華東交通大學(xué) 教材 MATLAB Simulink與控制系統(tǒng)仿真 王正林(第3版) 電子工業(yè)出版社matlab第3章 matlab第3章

1、1Simulink 兩個(gè)功能：兩個(gè)功能：Simu（仿真）和（仿真）和 Link（連接）（連接）Link 系統(tǒng)連接，即把一系列模型連接起來，構(gòu)成系統(tǒng)模型。系統(tǒng)連接，即把一系列模型連接起來，構(gòu)成系統(tǒng)模型。利用鼠標(biāo)在模型窗口上繪制控制系統(tǒng)模型，然后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真和利用鼠標(biāo)在模型窗口上繪制控制系統(tǒng)模型，然后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真和分析。分析。本章要求本章要求了解了解 Simulink 基本模塊和功能，熟練基本模塊和功能，熟練 Simulink 的基本操的基本操作作。2Simulink是是MATLAB軟件的擴(kuò)展，是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)軟件的擴(kuò)展，是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模和仿真建模和仿真的軟件包的軟件包。模型化圖形輸入模型化圖

2、形輸入：Simulink 提供基本提供基本功能功能模塊，通過對(duì)基本模塊，通過對(duì)基本功功能能模塊的調(diào)用，再將它們連接起來構(gòu)成系統(tǒng)模型（以模塊的調(diào)用，再將它們連接起來構(gòu)成系統(tǒng)模型（以 .mdl 文文件存?。M(jìn)行仿真與分析。件存?。M(jìn)行仿真與分析。用戶只需要知道用戶只需要知道基本功能基本功能模塊的模塊的輸入、輸出輸入、輸出及及功能功能，而不必，而不必知知道道模塊內(nèi)部是如何實(shí)現(xiàn)的。模塊內(nèi)部是如何實(shí)現(xiàn)的。3Simulink啟動(dòng)啟動(dòng)（兩種方法）（兩種方法）：1. 啟動(dòng)啟動(dòng)MATLAB后，單擊主窗口的快捷按鈕后，單擊主窗口的快捷按鈕2. 在在MATLAB命令窗口中輸入命令窗口中輸入“Simulink”

3、在桌面上出現(xiàn)在桌面上出現(xiàn) Simulink Library Browser 窗口窗口4Simulink Library Browser窗口窗口下下選擇選擇 file new model 出現(xiàn)出現(xiàn)Simulink仿真編輯仿真編輯窗口窗口Simulink的退出的退出：關(guān)閉所有模型窗口和關(guān)閉所有模型窗口和 Simulink Library Browser 窗口窗口51、Simulink模型模型的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)-由三種類型的模塊構(gòu)成由三種類型的模塊構(gòu)成信號(hào)源模塊信號(hào)源模塊：是是系統(tǒng)的輸入系統(tǒng)的輸入包括常數(shù)信號(hào)源、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器包括常數(shù)信號(hào)源、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器(如正弦波如正弦波、階躍函數(shù)等階躍函數(shù)等)

4、。被模擬的系統(tǒng)模塊：被模擬的系統(tǒng)模塊：是是仿真的中心模塊，是仿真建模要解決的主要部分。仿真的中心模塊，是仿真建模要解決的主要部分。輸出顯示模塊輸出顯示模塊:由顯示模塊接受由顯示模塊接受包括圖形顯示、示波器顯示、輸出到文件或包括圖形顯示、示波器顯示、輸出到文件或MATLAB工作空間工作空間62、Simulink建建模模仿真的步驟仿真的步驟（1）啟動(dòng)）啟動(dòng)Simulink，打開模塊庫；，打開模塊庫；（2）打開空白）打開空白模型模型窗口；窗口；（3）建立）建立simulink仿真模型；仿真模型；用鼠標(biāo)左鍵選中模塊，拖到模型窗口，松開鼠標(biāo)。再用鼠標(biāo)在用鼠標(biāo)左鍵選中模塊，拖到模型窗口，松開鼠標(biāo)。再用鼠標(biāo)

5、在功能模塊間連線。功能模塊間連線。（4）設(shè)置仿真參數(shù)，進(jìn)行仿真；）設(shè)置仿真參數(shù)，進(jìn)行仿真；雙擊需要設(shè)置參數(shù)的模塊，打開參數(shù)設(shè)置對(duì)話框設(shè)置參數(shù)。雙擊需要設(shè)置參數(shù)的模塊，打開參數(shù)設(shè)置對(duì)話框設(shè)置參數(shù)。（5）輸出仿真結(jié)果。）輸出仿真結(jié)果。73. 模塊文件的保存模塊文件的保存新創(chuàng)建的模型窗口保存為新創(chuàng)建的模型窗口保存為 simulink 模塊文件模塊文件 .mdl 。具體方法是：具體方法是：選擇模型窗口菜單選擇模型窗口菜單【file：save as】后，彈出一后，彈出一個(gè)個(gè) “save as” 對(duì)話框，添入對(duì)話框，添入模型文件名模型文件名，按，按 “保存保存” 鍵即可。鍵即可。84. 系統(tǒng)仿真運(yùn)行系統(tǒng)仿

6、真運(yùn)行打開打開 simulink 仿真模型窗口，或打開指定的仿真模型窗口，或打開指定的 .mdl 文件，文件，在模型窗口選擇菜單在模型窗口選擇菜單【simulation：start】，仿真開始。，仿真開始。95. 系統(tǒng)結(jié)果的輸出系統(tǒng)結(jié)果的輸出利用利用scope模塊模塊在模型窗口內(nèi)實(shí)時(shí)顯示信號(hào)的動(dòng)態(tài)過程；在模型窗口內(nèi)實(shí)時(shí)顯示信號(hào)的動(dòng)態(tài)過程；利用利用out模塊模塊將仿真數(shù)據(jù)保存在將仿真數(shù)據(jù)保存在MATLAB工作空間中，供調(diào)用和分析。工作空間中，供調(diào)用和分析。10【例例3.1】利用利用Simulink設(shè)計(jì)一個(gè)模型，設(shè)計(jì)一個(gè)模型，將正弦信號(hào)輸出到示波器。將正弦信號(hào)輸出到示波器。解解：步驟步驟1：新建一

7、個(gè)：新建一個(gè)模型模型窗口窗口 步驟步驟2：為模型添加模塊：為模型添加模塊從從源模塊庫（源模塊庫（sources）中復(fù)制正弦波模塊中復(fù)制正弦波模塊 ，輸出顯示模塊庫（輸出顯示模塊庫（sinks）中復(fù)制示波器模塊中復(fù)制示波器模塊 。步驟步驟3：連接模塊，構(gòu)成系統(tǒng)模型。：連接模塊，構(gòu)成系統(tǒng)模型。 用鼠標(biāo)先選中正弦波模型，移動(dòng)鼠標(biāo)指向示波器模型。用鼠標(biāo)先選中正弦波模型，移動(dòng)鼠標(biāo)指向示波器模型。步驟步驟4：進(jìn)行系統(tǒng)仿真，單擊模型窗口菜單中的：進(jìn)行系統(tǒng)仿真，單擊模型窗口菜單中的【simulationstart】, 仿真執(zhí)行。仿真執(zhí)行。 步驟步驟5：觀察仿真結(jié)果：觀察仿真結(jié)果-雙擊示波器模塊，打開雙擊示波器

8、模塊，打開scope窗口。窗口。11圖圖3.5 正弦信號(hào)輸出到示波器中的模型正弦信號(hào)輸出到示波器中的模型圖圖3.6 示波器中的仿真結(jié)果示波器中的仿真結(jié)果12Simulink 模塊圖形的保存模塊圖形的保存在模型窗口選擇在模型窗口選擇 edit copy model to clipboard（復(fù)制模型到（復(fù)制模型到剪貼板）剪貼板） 粘貼粘貼到到 word 等文件中。等文件中。對(duì)于已經(jīng)建立的對(duì)于已經(jīng)建立的 *.mdl 模型，選擇模型，選擇 fileprint 打印成打印成 pdf 格格式文件，再復(fù)制到式文件，再復(fù)制到word中。中。13scope波形顯示模塊波形顯示模塊實(shí)際上也是一種實(shí)際上也是一種f

9、igure窗口窗口，不過，不過matlab把把scope的菜單欄隱藏起來，只提供了幾個(gè)有限的參數(shù)設(shè)置。的菜單欄隱藏起來，只提供了幾個(gè)有限的參數(shù)設(shè)置?？梢栽诖蜷_可以在打開 mdl 文件后，在文件后，在 matlab 的命令行輸入指令的命令行輸入指令恢復(fù)顯示恢復(fù)顯示scope的的figure菜單欄：菜單欄： set(0,showhiddenhandles,on); set(gcf,menubar,figure);然后點(diǎn)擊菜單欄的然后點(diǎn)擊菜單欄的editcopy figure來保持波形圖，來保持波形圖，選擇選擇inset 來調(diào)整來調(diào)整scope的各種圖形的各種圖形屬性屬性，包括添加，包括添加xlab

10、el、ylabel、title、更改背景顏色等。、更改背景顏色等。14153.3 Simulink的的模塊庫模塊庫簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介Simulink 模塊庫按功能分為模塊庫按功能分為 16 類子模塊庫類子模塊庫（附錄（附錄B）1. 常用模塊常用模塊 (Commonly used Blocks) ：提供常用元件。提供常用元件。元件可以從這里直接拖過去，而不需要再去里面一個(gè)一個(gè)找了。元件可以從這里直接拖過去，而不需要再去里面一個(gè)一個(gè)找了。1617181920Mux模塊的基本思想是模塊的基本思想是將多路信號(hào)集成一束，將多路信號(hào)集成一束，這一束信號(hào)在模型這一束信號(hào)在模型中傳遞和處理都看作一個(gè)整體中傳遞和處理都看

11、作一個(gè)整體。（。（mux實(shí)際上代表多路信號(hào)）實(shí)際上代表多路信號(hào)）與與mux模塊配套的是模塊配套的是Demux模塊模塊，它將各路信號(hào)相互分離以便能，它將各路信號(hào)相互分離以便能對(duì)各信號(hào)進(jìn)行單獨(dú)處理。對(duì)各信號(hào)進(jìn)行單獨(dú)處理。21Mux將三路信號(hào)將三路信號(hào)x，y，z 集結(jié)為寬為集結(jié)為寬為3的單路信號(hào)。的單路信號(hào)。Demux模塊則從復(fù)合的單路信號(hào)分離出各基本元素。模塊則從復(fù)合的單路信號(hào)分離出各基本元素。Mux和和Demux都不會(huì)將信號(hào)改變，它們只是都不會(huì)將信號(hào)改變，它們只是“虛擬虛擬”的。當(dāng)模的。當(dāng)模型運(yùn)行時(shí)，這些模塊就像不存在一樣，只是源和目標(biāo)的連接保型運(yùn)行時(shí)，這些模塊就像不存在一樣，只是源和目標(biāo)的連接

12、保持著，就像這樣：持著，就像這樣：223.4.1 模塊參數(shù)設(shè)置模塊參數(shù)設(shè)置1、功能模塊參數(shù)設(shè)置、功能模塊參數(shù)設(shè)置設(shè)置功能模塊參數(shù)后，才能進(jìn)行仿真操作。設(shè)置功能模塊參數(shù)后，才能進(jìn)行仿真操作。例如：例如：從從然后用鼠標(biāo)雙擊然后用鼠標(biāo)雙擊，自動(dòng)彈出相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置對(duì)話框。，自動(dòng)彈出相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置對(duì)話框。23圖圖3.1 Simulink模塊庫瀏覽界面模塊庫瀏覽界面24圖圖3.8 “功能模塊參數(shù)設(shè)置功能模塊參數(shù)設(shè)置”對(duì)話框?qū)υ捒?5功能對(duì)話框由功能對(duì)話框由功能模塊說明框功能模塊說明框和和參數(shù)設(shè)置框參數(shù)設(shè)置框組成。組成。功能模塊說明框功能模塊說明框：說明該功能模塊使用方法和功能。：說明該功能模塊使用方法和功

13、能。參數(shù)設(shè)置框參數(shù)設(shè)置框：設(shè)置該功能模塊的參數(shù)。：設(shè)置該功能模塊的參數(shù)。每個(gè)對(duì)話框下面有每個(gè)對(duì)話框下面有“ok”（確認(rèn)）、（確認(rèn)）、“cancel”（取消（取消 ）、）、“help”（幫助）（幫助）3個(gè)按鈕。個(gè)按鈕。262、示波器參數(shù)設(shè)置、示波器參數(shù)設(shè)置采用采用Simulink仿真時(shí)，示波器可以接收向量信號(hào)，實(shí)時(shí)顯示信仿真時(shí)，示波器可以接收向量信號(hào)，實(shí)時(shí)顯示信號(hào)波形，但該波形不能直接打印或嵌入文件。號(hào)波形，但該波形不能直接打印或嵌入文件。例如：例如：Simulink Library Browser窗口窗口將將scope用鼠標(biāo)拖入模型窗口，在模型窗口雙擊用鼠標(biāo)拖入模型窗口，在模型窗口雙擊scop

14、e自動(dòng)彈出自動(dòng)彈出示波器窗口示波器窗口“scope”。2728設(shè)置縱軸下、上限設(shè)置縱軸下、上限在示波器在示波器 “坐標(biāo)框坐標(biāo)框” 內(nèi)，內(nèi)，單擊鼠標(biāo)右鍵單擊鼠標(biāo)右鍵，彈出一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)菜單，彈出一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)菜單，選中菜單項(xiàng)選中菜單項(xiàng)【Axes properties】，出現(xiàn)縱坐標(biāo)設(shè)置對(duì)話框。設(shè)，出現(xiàn)縱坐標(biāo)設(shè)置對(duì)話框。設(shè)置所希望的縱軸下、上限。置所希望的縱軸下、上限。29303.4.2 模塊的基本操作模塊的基本操作在模型窗口中，選中模塊，其在模型窗口中，選中模塊，其4個(gè)角會(huì)出現(xiàn)個(gè)角會(huì)出現(xiàn)黑色標(biāo)記黑色標(biāo)記，此時(shí)可對(duì)，此時(shí)可對(duì)模塊進(jìn)行操作。模塊進(jìn)行操作。移動(dòng)移動(dòng)：選中模塊，按住鼠標(biāo)：選中模塊，按住鼠標(biāo)左鍵左鍵將其

15、拖曳到所需位置。將其拖曳到所需位置。復(fù)制復(fù)制：選中模塊，按住鼠標(biāo)：選中模塊，按住鼠標(biāo)右鍵右鍵進(jìn)行拖曳即可。進(jìn)行拖曳即可。刪除刪除：選中模塊，按：選中模塊，按delete鍵鍵轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向：功能模塊有時(shí)需要轉(zhuǎn)向。功能模塊有時(shí)需要轉(zhuǎn)向。FormatFlip Block旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)1800， FormatRotate Block順時(shí)針旋轉(zhuǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)900。改變大小改變大?。哼x中模塊，對(duì)模塊出現(xiàn)的：選中模塊，對(duì)模塊出現(xiàn)的4個(gè)黑色標(biāo)記進(jìn)行拖曳。個(gè)黑色標(biāo)記進(jìn)行拖曳。31模塊命名模塊命名：用鼠標(biāo)在需要更改的名稱上單擊一下，直接更改。：用鼠標(biāo)在需要更改的名稱上單擊一下，直接更改。FormatFlip Name 將將名稱

16、在功能模塊上的位置變換名稱在功能模塊上的位置變換180； Hide Name 隱藏模塊名稱；隱藏模塊名稱；Show name 顯示模塊名稱。顯示模塊名稱。顏色設(shè)定顏色設(shè)定：FormatForeground Color 改變模塊的改變模塊的線條線條顏色，顏色， Background color 改變模塊的改變模塊的填充填充顏色，顏色， Screen color 改變模型改變模型窗口窗口顏色。顏色。參數(shù)設(shè)定參數(shù)設(shè)定：用鼠標(biāo)雙擊模塊進(jìn)入模塊參數(shù)設(shè)置窗口。：用鼠標(biāo)雙擊模塊進(jìn)入模塊參數(shù)設(shè)置窗口。32Simulink模型的構(gòu)建是模型的構(gòu)建是通過線通過線將功能模型將功能模型連接連接而成的。而成的。用鼠標(biāo)在功

17、能模塊的用鼠標(biāo)在功能模塊的輸入端輸入端和和輸出端輸出端之間直接之間直接連線。連線。（1）設(shè)定標(biāo)簽：設(shè)定標(biāo)簽：在線上雙擊鼠標(biāo)，即可輸入說明標(biāo)簽。在線上雙擊鼠標(biāo)，即可輸入說明標(biāo)簽。或或選中線，選中線，EditSignal Properties 進(jìn)行設(shè)定，進(jìn)行設(shè)定，其中其中 Signal name 屬性的作用是標(biāo)明信號(hào)的名稱屬性的作用是標(biāo)明信號(hào)的名稱。33（2）線的折彎線的折彎：選中線，按?。哼x中線，按住 Shift 鍵鍵，再用鼠標(biāo)選中，再用鼠標(biāo)選中折點(diǎn)處折點(diǎn)處，移動(dòng)鼠標(biāo)移動(dòng)鼠標(biāo)就可以改變線的形狀。就可以改變線的形狀。（3）線的分支：線的分支：按住鼠標(biāo)按住鼠標(biāo)右鍵右鍵，在需要分支的地方，在需要分支的

18、地方拉出拉出即可即可?；虬醋』虬醋?Ctrl 鍵并在要建立分支的地方用鼠標(biāo)拉出即可鍵并在要建立分支的地方用鼠標(biāo)拉出即可。34編輯好仿真程序后，應(yīng)設(shè)置仿真操作參數(shù)，以便進(jìn)行仿真。編輯好仿真程序后，應(yīng)設(shè)置仿真操作參數(shù)，以便進(jìn)行仿真。單擊菜單單擊菜單simulationconfiguration parameters，彈出設(shè)置窗口。，彈出設(shè)置窗口。包括包括仿真器參數(shù)（仿真器參數(shù)（solver）設(shè)置）設(shè)置、工作空間數(shù)據(jù)導(dǎo)入工作空間數(shù)據(jù)導(dǎo)入/導(dǎo)出導(dǎo)出（Data Import/Export）設(shè)置）設(shè)置等。等。35圖圖3.11 Simulink設(shè)置窗口設(shè)置窗口363.5.1 仿真器參數(shù)設(shè)置仿真器參數(shù)設(shè)置一般

19、使用一般使用默認(rèn)默認(rèn)設(shè)置即可。設(shè)置即可。1、仿真時(shí)間設(shè)置、仿真時(shí)間設(shè)置仿真開始時(shí)間（仿真開始時(shí)間（start time）、仿真結(jié)束時(shí)間（）、仿真結(jié)束時(shí)間（stop time）一般仿真開始時(shí)間設(shè)為一般仿真開始時(shí)間設(shè)為0，結(jié)束時(shí)間視情況而定。，結(jié)束時(shí)間視情況而定。2、仿真步長(zhǎng)模式設(shè)置（、仿真步長(zhǎng)模式設(shè)置（type）Variable-step 變步長(zhǎng)：提供誤差控制和過零檢測(cè)控制。變步長(zhǎng)：提供誤差控制和過零檢測(cè)控制。Fixed-step 固定步長(zhǎng)固定步長(zhǎng)37在在 simulink 與與 MATLAB 工作空間交換數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行選項(xiàng)設(shè)置。工作空間交換數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行選項(xiàng)設(shè)置。（1）Load from worksp

20、ace：選中前面的復(fù)選框即可從：選中前面的復(fù)選框即可從MATLAB工工作空間獲取時(shí)間和輸入變量作空間獲取時(shí)間和輸入變量。一般時(shí)間變量定義為一般時(shí)間變量定義為t，輸入變量定義為，輸入變量定義為u。（2）Save to workspace：用來設(shè)置存在：用來設(shè)置存在MATLAB工作空間的變量工作空間的變量類型和變量名類型和變量名?？梢赃x擇保存的選項(xiàng)有：時(shí)間、端口輸出、狀態(tài)和最終狀態(tài)。選中可以選擇保存的選項(xiàng)有：時(shí)間、端口輸出、狀態(tài)和最終狀態(tài)。選中選項(xiàng)前面的復(fù)選框并在選項(xiàng)后面的編輯框輸入變量名，就會(huì)把相應(yīng)選項(xiàng)前面的復(fù)選框并在選項(xiàng)后面的編輯框輸入變量名，就會(huì)把相應(yīng)數(shù)據(jù)保存到指定的變量中。數(shù)據(jù)保存到指定的

21、變量中。常用輸出模塊為常用輸出模塊為Out1模塊模塊和和Sinks中的中的To Workspace模塊。模塊。 38解：從數(shù)學(xué)角度看，由解：從數(shù)學(xué)角度看，由t求得求得u的數(shù)值解。的數(shù)值解。先對(duì)先對(duì) sint 求余弦運(yùn)算，然后再積分。求余弦運(yùn)算，然后再積分。需要需要正弦信號(hào)正弦信號(hào)、余弦函數(shù)余弦函數(shù)、積分模型積分模型、觀測(cè)結(jié)果的模塊觀測(cè)結(jié)果的模塊。分別將分別將Simulink Library Browser中的相關(guān)模塊依次拖到中的相關(guān)模塊依次拖到untitled窗窗口中?？谥?。1)0(),cos(sindusimulinkutdt求解微分方程用【例例3.2】39解解：步驟步驟1：新建一個(gè)：新建一

22、個(gè)模型模型窗口窗口 步驟步驟2：為模型添加所需模塊：為模型添加所需模塊正弦信號(hào)：正弦信號(hào)：sourcessine wave余弦函數(shù)：余弦函數(shù)：math operationstrigonometic function 先拖到先拖到untitled，再選擇余弦函數(shù)，再選擇余弦函數(shù)cos積分模型：積分模型：continuousintergrator示波器模塊示波器模塊：sinksscope步驟步驟3：連接模塊，構(gòu)成系統(tǒng)模型。：連接模塊，構(gòu)成系統(tǒng)模型。步驟步驟4：系統(tǒng)仿真：?jiǎn)螕裟Ｐ痛翱诓藛危合到y(tǒng)仿真：?jiǎn)螕裟Ｐ痛翱诓藛蝧imulationstart，仿真執(zhí)行。，仿真執(zhí)行。 步驟步驟5：觀察仿真結(jié)果：雙擊

23、示波器模塊，打開：觀察仿真結(jié)果：雙擊示波器模塊，打開scope窗口。窗口。40設(shè)置設(shè)置y軸最小值軸最小值0默認(rèn)默認(rèn)y軸最小值軸最小值-541【例例3.3】 產(chǎn)生一個(gè)產(chǎn)生一個(gè)5sin(2t)和和sin(5t)疊加的信號(hào)，而且還疊加了疊加的信號(hào)，而且還疊加了 功率譜為功率譜為0.5的限帶寬白噪聲。的限帶寬白噪聲。解：需要產(chǎn)生解：需要產(chǎn)生5sin(2t)、sin(5t)和和限帶寬白噪聲信號(hào)限帶寬白噪聲信號(hào)，然后將這，然后將這3個(gè)個(gè)信號(hào)疊加起來。信號(hào)疊加起來。需要需要正弦信號(hào)正弦信號(hào)、限帶寬白噪聲限帶寬白噪聲、加法模塊加法模塊、觀測(cè)結(jié)果的模塊觀測(cè)結(jié)果的模塊。分別將分別將Simulink Library

24、 Browser中的相關(guān)模塊依次拖到中的相關(guān)模塊依次拖到untitled窗口中。窗口中。42正弦信號(hào)正弦信號(hào)：sourcessignal generator(信號(hào)發(fā)生器信號(hào)發(fā)生器) 拖到拖到untitled，雙擊該模塊選定，雙擊該模塊選定sin波形，波形， 幅值幅值5、頻率、頻率2，將產(chǎn)生，將產(chǎn)生5sin(2t)信號(hào)。信號(hào)。同樣設(shè)置同樣設(shè)置sin(5t)，模塊沒改變。，模塊沒改變。43限帶寬白噪聲模塊：限帶寬白噪聲模塊：sources Band-Limited white noise拖到拖到untitled，雙擊該模塊，設(shè)置，雙擊該模塊，設(shè)置 noise power (功率譜功率譜)為為0.5

25、加法模塊：加法模塊：math operations Add 默認(rèn)兩個(gè)輸入相加，拖到默認(rèn)兩個(gè)輸入相加，拖到untitled， 雙擊該模塊，將雙擊該模塊，將“List of signs”框中的兩個(gè)加號(hào)框中的兩個(gè)加號(hào) (+) 改為三個(gè)改為三個(gè) (+)示波器模塊示波器模塊：sinks scope模型命名：模型命名：用鼠標(biāo)在需要改的名稱上單擊一下，直接更改即可。用鼠標(biāo)在需要改的名稱上單擊一下，直接更改即可。44圖圖3.18 信號(hào)疊加的信號(hào)疊加的Simulink模型模型圖圖3.19 信號(hào)疊加的信號(hào)疊加的結(jié)果圖結(jié)果圖45【例例3.4】已知單位負(fù)反饋二階系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為已知單位負(fù)反饋二階系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)

26、為 ，利用利用simulink求取其單位階躍響應(yīng)。求取其單位階躍響應(yīng)。sssG310)(2解解：步驟步驟1：新建一個(gè)：新建一個(gè)模型模型窗口窗口 步驟步驟2：為模型添加所需模塊：為模型添加所需模塊階躍信號(hào)發(fā)生器階躍信號(hào)發(fā)生器：sourcesstep 傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)： continuous transfer Fcn相加器相加器： math operations intergrator 示波器模塊示波器模塊：sinksscope步驟步驟3：將：將前向通道前向通道連接好，把相加器的另一個(gè)端口與傳遞函數(shù)和示波連接好，把相加器的另一個(gè)端口與傳遞函數(shù)和示波器之間的線段相連，形成器之間的線段相連，形成閉環(huán)反

27、饋閉環(huán)反饋。46步驟步驟4：雙擊相加器，打開參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，設(shè)置為雙擊相加器，打開參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，設(shè)置為“+-”。步驟步驟5：雙擊傳遞函數(shù)，打開參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，雙擊傳遞函數(shù)，打開參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，將分子將分子numerator設(shè)置為設(shè)置為“10”，分母，分母denominator設(shè)置為設(shè)置為“1 3 0”步驟步驟6：系統(tǒng)仿真，單擊菜單：系統(tǒng)仿真，單擊菜單simulationstart，仿真執(zhí)行。，仿真執(zhí)行。 步驟步驟7：觀察仿真結(jié)果，雙擊示波器模塊，打開：觀察仿真結(jié)果，雙擊示波器模塊，打開scope窗口。窗口。47圖圖3.21 二階系統(tǒng)二階系統(tǒng)Simulink結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖圖圖3.22 示波器輸出

28、結(jié)果圖示波器輸出結(jié)果圖48【例例3.5】控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)控制系統(tǒng)傳遞函數(shù) ，其中，其中 ，利用利用simulink求它的階躍輸出響應(yīng)，并將響應(yīng)曲線導(dǎo)入到求它的階躍輸出響應(yīng)，并將響應(yīng)曲線導(dǎo)入到MATLAB的工作空間中，在工作空間中繪制響應(yīng)曲線。的工作空間中，在工作空間中繪制響應(yīng)曲線。sssG310)(2)(1)()()(sGsGsXsY49解：模型所需模塊解：模型所需模塊階躍信號(hào)發(fā)生器階躍信號(hào)發(fā)生器：sourcesstep傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)： continuous transfer Fcn雙擊該模塊，設(shè)置分子多項(xiàng)式為雙擊該模塊，設(shè)置分子多項(xiàng)式為1 50，分母多項(xiàng)式為，分母多項(xiàng)式為2 3 0加法模塊

29、加法模塊： math operations Add默認(rèn)兩個(gè)輸入相加，雙擊該模塊，將默認(rèn)兩個(gè)輸入相加，雙擊該模塊，將“List of signs”框中的兩個(gè)加號(hào)框中的兩個(gè)加號(hào)（+）改為（）改為（+-）,減號(hào)用來進(jìn)行負(fù)反饋連接。減號(hào)用來進(jìn)行負(fù)反饋連接。示波器模塊示波器模塊：sinksscopesimulink數(shù)據(jù)導(dǎo)出到數(shù)據(jù)導(dǎo)出到MATLAB工作空間的模塊工作空間的模塊：sinksTo workspace，將輸出導(dǎo)出到工作空間中。將輸出導(dǎo)出到工作空間中。50設(shè)置設(shè)置To workspace模塊：模塊：將將 variable name 命名為命名為y，仿真結(jié)果在工作空間中以變量，仿真結(jié)果在工作空間中以

30、變量y存在。存在。將將save format（存儲(chǔ)格式）設(shè)為（存儲(chǔ)格式）設(shè)為array（陣列，數(shù)組）（陣列，數(shù)組），輸出到輸出到workspace中就有兩個(gè)量，一個(gè)中就有兩個(gè)量，一個(gè)y，是縱坐標(biāo)的值；一個(gè)，是縱坐標(biāo)的值；一個(gè)tout，是橫坐標(biāo)的值。是橫坐標(biāo)的值。51選擇選擇simulinkstart開始仿真。仿真后，雙擊開始仿真。仿真后，雙擊scope，結(jié)果如圖。，結(jié)果如圖。圖圖3.23 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)Simulink模型模型圖圖3.24 控制系統(tǒng)仿真結(jié)果控制系統(tǒng)仿真結(jié)果52在工作空間中，看到了在工作空間中，看到了變量變量y，雙擊，雙擊y，出現(xiàn)圖，出現(xiàn)圖3.25中右側(cè)部分的中右側(cè)部分的“Ar

31、ray Editor”，能看到，能看到t 及對(duì)應(yīng)的及對(duì)應(yīng)的 y 值。使用值。使用plot命令顯示命令顯示y。圖圖3.25 導(dǎo)入到工作空間中的變量導(dǎo)入到工作空間中的變量圖圖3.26 工作空間中仿真結(jié)果的圖形化輸出工作空間中仿真結(jié)果的圖形化輸出53響應(yīng)曲線。，要求觀測(cè)其單位階躍對(duì)該閉環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行仿真利用倍的增益作用到系統(tǒng)，負(fù)反饋，階躍輸入經(jīng)，系統(tǒng)為為表示，反饋通道的增益的限幅環(huán)節(jié)，圖中用而且前向通道有一個(gè)前向通道的傳遞函數(shù)為已知一閉環(huán)系統(tǒng)，系統(tǒng)simulinkssssssG5 . 15 . 1N5 . 0 , 2 . 0,2012201 . 05 . 0)(23【例例3.6】54解解：步驟步驟1：新建一個(gè)：新建一個(gè)模型模型窗口窗口 步驟步驟2：為模型添加所需模塊：為模型添加所需模塊階躍信號(hào)階躍信號(hào)：sourcesst