《simulink 入门》由会员分享，可在线阅读，更多相关《simulink 入门（88页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一讲第一讲 基于基于Simulink的动态系统建模与仿真的动态系统建模与仿真 本讲内容：本讲内容： Simulink简介简介 Simulink建模的基础知识建模的基础知识 Simulink建模与仿真建模与仿真 动态系统建模与仿真实例动态系统建模与仿真实例 子系统与模块封装技术子系统与模块封装技术 SimulinkSimulink自定义功能模块自定义功能模块 控制系统综合实践控制系统综合实践 1. Simulink简介简介 Simulink是是MATLAB4.0版本（版本（1993年）后推出的用以实现动态系统年）后推出的用以实现动态系统图形化图形化 建模建模与仿真的软件包，并随着与仿真的软件包
2、，并随着MATLAB版本的升级而不断更新。目前版本的升级而不断更新。目前 MATLAB的最新版本为的最新版本为2010a，Simulink的最新版本为的最新版本为V7.5 (R2010a) 。 图形化建模是指图形化建模是指Simulink提供了一些按功能分类的基本的系统模块，用户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、输出及功能，而不必考察其内部实现方式，只需要知道这些模块的输入、输出及功能，而不必考察其内部实现方式， 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的系统模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的系统模 型型（*.mdl
3、），进而进行仿真与分析。，进而进行仿真与分析。 用户利用用户利用图形化建模图形化建模方式可以更方便、更直观的实现动态系统的建模与仿方式可以更方便、更直观的实现动态系统的建模与仿 真，真，可以把更多的精力投入到系统模型构建与算法研究，而非编程上。可以把更多的精力投入到系统模型构建与算法研究，而非编程上。 一、什么是一、什么是Simulink Copyright 2004-2009 The MathWorks, Inc. Bouncing Ball Model Terminator2 Terminator1 1 s 2 u dx0 x dx Second-Order Integrator ? Me
4、mory 15 Initial Velocity -9.81 Gravitational acceleration -0.8 Coefficient of Restitution Position Velocity 1. Simulink简介简介 二、二、MATLAB产品体系产品体系 二、二、MATLAB产品体系（续）产品体系（续） 1. Simulink简介简介 基本数学计算、编程环境（基本数学计算、编程环境（M语言）、数据可视化、语言）、数据可视化、Guide 二、二、MATLAB产品体系（续）产品体系（续） 1. Simulink简介简介 复杂动态系统建模、仿真、分析的可视化开发平台复杂
5、动态系统建模、仿真、分析的可视化开发平台 基于有限状态机理论对事件驱动模型基于有限状态机理论对事件驱动模型 进行建模与仿真的可视化开发环境进行建模与仿真的可视化开发环境 1. Simulink简介简介 三、控制相关的工具箱三、控制相关的工具箱（Toolbox）与模块集与模块集（Blocksets） Control System Toolbox Fuzzy Logic Toolbox Neural Network Toolbox Model Predictive Control Toolbox Robust Control Toolbox System Identification Toolbo
6、x Simulink Control Design Simulink Design Optimization Stateflow 1. Simulink简介简介 四、一个简单的控制系统设计例子四、一个简单的控制系统设计例子（演示）（演示） 10(1)(0.5) ( ) (0.1)(2)(10)(20) 27000(2.326)(2) ( ) (172)(0.3173) C ss G s s ssss ss Gs ss 被控对象：被控对象： 控控 制制 器：器： 建建 模模仿仿 真真 闭环系统闭环系统 阶跃响应？阶跃响应？ 第一讲第一讲 基于基于Simulink的动态系统建模与仿真的动态系统建模
7、与仿真 本讲内容：本讲内容： Simulink简介简介 Simulink建模的基础知识建模的基础知识 Simulink建模与仿真建模与仿真 动态系统建模与仿真实例动态系统建模与仿真实例 子系统与模块封装技术子系统与模块封装技术 SimulinkSimulink自定义功能模块自定义功能模块 控制系统综合实践控制系统综合实践 2. Simulink建模的基础知识建模的基础知识 命令行方式启动命令行方式启动 工具栏方式启动工具栏方式启动 一、一、Simulink启动启动 在在Command Window中输入中输入 simulink Simulink图标 2. Simulink建模的基础知识建模的基
8、础知识 二、二、Simulink界面（版本界面（版本2010a） 库窗口库窗口 工作窗口工作窗口 2. Simulink建模的基础知识建模的基础知识 三、三、Simulink的常用模块集的常用模块集 open_system (simulink) 2. Simulink建模的基础知识建模的基础知识 三、三、Simulink的常用模块集（续）的常用模块集（续） Commonly Used Blocks常用模块库常用模块库 Sources输入源模块库输入源模块库 Sinks接收器模块库接收器模块库 Continuous连续模块库连续模块库 Discrete离散模块库离散模块库 Discontinui
9、ties非线性模块库非线性模块库 Signal Routes信号路由模块库信号路由模块库 Math Operations数学模块库数学模块库 Ports u=cos(t),sin(t); 如在指令 窗中输入 且在模型窗 中的模型为 数据I/O设置（ Data Import/Export页） （1 1）Simulink仿真参数设置仿真参数设置 输出选项（输出选项（Output Options） a)Refine output：精细输出选项，在仿真输出太稀松时，精细输出选项，在仿真输出太稀松时，simulink会产会产 生额外的精细输出，类似插值处理。可在生额外的精细输出，类似插值处理。可在ref
10、ine factor设置仿真时间步设置仿真时间步 间插入的输出点数。要产生更光滑的输出曲线，改变精细因子比减小间插入的输出点数。要产生更光滑的输出曲线，改变精细因子比减小 仿真步长更有效。该选项出只能在仿真步长更有效。该选项出只能在变步长模式变步长模式中使用，并且在中使用，并且在ode45 效果最好。效果最好。 b)Produce additional output：允许用户直接指定产生输出的时间点。选允许用户直接指定产生输出的时间点。选 择该项后，则出现一个择该项后，则出现一个output times编辑框，在这里用户指定额外的仿编辑框，在这里用户指定额外的仿 真输出点，它既可以是一个时间向
11、量，也可以是表达式。与精细因子真输出点，它既可以是一个时间向量，也可以是表达式。与精细因子 相比，这个选项会改变仿真的步长。相比，这个选项会改变仿真的步长。 c)Produce specified output only：simulink只在指定的时间点上产生输出。只在指定的时间点上产生输出。 为此解法器要调整仿真步长以使之和指定的时间点重合。这个选项在为此解法器要调整仿真步长以使之和指定的时间点重合。这个选项在 比较不同的仿真时可以确保它们在相同的时间输出。比较不同的仿真时可以确保它们在相同的时间输出。 （1 1）Simulink仿真参数设置仿真参数设置 此页此页仿真选项仿真选项和和配置选项
12、配置选项分分 成两个部分。成两个部分。 1. 配置选项下的列表框主要配置选项下的列表框主要 列举了一些常见的事件类型，列举了一些常见的事件类型， 以及当以及当Simulink检查到这些检查到这些 事件时给予的处理。事件时给予的处理。 2. 仿真选项仿真选项options主要包括主要包括 是否进行一致性检验、是否是否进行一致性检验、是否 禁用过零检测、是否禁止复禁用过零检测、是否禁止复 用缓存、是否进行不同版本用缓存、是否进行不同版本 的的Simulink的检验等几项。的检验等几项。 诊断选项设置（ Diagnostics页） （1 1）Simulink仿真参数设置仿真参数设置 Solver S
13、ample Time （2）Simulink模型窗口运行模式模型窗口运行模式 打开Simulink仿真模型窗口，或打开指定的.mdl文件； 设置仿真参数 3. Simulink建模与仿真建模与仿真 仿真运行和终止：在模型窗口选取菜单【Simulation: Start】，仿真 开始，至设置的仿真终止时间，仿真结束。若在仿真过程中要中止 仿真，可选择【Simulation: Stop】菜单。也可直接点击模型窗口中 的 （或）启动（或停止）仿真。 （3）MATLAB 命令窗口下的仿真运行命令窗口下的仿真运行 在Matlab命令窗口下可直接运行一个已存在的Simulink模型： t,x,y=sim(
14、model,timespan,option,ut) 其中，t为返回的仿真时间向量； x为返回的状态矩阵； y为返回的输出矩阵； model为系统Simulink模型文件名； timespan为仿真时间，形式为to tf； option为仿真参数选择项，由simset设置； ut为选择外部产生输入，ut=T,u1,u2,un。 说明 上述参数中，若省略timespan、option、ut，则默认取框图模型的 Configuration Parameters对话框中设置的仿真参数。 3. Simulink建模与仿真建模与仿真 Optionsimset(参数参数1,参数值参数值1,参数参数2,参数值
15、参数值2, ) simset定义了仿真参数，包括以下一些主要参数：定义了仿真参数，包括以下一些主要参数： AbsTol：默认值为默认值为1e-6设定绝对误差范围。设定绝对误差范围。 Decimation：默认值为默认值为1，决定隔多少个点返回状态和输出值。，决定隔多少个点返回状态和输出值。 Solver：解法器的选择。解法器的选择。 MaxRows：默认值为默认值为0，表示不限制。若为大于零的值，则表示，表示不限制。若为大于零的值，则表示 限制输出和状态的规模，使其最大行数等于该数值。限制输出和状态的规模，使其最大行数等于该数值。 InitialState：一个向量值，用于设定初始状态。一个向
16、量值，用于设定初始状态。 FixedStep：用一个正数表示步阶的大小，仅用于固定步长模式。用一个正数表示步阶的大小，仅用于固定步长模式。 MaxStep：默认为默认为auto。用于变步长模式，表示最大步阶大小。用于变步长模式，表示最大步阶大小。 若知道模型文件名称，可以用以下命令得到该模型的仿真参数：若知道模型文件名称，可以用以下命令得到该模型的仿真参数： simget(模型文件名模型文件名） 3. Simulink建模与仿真建模与仿真 提问：提问： 什么情况下需要用命令行方式执行什么情况下需要用命令行方式执行Simulink仿真？仿真？ 3. Simulink建模与仿真建模与仿真 在同一模型结构下：在同一模型结构下： 需要比较不同模型参数需要比较不同模型参数 需要
