simlinkmatlab仿真環(huán)境教程

1、simulinkmatlab仿真環(huán)境教程Simulink是面向框圖的仿真軟件。演示一個Simulink的簡單程序【例1.1】創(chuàng)建一個正弦信號的仿真模型。步驟如下：> (1)在MATLAB的命令窗口運行simulink命令，或單擊工具欄中的度圖標，就可以打開Simulink模塊庫瀏覽器(SimulinkLibraryBrowser)窗口，如圖1.1所示。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途nSisulinSLibraryProwsr.ID|l><|FlIbVifRTHelpC）琢卡fml-巨SLiralinkACMitipraousBsaaBit.LTiuititESaxcrttfL

2、ook-UfpT4bl«sfluLli昕tr虹Lmi.Hdel¥traficktim.RhieAffWVtililifiParti5訕宅口*1，SignalJittributes砰KftiiLiBufSankiSowrc+EUxar-Bi-fnad.funcliOBhi王鼻虹Tospu噌ElocksetUCtllftKRaftrati4B16d«E4LUCwwnmic*i：LMi3Bl-&rkE4tWC«ntrolSyEtail4tlb4CM HDSTfiloc&nvli晝Dills&GncesBltchsetW呈Etl>A

3、dd.«>iTtt-«LEmtuLMdl*A±B1iHWT«rMfw71CMC,呈PiMtd-foilitBlaclKEtlfUEEjfLafLC*Toalh-DXibMFCBlocks異呈耽，HLg&M麻Nets!mWwkBlghmt呈H*alTis«¥hudonsTurg：«tM*ELRa.aT*T14aTA'HbdlhaJK#丘4>如刃+inB1+-t-K+1+5-1DixrcniielultabtDiEcr«t«La-lljT諷MHNdVatifuzatiCantklX

4、UU.!UfcthO-p4tfktLOJUPwti4SvtEystosSicnlHxiRitimqjSihkxSaarcesSi印a!AAtYLtul，lruH*Da.EiFi»dFuac'klanx圖7.1Simulink界面(2) 單擊工具欄上的回圖標或選擇菜單“File”“New”“Model”，新建一個名為“untitled”的空白模型窗口。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途(3) 在上圖的右側子模塊窗口中，單擊“Source”子模塊庫前的"+”(或雙擊Source),或者直接在左側模塊和工具箱欄單擊Simulink下的Source子模塊庫，便可看至|J各料1輸

5、入源模塊。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途(4) 用鼠標單擊所需要的輸入信號源模塊"SineWave”(正弦信號)，將其拖放到的空白模型窗口"untitled"，則"SineWave”模塊就被添加到untitled窗口；也可以用鼠標選中"SineWave”模塊，單擊鼠標右鍵，在快捷菜單中選擇"addto'untitled'”命令，就可以將"SineWave”模塊添加到untitled窗口，如圖1.2所示。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途Fil*型隊¥iAwH«lpTtr+:Dp如ut映sln&

6、#171;曲電憤m電«in«ires如赫mm”i：iXlhIiU.t4iti!0TUiJttiiChULQUAUECdl.Ill*pA.l«n*tbl'EInth.A十*R?VfPAE4.1T4:-會Sim-uliiLk.Contilui?us糾糾糾7il7il*l*?il.DiscontinuiliesDjseretseLookUpT-tblcsMithOp«r-tt!ioiL5ModelVenficilianMeidel-WideVtilitsitsPorts尊SubsslensSiEFiolAltribiLlesSinksSaurctsUi

7、ctr-BtfiiFundanEARuidonHMb砒Rep&liTLgS«4ue»c«Sienol(refttrst-orSl«pSiBuilderVunberEgady圖7.2Simulink界面(5) 用同樣的方法打開接收模塊庫"Sinks”，選擇其中的“Scope”模塊(示波器)拖放到“untitled”窗口中。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途在"untitled”窗口中，用鼠標指向"SineWave”右側的輸出端，當光標變?yōu)槭址麜r，按住鼠標拖向"Scope”模塊的輸入端，松開鼠標按鍵，就完成了兩個

8、模塊間的信號線連接，一個簡單模型已經建成。如圖1.3所示。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途開始仿真，單擊“untitled”模型窗口中“開始仿真”圖標舊，或者選擇菜單"Simulink”一一“Start”，貝U仿真開始。雙擊"Scope”模塊出現示波器顯示屏，可以看至!黃色的正弦波形。如圖1.4所示。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途圖7.3Simulink模型窗口圖7.4示波器窗口(8)保存模型，單擊工具欄的圖標，將該模型保存為“Ex0701.mdl”文件。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途1.2Simulink的文件操作和模型窗口1.2.1Simulink的文件操作新建文件新建仿

9、真模型文件有幾種操作：在MATLAB的命令窗口選擇菜單“File”“New”“Model”。在圖1.1的Simulink模塊庫瀏覽器窗口選擇菜單“File”“New”“Model”，或者單擊工具欄的回圖標。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途在圖1.3的Simulink模型窗口選擇菜單“File”“New”“Model”，或者單擊工具欄的回圖標。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途打開文件打開仿真模型文件有幾種操作：在MATLAB的命令窗口輸入不加擴展名的文件名，該文件必須在當前搜索路徑中，例如輸入“Ex0701”。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途在MATLAB的命令窗口選擇菜單“File”O(jiān)pen”或者單

10、擊工具欄的國圖標打開文件。在圖1.1的Simulink模塊庫瀏覽器窗口選擇菜單“File”“Open”或者單擊工具欄的園圖標打開".mdl”文件。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途在圖1.3的Simulink模型窗口中選擇菜單“File”“Open”或者單擊工具欄的座圖標打開文件。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途1.2.2Simulink的模型窗口模型窗口由菜單、工具欄、模型瀏覽器窗口、模型框圖窗口以及狀態(tài)欄組成。菜單工具欄模型瀏覽器狀態(tài)欄圖7.5雙窗口模型窗口模型框圖狀態(tài)欄工具欄模型窗口工具欄如圖1.6所示。圖7.6工具欄菜單資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途Simulink的模型窗口的常用

11、菜單如表1.1所示。表1.1模型窗口常用菜單表菜單名菜單項功能FileNewModel新建模型Modelproperties模型屬性PreferencesSIMULINK界面的默認設置選項Print-打印模型Close關閉當前Simulink窗口ExitMATLAB退出MATLAB系統(tǒng)EditCreatesubsystem創(chuàng)建子系統(tǒng)Masksubsystem-封裝子系統(tǒng)Lookundermask查看封裝子系統(tǒng)的內部結構Updatediagram更新模型框圖的外觀ViewGotoparent顯示當前系統(tǒng)的父系統(tǒng)Modelbrowseroptions模型瀏覽器設置Blockdatatipsopti

12、ons鼠標位于模塊上方時顯示模塊內部數據Librarybrowser顯示庫瀏覽器Fitsystemtoview自動選擇最合適的顯示比例Normal以正常比例（100%）顯示模型SimulationStart/Stop動動/停止仿真PausContinue暫停/繼續(xù)仿真SimulationParameters-設置仿真參數Normal普通Simulink模型Accelerator產生加速Simulink模型FormatTextalignment標注文字對齊工具Filpname翻轉模塊名Show/Hidename顯示/隱藏模塊名Filpblock翻轉模塊RotateBlock旋轉模塊Library

13、linkdisplay顯示庫鏈接Show/Hidedropshadow顯示/隱藏陰影效果Sampletimecolors設置不同的采樣時間序列的顏色Widenonscalarlines粗線表示多信號構成的向量信號線Signaldimensions注明向量信號線的信號數Portdatatypes標明端口數據的類型Storageclass顯示存儲類型ToolsDataexplorer-數據瀏覽器Simulinkdebugger-Simulink調試器Dataclassdesigner用戶定義數據類型設計器LinearAnalysis線性化分析工具1. 1.3模型的創(chuàng)建1.3.1模塊的操作對象的選定

14、選定單個對象選定對象只要在對象上單擊鼠標，被選定的對象的四角處會出現小黑塊編輯框。選定多個對象如果選定多個對象，可以按下Shift鍵，然后再單擊所需選定的模塊；或者用鼠標拉出矩形虛線框，將所有待選模塊框在其中，則矩形框中所有的對象均被選中，如圖1.7所示。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途圖7.7選定多個對象選定所有對象如果要選定所有對象，可以選擇菜單“Edit”"Selectall”。2. 模塊的復制（1）不同模型窗口（包括模型庫窗口）之間的模塊復制選定模塊，用鼠標將其拖到另一模型窗口。選定模塊，使用菜單的"Copy”和"Paste”命令。選定模塊，使用工具欄的“C

15、opy”和“Paste”按鈕。在同一模型窗口內的復制模塊（如圖1.8所示）選定模塊，按下鼠標右鍵，拖動模塊到合適的地方，釋放鼠標。選定模塊，按住Ctrl鍵，再用鼠標拖動對象到合適的地方，釋放鼠標。使用菜單和工具欄中的“Copy”和“Paste”按鈕。圖7.8在同一模型窗口復制對象模塊的移動在同一模型窗口移動模塊選定需要移動模塊，用鼠標將模塊拖到合適的地方。在不同模型窗之間移動模塊在不同模型窗之間移動模塊，在用鼠標移動的同時按下Shift鍵。當模塊移動時，與之相連的連線也隨之移動。3. 模塊的刪除要刪除模塊，應選定待刪除模塊，按Delete鍵；或者用菜單“Edit”"Clear”或“C

16、ut”；或者用工具欄的“Cut”按鈕。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途4. 改變模塊大小選定需要改變大小的模塊，出現小黑塊編輯框后，用鼠標拖動編輯框，可以實現放大或縮小。模塊的翻轉模塊翻轉180度選定模塊，選擇菜單"Format”"FlipBlock”可以將模塊旋轉180度，如同1.9中間為翻轉180度示波器模塊。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途模塊翻轉90度選定模塊，選擇菜單"Format”"RotateBlock”可以將模塊旋轉90度，如圖1.9右邊示波器所示。如果一次翻轉不能達到要求，可以多次翻轉來實現。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途BSSee-pel

17、Sw#圖7.9翻轉模塊模塊名的編輯修改模塊名單擊模塊下面或旁邊的模塊名，出現虛線編輯框就可對模塊名進行修改。模塊名字體設置選定模塊，選擇菜單“Format”"Font”，打開字體對話框設置字體。模塊名的顯不和隱臧選定模塊，選擇菜單“Format”Hide/Showname,可以隱臧或顯示模塊名模塊名的翻轉選定模塊，選擇菜單“Format”"Flipname”,可以翻轉模塊名。1.3.2信號線的操作1. 模塊間連線先將光標指向一個模塊的輸出端，待光標變?yōu)槭址螅聪率髽随I并拖動，直到另一模塊的輸入端。2. 信號線的分支和折曲(1)分支的產生將光標指向信號線的分支點上，按鼠標

18、右鍵，光標變?yōu)槭址蟿邮髽酥钡椒种Ь€的終點，釋放鼠標；或者按住Ctrl鍵，同時按下鼠標左鍵拖動鼠標到分支線的終點，如圖1.10所示。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途圖7.10信號線的分支(2)信號線的折線選中已存在的信號線，將光標指向折點處，按住Shift鍵，同時按下鼠標左鍵，當光標變成小圓圈時，用鼠標拖動小圓圈將折點拉至合適處，釋放鼠標，如圖1.11所示。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途llvrnSI的ellfjwe圖7.11信號線的折線3.信號線文本注釋(label)添加文本注釋雙擊需要添加文本注釋的信號線，則出現一個空的文字填寫框，在其中輸入文本。修改文本注釋單擊需要修改的文本注釋，出現

19、虛線編輯框即可修改文本。移動文本注釋單擊標識，出現編輯框后，就可以移動編輯框。復制文本注釋單擊需要復制的文本注釋，按下Ctrl鍵同時移動文本注釋，或者用菜單和工具欄的復制操作。1. 在信號線中插入模塊如果模塊只有一個輸入端口和一個輸出端口，則該模塊可以直接被插入到一條信號線中。1.3.3給模型添加文本注釋(1) 添加模型的文本注釋在需要當作注釋區(qū)的中心位置，雙擊鼠標左鍵，就會出現編輯框，在編輯框中就可以輸入文字注釋。(2) 注釋的移動在注釋文字處單擊鼠標左鍵，當出現文本編輯框后，用鼠標就可以拖動該文本編輯框。1.4Simulink的基本模塊1.4.1基本模塊Simulink的基本模塊包括9個子

20、模塊庫。1.輸入信號源模塊庫(Sources)輸入信號源模塊是用來向模型提供輸入信號。常用的輸入信號源模塊源如表1.2所示。表1.2常用的輸入信號源模塊表名稱模塊形狀功能說明Constant恒值常數，可設置數值Step階躍信號RampIIZF線性增加或減小的信號SineWave正弦波輸出SignalGenerator信號發(fā)生器，可以產生正弦、方波、鋸齒波和隨機波信號FromFile從文件獲取數據w保FnjrijiFileFromWorkspacefJFnamiW&rkipace從當前工作空間定義的矩陣讀數據Clock四竺1仿真時鐘，輸出每個仿真步點的時間In輸入模塊2.接收模塊庫(Si

21、nks)接收模塊是用來接收模塊信號的，常用的接收模塊如表1.3所示。3. 連續(xù)系統(tǒng)模塊庫(Continuous)連續(xù)系統(tǒng)模塊是構成連續(xù)系統(tǒng)的環(huán)節(jié)，常用的連續(xù)系統(tǒng)模塊如表1.4所示。表1.4常用的連續(xù)系統(tǒng)模塊表名稱模塊形狀功能說明Integrator積分環(huán)節(jié)Derivative微分環(huán)節(jié)State-Space日=：仙YufTSi-n狀態(tài)方程模型TransferFcn傳遞函數模型Zero-Pole零一極點增益模型TransportDelay普/TrfifiifpoDtiey把輸入信號按給定的時間做延時4.離散系統(tǒng)模塊庫（Discrete）離散系統(tǒng)模塊是用來構成離散系統(tǒng)的環(huán)節(jié)，常用的離散系統(tǒng)模塊如表1

22、.5所示。表1.5常用的離散系統(tǒng)模塊表名稱模塊形狀功能說明離散傳遞函數模型DiscreteTransferFcnDiscreteZero-PoleisC'S-DtaaMZtraoltl離散零極點增益模型DiscreteState-SpaceDiscreteFilter1-!-fUm離散狀態(tài)方程模型離散濾波器Zero-OrderHoldFirst-OrderHold零階保持器一階保持器UnitDelaypX采樣保持，延遲一個周期1.4.2常用模塊的參數和屬性設置1.模塊參數設置(1) 正弦信號源(SineWave)雙擊正弦信號源模塊，會出現如圖1.13所示圖1.13的上部分為參數說明，仔

23、細閱讀可以Sample-based;Amplitude為正弦幅值；Bias為幅為采樣時間。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途(2) 階躍信號源(Step)階躍信號模塊是輸入信號源，其模塊參數對其中：Steptime為階躍信號的變化時刻，間。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途從工作空間獲取數據(Fromworkspace)«rusSlipOutput&step.-ParametersSteptim電.ISIllitialw-aliie:Finalvftlg：Sampletine：BlockPor-amcBcrs:SrieWaveSineWomqotioBwbmpwtienesinedG

24、Ef肛歸導thecjornputoidncdleniqueusndThnpBrarrmlcn-inIhcIwdtypesbjqiclHtodkpugh:Sampleparperiodpi/(Ff叫jgnqy41Sampletig)NumberEafteeiMunpies.Fn&®e*SwuptesperpGfiDd(pi)UsetheBomplboBiBcasinelypeilnumericJDflprablm$duelarunningkirlorgetimi»(agcwffkiwinahsolulo-lima)acounPmme焰博SinepeAmpfede.Fn

25、nPh&5E如珥.I'V'lTSwipAebme:ih'kirrirtxidbnrpajamfllErsas1-D亦CmmNIhl#的參數設置對話框。幫助用戶設置參數。Sinetype為正弦類型，包括Time-based和值偏移值；Frequency為正弦頻率；Phrase為初始相角；SampletimeTmo-hascd圖7.13模塊的參數設置0K蛔理|7InterpretvectorparanetersasVEn再bl#z«rocrEEing:話框如圖1.14所示。initialvalue為初始值，Finalvalue為終止值，Sampletime

26、為采樣時從工作空間獲取數據模塊的輸入信號源為工作空間?！纠?.2】在工作空間計算變量t和y,將其運算的結果作為系統(tǒng)的輸入。t=0:0.1:10;y=sin(t);t=t'圖7.14階躍信號模塊的參數y=y'然后將“FromWorkspace”模塊的參數設置對話框打開，如圖1.15(a)所示，在“Data”欄填寫"t,y”，單擊“OK”按鈕完成。則在模型窗口中該模塊就顯示為圖1.15(b)。用示波器作為接收模塊，可以查看輸出波形為正弦波。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途t.yFromWorkspace圖7.15(a)模塊參數設置(b)從工作空間獲取數據模塊"Da

27、ta”的輸入有幾種，可以是矩陣、包含時間數據的結構數組。"FromWorkspace”模塊的接收模塊必須有輸入端口，"Data”矩陣的列數應等于輸入端口的個數+1,第一列自動當成時間向量，后面幾列依次對應各端口。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途t=0:0.1:2*pi;y=sin(t);yi=t;y;saveEx0702y1%保存在“Ex0702.mat”文件中從文件獲取數據(Fromfile)從文件獲取數據模塊是指從mat數據文件中獲取數據為系統(tǒng)的輸入。將【例1.2】中的數據保存到.mat文件：t=0:0.1:2*pi;y=sin(t);y1=t;y;saveEx0702y

28、1%保存在然后將"FromFile”模塊的參數設置對話單擊“OK”按鈕完成。用示波器作為接收模塊，(5)傳遞函數(Transferfunction)BlockParanieters:hrornFileFromFileRj&odtimEandutpSwakiesfromlheiirstnialrixinti-iespedliedMATfileThem酣杭fyiusiconbsiniwneveJuesincmoneAddiiionelrowscorrespondtooW偵elemBnis斷通即1勵”Siwtsi口3如伽*.圖7.16FromFile參數設置15/40“Ex0702

29、.mat”文件中框打開，如圖1.16所示，在“Filename”欄填寫"Ex0702.mat可以查看輸出波形。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途1.17所示。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途傳遞函數模塊是用來構成連續(xù)系統(tǒng)結構的模塊，其模塊參數對話框如圖圖7.17傳遞函數模塊參數設置TransferFen圖7.18在上圖中設置"Denominator”為"11.4141”,則在模型窗口中顯示為女口圖1.18所示。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途示波器(Scope)示波器模塊是用來接收輸入信號并實時顯示信號波形曲線，示波1.19所示。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途器窗口的工具

30、欄可以調整顯示的波形，顯示正弦信號的示波器如圖Y坐標變焦縱坐標的自動恢復保存過的坐標設置打開參數對話框X-Y坐標變焦X坐標變焦浮動示波器把當前的坐標設置保存圖7.19示波器窗口資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途2.模塊屬性設置每個模塊的屬性對話框的內容都相同，如圖1.22所示。圖7.22模塊的屬性設置說明(Description)對模塊在模型中用法的注釋。優(yōu)先級(Priority)規(guī)定該模塊在模型中相對于其它模塊執(zhí)行的優(yōu)先順序。標記(Tag)用戶為模塊添加的文本格式標記。調用函數(Openfunction)當用戶雙擊該模塊時調用的MATLAB函數。屬性格式字符串(Attributesformats

31、tring)圖7.23模塊的屬性格式字符串格式。指定在該模塊的圖標下顯示模塊的哪個參數和1.5復雜系統(tǒng)的仿真與分析Simulink的模型實際上是定義了仿真系統(tǒng)的微分或差分方程組，而仿真則是用數值解算法來求解方程。1.5.1仿真的設置在模型窗口選擇菜單"Simulation"aSimulationparameters"，則會打開參數設置對話框，如圖1.24所示。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途圖7.24Solver參數設置1.Solver頁的參數設置(1) 仿真的起始和結束時間仿真的起始時間(Starttime)仿真的結束時間(Stoptime)(2) 仿真步長仿真的

32、過程一般是求解微分方程組，“Solveoptions”的內容是針對解微分方程組的設置。(3) 仿真解法Type的右邊：設置仿真解法的具體算法類型。(4) 輸出模式根據需要選擇輸出模式(Outputoptions),可以達到不同的輸出效果。2.WorkspaceI/O（工作空間輸入輸出）頁的設置文檔收集自網絡，僅用如圖1.25所示，可以設置Simulink從工作空間輸入數據、初始化狀態(tài)模塊，也可以把仿真的結果、狀態(tài)模塊數據保存到當前工作空間。于個人學習圖7.25WorkspaceI/O參數設置從工作空間裝載數據（Loadfromworkspace）文檔收集自網絡，僅用于個人學習（2）保存數據到工

33、作空間（Savetoworkspace）Time欄勾選Time欄后，模型將把（時間）變量以在右邊空白欄填寫的變量名（默認名為tout）存放于工作空間。States欄勾選States欄后，模型將把其狀態(tài)變量在右邊空白欄填寫的變量名（默認名為xout）存放于工作空間。Output欄如果模型窗口中使用輸出模塊“Out”，那么就必須勾選Output欄，并填寫在工作空間中的輸出數據變量名（默認名為yout）。文檔收集自網絡，僅用于個人學習Finalstate欄Finalstate欄的勾選，將向工作空間以在右邊空白欄填寫的名稱（默認名為xFinal）,存放最終狀態(tài)值。文檔收集自網絡，僅用于個人學習變量存放

34、選項（Saveoptions）Saveoptions必須與Savetoworkspace配合使用。1.5.2連續(xù)系統(tǒng)仿真【例1.3】建立二階系統(tǒng)的仿真模型。方法一：輸入信號源使用階躍信號，系統(tǒng)使用開環(huán)傳遞函數L1接受模塊使用示波器來構成模型。s20.6sISinks"(1) 在"Sources”模塊庫選擇"Step”模塊，在"Continuous”模塊庫選擇"TransferFcn”模塊，在"MathOperations”模塊庫選擇"Sum”模塊，模塊庫選擇“Scope”。文檔收集自網絡，僅用于個人學習連接各模塊，從信號線引

35、出分支點，構成閉環(huán)系統(tǒng)。(2) 設置模塊參數，打開"Sum”模塊參數設置對話框，如圖1.26所示。將"Iconshape”設置為"rectangular”,將"Listofsigns"設置為"|+-"表示上面的入口為空。文檔收集自網絡，僅用于個人學習aTransferFcn”模塊的參數設置對話框中，將分母多項式"Denominator”設置為"10.60"。文檔收集自網絡，僅用于個人學習圖7.26Sum參數設置將"Step”模塊的參數設置對話框中，將"Steptime”修改為

36、0。(4)添加信號線文本注釋雙擊信號線，出現編輯框后，就輸入文本。則模型如圖1.27所示。圖7.27二階系統(tǒng)模型(5)仿真并分析Startsimulation1.28所示。單擊工具欄的"Startsimulation"按鈕，開始仿真，在示波器上就顯示出階躍響應。在Simulink模型窗口，選擇菜單"Simulation""Simulationparameters”命令，在"Solver”頁將"Stoptime”設置為15,然后單擊"按鈕，示波器顯示的就到15秒結束。文檔收集自網絡，僅用于個人學習打開示波器的Y坐標設

37、置對話框，將Y坐標的"Y-min”改為0,"Y-max”改為2,將"Title”設置為"二階系統(tǒng)時域響應"，則示波器如圖文檔收集自網絡，僅用于個人學習圖7.28示波器顯示方法二：1。文檔收集自網絡,(1) 系統(tǒng)使用積分模塊(Integrator)和零極點模塊(zero-pole)串聯，反饋使用"MathOperations”模塊庫中的"Gain”模塊構成反饋環(huán)的增益為僅用于個人學習(2) 連接模塊，由于“Gain”模塊在反饋環(huán)中，因此需要使用“FlipBlock”翻轉該模塊。(3) 設置模塊參數，將“zero-pole”模塊

38、參數對話框中的“Zeros”欄改為“”，將“Poles”欄改為-0.6。文檔收集自網絡，僅用于個人學習將“Gain”模塊的“Gain”參數改為！模型如圖1.29所示。Gain圖7.29二階系統(tǒng)模型如果將示波器換成"Sinks”模塊庫中的"Out”模塊I口時1;然后在仿真參數設置對話框的aWorkspaceI/O"頁(工作空間輸入輸出)，將"Time”和"Output"欄勾選，并分別設置保存在工作空間的時間量和輸出變量為“tout”和“yout”。仿真后在工作空間就可以使用這兩個變量來繪制曲線，如圖1.30所示：文檔收集自網絡，僅用于個

39、人學習plot(tout,yout)圖7.30plot繪制的時域響應波形1.5.3離散系統(tǒng)仿真【例1.4】控制部分為離散環(huán)節(jié)，被控對象為兩個連續(xù)環(huán)節(jié)，其中一個有反饋環(huán)，反饋環(huán)引入了零階保持器，輸入為階躍信號。文檔收集自網絡，僅用于個人學習創(chuàng)建模型并仿真：(1) 選擇一個"Step”模塊，選擇兩個"TransferFcn”模塊，選擇兩個"Sum”模塊，選擇兩個"Scope”模塊，選擇一個"Gain”模塊，在"Discrete”模塊庫選擇一個“DiscreteFilter”和一個“Zero-OrderHold”模塊。文檔收集自網絡，僅用于

40、個人學習(2) 連接模塊，將反饋環(huán)的"Gain”模塊和"Zero-OrderHold”模塊翻轉。(3) 設置參數，"DiscreteFilter”和"Zero-OrderHold”模塊的"Sampletime”都設置為0.1s。文檔收集自網絡，僅用于個人學習(4)添加文本注釋，系統(tǒng)框圖如圖1.31所示。圖7.31離散系統(tǒng)框圖SampleScope”和圖7.32T=Tk=0.1(a)d(k)示波器顯示(b)y(t)示波器顯示可以采用不同的顏色表示不同的采樣頻率，選擇菜單"Format設置顏色，Simulink為幫助用戶方便地跟蹤不同采樣

41、頻率的運作范圍和信號流向，timecolor”，就可以看到不同采樣頻率的模塊顏色不同。文檔收集自網絡，僅用于個人學習(5) 開始仿真，在Simulink模型窗口，選擇菜單"Simulation"aSimulationparameters”,將"Maxstepsize”設置為0.05s,則兩個示波器""ScopeT的顯示如圖1.32所示。文檔收集自網絡，僅用于個人學習可以看出當T=Tk=0.1時系統(tǒng)的輸出響應較平穩(wěn)。文檔收集自網絡，僅用于個人學習修改參數，將aDiscreteFilter”模塊的"Sampletime”設置為0.6s,a

42、Zero-OrderHold”模塊的"Sampletime”不變；選擇菜單"Edit""UpdatediagramJ命令修改顏色，就可以看到“DiscreteFilter”模塊的顏色變化了；然后開始仿真，則示波器顯示如圖1.33所示。文檔收集自網絡，僅用于個人學習可以看出當T=0.6而Tk=0.1時，系統(tǒng)出現振蕩。(6) 修改參數，將"DiscreteFilter”和aZero-OrderHold”模塊的"Sampletime”都設置為0.6s，更新框圖顏色，開始仿真，則示波器顯示如圖1.34所示。圖7.33T=0.6Tk=0.1(a

43、)d(k)示波器顯示(b)y(t)示波器顯示文檔收集自網絡，僅用于個人學習當T=Tk=0.6時，系統(tǒng)出現強烈的振蕩。文檔收集自網絡，僅用于個人學習圖7.34T=0.6Tk=0.1(a)d(k)示波器顯示(b)y(t)示波器顯示1.5.4仿真結構參數化當系統(tǒng)參數需要經常改變或由函數得出時，可以使用變量來作為模塊的參數?！纠?.5】將【例1.4】中的模塊結構參數用變量表示，結構圖如圖1.35所示。圖7.35離散系統(tǒng)框圖將參數設置放在Ex0705_1.m文件中：%Ex0705_1參數設置T=0.1;%控制環(huán)節(jié)采樣時間Tk=0.6;%零階保持器采樣時間k=0.03;%Gain增益zt1=1.44;zt

44、2=-1.26;zt3=1;zt4=-1;tf11=6.7;tf12=0.1;tf13=1;tf21=1;tf22=3;tf23=1在MATLAB工作空間運行該文件:EX070511.6子系統(tǒng)與封裝1.6.1建立子系統(tǒng)子系統(tǒng)類似于編程語言中的子函數。建立子系統(tǒng)有兩種方法：在模型中新建子系統(tǒng)和在已有的子系統(tǒng)基礎上建立。1. 在已建立的模型中新建子系統(tǒng)【例1.6】打開【例1.4】建立的模型，將控制對象中的第一個連續(xù)環(huán)節(jié)中的反饋環(huán)建立為一個子系統(tǒng)。在模型窗口中，將控制對象中的第一個連續(xù)環(huán)節(jié)的反饋環(huán)用鼠標拖出的虛線框框住，選擇菜單“Edit”"Createsubsystem”，則系統(tǒng)如圖1.

45、36所示。文檔收集自網絡，僅用于個人學習圖7.36子系統(tǒng)建立雙擊子系統(tǒng)，則會出現“Subsystem”模型窗口，如圖1.37所示。可以看到子系統(tǒng)模型除了用鼠標框住的兩個環(huán)節(jié)，還自動添加了一個輸入模塊一個輸出模塊“Out1”。文檔收集自網絡，僅用于個人學習2. 在已有的子系統(tǒng)基礎上建立【例1.7】在【例1.6】的基礎上建立新子系統(tǒng)，將【例1.6】模型的控制對象中的第一個對象環(huán)節(jié)整個作為一個子系統(tǒng)。文檔收集自網絡，僅用于個人學習將圖1.36中的所有對象都復制到新的空白模型窗口中，雙擊打開子系統(tǒng)“Subsystem”，則出現如圖1.37所示的子系統(tǒng)模型窗口，添加模型構成反饋環(huán)形成閉環(huán)系統(tǒng)，如圖1.3

46、8所示。文檔收集自網絡，僅用于個人學習OEX0706/Sub5y-n|x|d乒u喜*.電ca匚".:F100%ReEdtViewSmUationFQrmatTodsHelp圖7.37子系統(tǒng)模型窗口曰Ex0706/Subsystem-.IXj圖7.38子系統(tǒng)模塊窗口QleEdit熾軾SimulationFormatTods出然后將系統(tǒng)模型修改為如圖1.39所示的系統(tǒng)。圖7.39包含子系統(tǒng)的模型創(chuàng)建的子系統(tǒng)可以打開和修改，但不能再解除子系統(tǒng)設置。1. 1.6.2條件執(zhí)行子系統(tǒng)使能子系統(tǒng)(EnabledSubsystem)圖7.41(a)“Enable”模塊參數設置(b)"Out

47、1"模塊參數設置【例1.8】建立一個用使能子系統(tǒng)控制正弦信號為半波整流信號的模型。文檔收集自網絡，僅用于個人學習模型由正弦信號"Sinewave”為輸入信號源，示波器"Scope”為接收模塊，使能子系統(tǒng)"EnabledSubsystem”為控制模塊，文檔收集自網絡，僅用于個人學習連接模塊，將“Sinewave”模塊的輸出作為“EnabledSubsystem"的控制信號，模型如圖1.42(a)所示。文檔收集自網絡，僅用于個人學習開始仿真，由于“EnabledSubsystem”的控制為正弦信號，大于零時執(zhí)行輸出，小于零時就停止，則示波器顯示為半

48、波整流信號，示波器的顯示如圖1.42(b)所示。文檔收集自網絡，僅用于個人學習2. 觸發(fā)子系統(tǒng)(TriggeredSubsystem)文檔收集自網絡，僅用于個人學習【例1.9】建立一個用觸發(fā)子系統(tǒng)控制正弦信號輸出階梯波形的模型。SineWaveSubEusleim圖7.43(a)觸發(fā)子系統(tǒng)模型HF(b)示波器顯示(b)示波器顯示圖7.42(a)使能子系統(tǒng)模型模型由正弦信號"Sinewave”為輸入信號源，示波器"Scope”為接收模塊，觸發(fā)子系統(tǒng)"TriggeredSubsystem”為控制模塊，選擇"Sources”模塊庫中的“PulseGenerat

49、or”模塊為控制信號。文檔收集自網絡，僅用于個人學習連接模塊，將"PulseGenerator”模塊的輸出作為“TriggeredSubsystem”的控制信號，模型如圖1.43(a)所示。文檔收集自網絡，僅用于個人學習開始仿真，由于“TriggeredSubsystem"的控制為“PulseGenerator"模塊的輸出，示波器輸出如圖1.43(b)所示。文檔收集自網絡，僅用于個人學習3. 使能觸發(fā)子系統(tǒng)(EnabledandTriggeredSubsystem)使能觸發(fā)子系統(tǒng)就是觸發(fā)子系統(tǒng)和使能子系統(tǒng)的組合，含有觸發(fā)信號和使能信號兩個控制信號輸入端，觸發(fā)事件發(fā)

50、生后，Simulink檢查使能信號是否大于0,大于0就開始執(zhí)行。文檔收集自網絡，僅用于個人學習1.6.3子系統(tǒng)的封裝1. 封裝子系統(tǒng)的步驟(1) 選中子系統(tǒng)雙擊打開，給需要進行賦值的參數指定一個變量名；選擇菜單"Edit""Masksubsystem",出現封裝對話框；在封裝對話框中的設置參數，主要有"Icon"、"Parameters"、aInitialization"和"Documentation"四個選項卡。文檔收集自網絡，僅用于個人學習2. Icon選項卡Icon選項卡用于設定

51、封裝模塊的名字和外觀，如圖1.44所示。|CQn|Parameters|InlUalizlion|DocumenlalionICOrtrDrSwirtfltfiffirtiaritlSFra|visiblejjUnmaskOKCancelHelpAWWTran&psranplot(drwLinessdskbpes;)|OpaquedispGhwrtestitlcentwblck)RotationLvesl(ikifrBb*3fLAi*Ib-tfli-ttn.)p«rlblA，h4L0.kl>41sptchficporls)Ifteedinafc(shio*tpiclwr

52、tonthe-bl«ck)UnitepktcK(drwEille-dihapc-x)(ch>n<«drqnranguNm)lAulDscale1yOOtf.(xhfinipalft)EMampiast(she*tT4nsf«trfuncli(printfornvAiedtact)Command|portl«ib<iL口兇1Wdfit口時偵SyntaKPQri_iati8iCQu(pur,i,w圖7.44Icon參數設置Examplesofdrawingcommands(1) Drawingcommands欄用來建立用戶化的圖標，可以在圖

53、標中顯示文本、圖像、圖形或傳遞函數等。在Drawingcommands欄中的命令如上圖中"的下拉列表所示，包括plot、disp、text、port_label、image、patch、color、droots、dploy和fprintf。文檔收集自網絡，僅用于個人學習(2) IconOptions欄用于設置封裝模塊的外觀。3. Parameters選項卡Parameters選項卡用于輸入變量名稱和相應的提示，如圖1.45所示。rDialog同"茁皿Oplions-farBlectedsi-aramederPopiipe(oneperline)Ind回叩PShawparam

54、eter日EnaloieparamEierTIXIAJ2JCBlIbatkI-JiM-biIcexiitar:SubxysltEnnIconParameters|Inil怡li村lionDocumenLabon1QK|CancelHelp圖7.45Parameters參數設置Add回I、DeleteMovedownEl按鈕文檔收集自網絡，僅用于個人學習用于添加、刪除、上移和下移輸入變量。DialogParametersPrompt:輸入變量的含義，其內容會顯示在輸入提示中。Variable:輸入變量的名稱。type:給用戶提供設計編輯區(qū)的選擇?！癊dit”提供一個編輯框；“Checkbox”提

55、供一個復選框；“Popup”提供一個彈出式菜單。文檔收集自網絡，僅用于個人學Evaluate:用于配合"type”的不同選項提供不同的變量值，有兩個選項"Evaluate”和"Literal”，其含義如表1.6所示。文檔收集自網絡，僅用于個人學習表1.6Assignment選項的不同含義Evaluatetype'onoffEdit輸入的文字是程序執(zhí)行時所用的變量值將輸入的內容作為字符串Checkbox輸出1和0輸出為on或offPopup將選擇的序號作為數值，第一項則為1將選擇的內容當作字符串(3)OptionsforselectedparameterPo

56、ps：當"type"選擇"Popup"時，用于輸入下拉菜單項。Callback:用于輸入回調函數。4. Initialization選項卡Initialization選項卡用于初始化封裝子系統(tǒng)。5. Documentation選項卡Documentation選項卡用于編寫與該封裝模塊對應的Help和說明文字，分別有"Masktype"、"MaskDescription"和"Maskhelp"欄。文檔收集自網絡，僅用于個人學習(1) Masktype欄用于設置模塊顯示的封裝類型。(2) MaskD

57、escription欄用于輸入描述文本。(3) Maskhelp欄用于輸入幫助文本。6. 按鈕設置參數設置對話框中的“Apply”按鈕用于將修改的設置應用于封裝模塊；"Unmask”按鈕用于將封裝撤銷，則雙擊該模塊就不會出現定制的對話框。文檔收集自網絡，僅用于個人學習【例1.10】創(chuàng)建一個二階系統(tǒng)，并將子系統(tǒng)進行封裝。創(chuàng)建一個二階系統(tǒng)，將其閉環(huán)系統(tǒng)構成子系統(tǒng)，并封裝將阻尼系數zeta和無阻尼頻率wn作為輸入參數。(1)創(chuàng)建模型，并將系統(tǒng)的阻尼系數用變量zeta表示，無阻尼頻率用變量wn表示，如圖1.46所示。圖7.46二階系統(tǒng)模型用虛線框框住反饋環(huán)，選擇菜單"Edit&qu

58、ot;"CreateSubsystem”，則產生子系統(tǒng)，如圖1.47所示。文檔收集自網絡，僅用于個人學習圖7.47子系統(tǒng)模型封裝子系統(tǒng)，選擇菜單"Edit""Masksubsystem”，出現封裝對話框，將zeta和wn作為輸入參數。文檔收集自網絡，僅用于個人學習在Icon選項卡中設置的"Drawingcommands”欄中寫文字并畫曲線，命令如下：disp('二階系統(tǒng)')plot(012310,-exp(-012310)在Parameters選項卡中，單擊"Add”因按鈕添加兩個輸入參數，設置"Prompt”分別為"阻尼系數”和"無阻尼振蕩頻率"，并設置"type”欄分別為"Popup”和“edit”，對應的“Variable”為“zeta”和“wn”，設置“Popups”為“00.30.50.70712”，如圖1.48(a)所示。文檔收集自網絡，僅用于個人學習在Initialization選項卡初始化輸入參數，如圖1.48(b)所示。(b)Initialization選項卡圖7.48(a)Parameters選項卡在Documentation選項卡中輸入提示和幫助信息，如圖