Matlab教程Ch634982

1、1第第6章章 simulink仿真仿真 2本章目標(biāo)l了解simulink基本模塊的性質(zhì)l掌握系統(tǒng)仿真的方法3主要內(nèi)容l6.1 simulink與系統(tǒng)仿真與系統(tǒng)仿真l6.2 simulink的使用的使用l6.3 simulink的基本模塊的基本模塊l6.4 功能模塊的處理功能模塊的處理l6.5 設(shè)置仿真參數(shù)設(shè)置仿真參數(shù)l6.6 觀察觀察simulink的仿真結(jié)果的仿真結(jié)果46.1 simulink與系統(tǒng)仿真lsimulink的的產(chǎn)生產(chǎn)生l1990年mathworks公司為matlab增加了用于建立系統(tǒng)框圖和仿真的環(huán)境l1992年公司將該軟件改名為simulink lsimulink可以搭建：可以

2、搭建：l（1）通信系統(tǒng)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層；l（2）動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)；l（3）控制系統(tǒng)；l（4）數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)；l（5）電力系統(tǒng)；l（6）生物系統(tǒng)；l（7）金融系統(tǒng)等。5較為流行的版本有l(wèi)與與matlab5.2配用的配用的simulink2.2l與與matlab5.3配用的配用的simulink3.0l與與matlab6.0配用的配用的simulink4.0l與與matlab7.0配用的配用的simulink6.0。66.2 simulink的使用l1. simulink的啟動(dòng)的啟動(dòng)l (1)在matlab的命令窗口直接鍵入simulink。l (2) 工具欄上的simulink模塊庫瀏覽器命令按鈕

3、l (3) file菜單中選擇new菜單項(xiàng)下的model命令l2. simulink的退出的退出l關(guān)閉所有模型窗口和simulink模塊庫窗口即可76.2.1啟動(dòng)和退出simulink86.2.2建模與仿真建模仿真的一般過程是：建模仿真的一般過程是：1. 打開一個(gè)空白的編輯窗口；打開一個(gè)空白的編輯窗口；2. 將模塊庫中模塊復(fù)制到編輯窗口里，并依照給定的框?qū)⒛K庫中模塊復(fù)制到編輯窗口里，并依照給定的框圖修改編輯窗口中模塊的參數(shù)；圖修改編輯窗口中模塊的參數(shù)；3. 將各個(gè)模塊按給定的框圖連接起來；將各個(gè)模塊按給定的框圖連接起來；4. 用菜單選擇或命令窗口鍵入命令進(jìn)行仿真分析，在仿用菜單選擇或命令窗口

4、鍵入命令進(jìn)行仿真分析，在仿真的同時(shí)，可以觀察仿真結(jié)果，如果發(fā)現(xiàn)有不正確的真的同時(shí)，可以觀察仿真結(jié)果，如果發(fā)現(xiàn)有不正確的地方，可以停止仿真，對(duì)參數(shù)進(jìn)行修正；地方，可以停止仿真，對(duì)參數(shù)進(jìn)行修正；5. 如果對(duì)結(jié)果滿意，可以將模型保存。如果對(duì)結(jié)果滿意，可以將模型保存。9例6-1 設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的模型，其功能是將一正弦信號(hào)輸出到示波器中解題步驟：解題步驟：(1) 新建一個(gè)模型窗口：新建一個(gè)模型窗口：(2) 為模型添加所需模塊：為模型添加所需模塊：(3) 連接相關(guān)模塊，構(gòu)成所需要的系統(tǒng)模型：連接相關(guān)模塊，構(gòu)成所需要的系統(tǒng)模型：(4) 進(jìn)行系統(tǒng)仿真：進(jìn)行系統(tǒng)仿真：(5) 觀察仿真結(jié)果：觀察仿真結(jié)果：10例6-

5、1 演示116.3 simulink的基本模塊1.simulink（系統(tǒng)仿真模塊庫）（系統(tǒng)仿真模塊庫）2.communications blockset（通信模塊庫）（通信模塊庫）3.dsp blockset（數(shù)字信號(hào)處理模塊庫）（數(shù)字信號(hào)處理模塊庫）4.control system toolbox（控制系統(tǒng)模塊庫）（控制系統(tǒng)模塊庫）12simulink模塊庫包含的子模塊庫（1）commonly used blocks模塊庫，為仿真提供常用元件；模塊庫，為仿真提供常用元件；（2）continuous模塊庫，為仿真提供連續(xù)系統(tǒng)；模塊庫，為仿真提供連續(xù)系統(tǒng)； （3）discontinuous模塊庫

6、，非連續(xù)系統(tǒng)元件；模塊庫，非連續(xù)系統(tǒng)元件；（4）discrete模塊庫，為仿真提供離散元件；模塊庫，為仿真提供離散元件；（5）logic and bit operations模塊庫，提供邏輯運(yùn)算和位運(yùn)算的元件；模塊庫，提供邏輯運(yùn)算和位運(yùn)算的元件；（6）lookup tables模塊庫，線形插值查表模塊庫；模塊庫，線形插值查表模塊庫；（7）math operations模塊庫，提供數(shù)學(xué)運(yùn)算功能元件；模塊庫，提供數(shù)學(xué)運(yùn)算功能元件；（8）model verification模塊庫，模型驗(yàn)證庫；模塊庫，模型驗(yàn)證庫；（9）model-wide utilities模塊庫；模塊庫；（10）ports and

7、 subsystems模塊庫，端口和子系統(tǒng)；模塊庫，端口和子系統(tǒng)；（11）signals attributes模塊庫，信號(hào)屬性模塊；模塊庫，信號(hào)屬性模塊；（12）signals routing模塊庫，提供用于輸入、輸出和控制的相關(guān)信號(hào)及相關(guān)處理；模塊庫，提供用于輸入、輸出和控制的相關(guān)信號(hào)及相關(guān)處理；（13）sinks模塊庫，為仿真提供輸出設(shè)備元件；模塊庫，為仿真提供輸出設(shè)備元件；（14）sources模塊庫，為仿真提供各種信號(hào)源；模塊庫，為仿真提供各種信號(hào)源；（15）user-defined functions模塊庫，用戶自定義函數(shù)元件；模塊庫，用戶自定義函數(shù)元件；（16）additional

8、 math &discrete模塊庫。模塊庫。136.4 功能模塊的處理基本操作包括：基本操作包括：1. 選取模塊選取模塊2. 復(fù)制與刪除模塊復(fù)制與刪除模塊3. 模塊的參數(shù)和屬性設(shè)置模塊的參數(shù)和屬性設(shè)置4. 模塊外形的調(diào)整模塊外形的調(diào)整 5. 模塊名的處理模塊名的處理6. 模塊的連接模塊的連接7. 在連線上反映信息在連線上反映信息146.5 設(shè)置仿真參數(shù)l仿真參數(shù)對(duì)話框仿真參數(shù)對(duì)話框l設(shè)置如下仿真參數(shù)：設(shè)置如下仿真參數(shù)：lsolver（算法）ldata import/export（數(shù)據(jù)輸入輸出）ldiagnostics（診斷）loptimization（優(yōu)化）lhardware imp

9、lementation（硬件工具）lmodel referencing（模塊引用）15圖圖6-17 設(shè)置仿真參數(shù)設(shè)置仿真參數(shù)161解題器（解題器（solver）選項(xiàng)）選項(xiàng)l（1）simulation time組：設(shè)置仿真起止時(shí)間。組：設(shè)置仿真起止時(shí)間。 l（2）solve options組：選擇求解器，并為其指組：選擇求解器，并為其指定參數(shù)。定參數(shù)。 l變步長(zhǎng)算法（variable-step）l固定步長(zhǎng)算法（fixed-step）。 172數(shù)據(jù)輸入輸出選項(xiàng)（數(shù)據(jù)輸入輸出選項(xiàng)（data import/export）l主要用來設(shè)置主要用來設(shè)置simulink與與matlab工作空間交換工作空間交換

10、數(shù)值的有關(guān)選項(xiàng)。數(shù)值的有關(guān)選項(xiàng)。lload from workspace（從工作空間載入數(shù)據(jù)）lsave to workspace（將輸出保存到工作空間）lsave options（保存選項(xiàng)）。183診斷選項(xiàng)（diagnostics）l用于設(shè)置系統(tǒng)對(duì)仿真過用于設(shè)置系統(tǒng)對(duì)仿真過程中，可能會(huì)出現(xiàn)一些非正程中，可能會(huì)出現(xiàn)一些非正常事件做出何種反應(yīng)，有以常事件做出何種反應(yīng)，有以下幾種：下幾種：lnone：不做任何反應(yīng)。lwarning：提出警告，但警告信息不影響程序的運(yùn)行。lerror：提示錯(cuò)誤，運(yùn)行的程序停止。196.6 觀察simulink的仿真結(jié)果l觀察仿真結(jié)果的方法有以下幾種：觀察仿真結(jié)果的方

11、法有以下幾種：l將仿真結(jié)果信號(hào)輸入到輸出模塊“scope”示波器、“xy graph”二維x-y圖形顯示器與“display”數(shù)字顯示器中，直接查看。l將仿真結(jié)果信號(hào)輸入到“to workspace”模塊中，再用繪圖命令在matlab命令窗口里繪制出圖形。l將仿真結(jié)果信號(hào)返回到matlab命令窗口里，再利用繪圖命令繪制出圖形。20擴(kuò)展閱讀l6.7自定義功能模塊自定義功能模塊 l根據(jù)用戶自己的需要加工所需的功能模塊 21例6-2 演示22應(yīng)用舉例例例6-3 仿真計(jì)算仿真計(jì)算y(t)=sin(t)-sin(2t)。l解題步驟：解題步驟：l（1）運(yùn)行simulink并新建一個(gè)模型窗口 l（2）將所需模塊添加到模型中 l（3）編輯模塊組成模型 l（4）進(jìn)行系統(tǒng)仿真參數(shù)設(shè)置 l（5）進(jìn)行系統(tǒng)仿真 l（6）觀察系統(tǒng)仿真結(jié)果 23例63演示24例6