《MALAB基礎(chǔ)教程》第章simulink建模與仿真

2023年5月19日第1頁第11章Simulink的建模與仿真MATLABR2010a基礎(chǔ)教程清華大學(xué)出版社教學(xué)目標(biāo)教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容2023年5月19日第2頁教學(xué)目標(biāo)掌握Simulink的基本建模方法熟悉Simulink模塊庫熟悉常見Simulink模型了解S函數(shù)的設(shè)計和調(diào)用2023年5月19日第3頁教學(xué)重點(diǎn)掌握Simulink的基本建模方法熟悉Simulink模塊庫熟悉常見Simulink模型2023年5月19日第4頁教學(xué)內(nèi)容掌握Simulink的基本建模方法掌握Simulink模塊庫熟悉常見Simulink模型S函數(shù)的設(shè)計和調(diào)用Simulink建模的工程應(yīng)用2023年5月19日第5頁Simulink簡介Simulink的啟動Simulink模型窗口的建立Simulink模塊的操作2023年5月19日第6頁Simulink啟動Simulink的啟動主要有以下兩種方法：在MATLAB的命令窗口中輸入simulink,結(jié)果是在桌面上出現(xiàn)一個SimulinkLibraryBrowser的窗口，如圖11-1，在這個窗口中列出了按功能分類的各種模塊的名稱。單擊MATLAB主窗口的快捷按鈕，打開SimulinkLibraryBrowser窗口。2023年5月19日第7頁Simulink模型窗口的建立

在Simulink中打開一個空白的模型窗口的方法：選中Simulink菜單系統(tǒng)中的File|New|Model菜單項(xiàng)后，會生成一個Simulink窗口；單擊Simulink工具欄中的“新建模型”圖標(biāo)；在MATLAB的命令窗口中選擇File|New|NewModel菜單項(xiàng)；

2023年5月19日第8頁Simulink模塊的操作(1/2)在Simulink的空白模型窗口中，搭建Simulink的模型主要是通過用線將各種功能模塊連接構(gòu)成的。在Simulink中，將兩個模塊相接非常簡單，在每個允許輸出的模塊口都有一個輸出的>符號表示離開該模塊，，而輸入端也有一個表示輸入>的符號表示進(jìn)入該模塊。假如想將一個輸入模塊和一個輸出模塊連接起來，那么只需要在前一個模塊的輸出口處鼠標(biāo)左鍵單擊，然后拖動鼠標(biāo)至另外一個模塊的輸入口，松開鼠標(biāo)左鍵，Simulink會自動將兩個模塊用線連接起來。

2023年5月19日第9頁Simulink模塊的操作(2/2)模塊庫中的模塊可以直接用鼠標(biāo)進(jìn)行拖拽（用鼠標(biāo)左鍵選中模塊，并按住左鍵不放），然后放到模型窗口中處理。在模型窗口中，選中該模塊，然后四個角都有黑色標(biāo)記，這時可以對該模塊進(jìn)行復(fù)制、刪除、移動、命名、轉(zhuǎn)向、設(shè)置模塊屬性等操作。2023年5月19日第10頁Simulink模塊庫（1/2）Simulink的模塊庫是建立好仿真模型的基礎(chǔ)，模塊庫主要包括：（1）連續(xù)模塊；（2）非連續(xù)模塊；（3）離散模塊；（4）邏輯和位操作模塊；（5）查找表模塊；（6）數(shù)學(xué)模塊；2023年5月19日第11頁Simulink模塊庫（2/2）

（7）模型檢測模塊；（8）模型擴(kuò)充模塊；（9）端口和子系統(tǒng)模塊；（10）信號屬性模塊；（11）信號線路模塊；（12）接收模塊；（13）輸入模塊；（14）用戶自定義函數(shù)模塊；2023年5月19日第12頁Simulink基本仿真建模實(shí)例（1/3）現(xiàn)有如下微分-代數(shù)混合方程：初始條件為x1=–20,x2=3,x3=0.5，根據(jù)以上方程構(gòu)造出Simulink模型，其中積分器Integrator、Integrator1、Integrator2的初始值設(shè)定分別是2、3、0.5。2023年5月19日第13頁Simulink基本仿真建模實(shí)例（2/3）

的結(jié)構(gòu)圖

2023年5月19日第14頁Simulink基本仿真建模實(shí)例（3/3）

仿真模型圖

仿真結(jié)果

2023年5月19日第15頁常見Simulink模型線性狀態(tài)-變量模型分段線性模型傳遞-函數(shù)模型非線性狀態(tài)-變量模型子系統(tǒng)20染23另年5議月1隱7日第16頁S函數(shù)青的設(shè)擦計和揀調(diào)用S函數(shù)偏的介誰紹S函數(shù)蜘的調(diào)漠用S函數(shù)彈設(shè)計20決23訊年5羨月1窗7日第17頁S函數(shù)緩的介喊紹S函數(shù)失就是S-工Fu豪nc劣ti滾on歇s，是sy鎮(zhèn)st晴em絡(luò)-F歌un運(yùn)ct樹io救ns的縮咬寫。書當(dāng)MA粱TL錯AB所提聲供的菠模型宜不能悠完全幻玉滿足欠用戶愁要求踐時，竹就可忍以通挺過S函數(shù)稿提供任給用釋戶自殘己編守寫程綿序來霸滿足蟲自己冬要求棕模型金的接幕口。S函數(shù)眨可以秒用MA安TL大AB，C，C+掛+，Ad點(diǎn)a和Fo多rt誼an.編寫卵。C，C+寫+，Ad腸a，an支dFo誘rt箏anS-我Fu腔nc考ti鬼on鳴s需要沫編譯漿為Me蛙x文件薪，就陣和其潤它ME氧X文件扛一樣柜，Si雪mu唱li姻nk可以它隨時番動態(tài)邊的調(diào)月用這歪些文界件。S函數(shù)泉使用鋒的是乞一種屢比較遭特殊劉的調(diào)沈用格腰式，去可以識和Si駱mu法li漫nk求解掃器交典互式敞操作雨，這搜種交窗互式丘就是時與Si援mu厭li易nk求解介器和蕉內(nèi)置但固有摔模塊涂交互割式操跪作相衡同。S-功Fu原nc齒ti芬on毒s功能圍非常虧全面抽，適喊用于哲連續(xù)象、離河散以棋及混排合系廣統(tǒng)。S函數(shù)協(xié)允許士用戶民向模搬型中釀添加促自己宵編寫銳的模課塊，抄只要倚按照美一些雷簡單許的規(guī)裂制，鍵就可譜以在S-另Fu拔nc屋ti旱on冒s添加綠設(shè)計紫算法掘。在億編寫苦好S-畜Fu爛nc送ti乳on祖s之后置就可新以在S-饞Fu殺nc倆ti雕on受s莫窺包阿中蝦添加梳相應(yīng)嫂得函膽數(shù)名既，也身可以識通過謊封裝翻技術(shù)邀來訂零制自拘己的以交互悉界面膛。20督23粗年5藏月1法7日第18頁S函數(shù)顆的調(diào)見用在Si械mu炭li臨nk使用S-映Fu誓nc普ti乏on覆s的方問法就鍵是從Si源mu城li賤nk中的Us桶er糖-D咸ef南in球ed氧F趁un遺ct能io醒ns模塊報庫中園向Si黃mu仍li澆nk模型句文件逢窗口美中拖笨放S-嫁Fu標(biāo)nc釣ti乘on模塊夫。然皂后在S-破Fu償nc赴ti遭on銹s模塊予的對弓話框?qū)僦械腟-傾Fu魚nc品ti縣on環(huán)s午Na疾me框中匯輸入S函數(shù)奴的文悄件名雙，在S-航Fu冷nc愈ti皂on嬌s螞Pa瓦ra繼me預(yù)te傾rs框中克輸入S函數(shù)索的參堡數(shù)值羨。在點(diǎn)棵擊ed招it的選身項(xiàng)后沖可以梢編輯S函數(shù)顛的代顫碼部這分，艦利用S函數(shù)殲實(shí)現(xiàn)緩需要斗的功栗能主身要是忽代碼森部分鼠的修作改。20脆23臨年5口月1考7日第19頁S函數(shù)芽設(shè)計博（1/塵6）對于半代碼毀部分培的修豆改，五可以色使用MA巧TL齡AB語言耐按照S-警Fu蓄nc團(tuán)ti旗on減s的格掌式來尿編寫凍代碼期。MA粗TL荒AB提供躁了一奪個模競板文譽(yù)件，穩(wěn)方便S-鐵Fu箱nc濟(jì)ti器on的編圈寫，卸該模茶板文波件位做于MA紀(jì)TL助AB根目共錄to寫ol豈bo刷x/Si星mu刻li捏nk/b鞏lo敵ck乎s下20欠23靈年5似月1曲7日第20頁S函數(shù)你設(shè)計欣（2/居6）模板貿(mào)函數(shù)瞎的代斧碼如紅下：fu書nc楊ti查on年[形sy旦s,慕x0露,s苗tr獸,t吸s]孩=sf再un丈tm件pl鴿(t蒙,x貫,u香,f千la嗽g)sw清it蕩ch羽f族la繁g,ca挎se吐0撿,[s得ys懼,x尊0,畝st幕r,問ts流]=md度lI德ni合ti草al丙iz略eS腦iz遭es;ca活se大1伸,sy藏s=md說lD干er鐘iv毫at表iv牙es肚(t愚,x湊,u);ca休se善2棟,sy懂s=md挨lU淋pd晃at藏e(偷t,醋x,樂u);ca惠se碌3彈,sy揪s=尋md儀lO攤ut令pu佛ts榮(t第,x或,u期);ca司se鏡4搜,sy尾s=md妄lG過et練Ti霜me然Of的Ne飼xt傲Va甜rH泊it珠(t烏,x匯,u);ca病se倉9婦,sy律s=md樣lT尾er件mi乳na遣te概(t奏,x梨,u);ot絲式he加rw初is上eer捎ro推r(羅['策Un幫ha堂nd折le朋dfl哄ag裙=裂'唇,n廟um吃2s笑tr唉(f非la織g)徹])縣;en泛d20蛾23痛年5懂月1常7日第21頁S函數(shù)拔設(shè)計扔（3/缺6）fu探nc灑ti息on議[嚇sy繭s,西x0徑,s舌tr懇,t滲s]繳=md愿lI莊ni幸ti艷al前iz睜eS番iz域essi源ze誤s瓣=si弦ms該iz銷es;si谷ze筆s.曲Nu拿mC伏on蠻tS疼ta同te不s=翁0;si芳ze鍋s.飯Nu決mD訪is檔cS鹿ta齒te轎s=亭0;si扎ze史s.舊Nu伯mO浸ut倡pu見ts=甘0;si當(dāng)ze砍s.其Nu幟mI彎np評ut版s=芒0;si害ze向s.尊Di擺rF喜ee痕dt尖hr窩ou肉gh=筐1;si旦ze小s.蓮Nu細(xì)mS瓜am橋pl風(fēng)eT辯im鑄es=習(xí)1;sy均s腹=si從ms曉iz煎es默(s煎iz牙es);x0純=銜[]棄;st罰r=陣[]螞;ts=司[0德0洽];fu案nc首ti喝on夜s險ys露=md津lD協(xié)er忽iv普at民iv斗es辟(t技,x底,u)sy可s岡=壓[]斥;fu福nc躺ti鳥on正s顫ys鋪=md腔lU疫pd按at撇e(殘t,術(shù)x,食u)sy股s妙=猛[]門;fu鈴nc棄ti摩on螺s圈ys姜=md踏lO畜ut辰pu姑ts禁(t想,x俱,u)sy喘s腹=患[]悅;fu欄nc供ti壟on償s源ys栽=md藍(lán)lG直et己Ti惕me改Of獄Ne廳xt脆Va確rH秩it僚(t霞,x暴,u)sa拐mp白le遼Ti瞞me=藏1;sy銷s鐘=者t斤+sa和mp脫le腿Ti尺me;fu舉nc節(jié)ti修on奇s巧ys掀=md價lT掛er蹄mi匪na華te唐(t閃,x帝,u)sy翼s郊=銹[]濃;20概23殼年5安月1誕7日第22頁S函數(shù)山設(shè)計搜（4/鍋6）M文件S-沈Fu做nc徐ti學(xué)on計s可用立的子驢函數(shù)臺說明沒如下跌：（1）md裳lI顛ni酸t(yī)i盡al屠iz巷eS抗iz過es：定劇義S-偷Fu紐奉nc絹ti進(jìn)on模塊絕的基響本特印性，何包括頁采樣錫時間螺、連栽續(xù)或聞?wù)唠x毒散狀踩態(tài)的廁初始喇條件廉和si浸ze研s數(shù)組陰。（2）md紹lD允er朵iv溪at濃iv憤es：計切算連爭續(xù)狀齡態(tài)變稠量的純微分奔方程肯。（3）md共lU符pd街at越e：更冒新離掉散狀供態(tài)、眼采樣王時間云和主熔時間急同步圖的要利求。（4）md汁lO貓ut呢pu管ts：計灣算S-福Fu比nc溫ti忙on的輸扶出。（5）md濃lG非et逃Ti年me鼻Of屑Ne隙xt僵Va喘rH炎it:計算岸下一暫個采鑒樣時倍間點(diǎn)介的絕滅對時抵間。（6）md上lT杜er闊mi挖na概te：結(jié)殃束仿收真任條務(wù)。20敲23吧年5蠅月1亦7日第23頁S函數(shù)興設(shè)計丹（5/確6）S-址fu腦nc茅ti常on默認(rèn)蹦的4個輸麻入?yún)⒖h數(shù)t、x、u和fl裕ag，他咽們的賞次序課不能害變動蹦，各蠶自代與表的幼意義季是：t：表彎示當(dāng)熄前仿危真時曲刻，翅是采涂用絕賄對計述量的撓時間笑值，肯是從館仿真欺開始誕模型仙運(yùn)行凈時間腐的計宏量值沸。x：模潮塊的碎狀態(tài)肝向量摟，包寸括連虜續(xù)狀惕態(tài)向葡量和鳳離散哨狀態(tài)笨向量博。u：模木塊的庸輸入助