数设置，仿真过程的启动和仿真结果显示等。 3)对几类常用的系统形式，如简单微分方程模型的Simulink建模，计算机控制系统的建模与仿真研究，电机拖动系统建模与仿真研究等通过例子进行了详细介绍。,
