simulink建模

SIMULINK仿真基础SIMULINK入门基本建模方法参数选择及运行解微分方程SIMULINK是MATLAB软件的扩展，它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包，它与MATLAB语言的主要区别在于，其与用户交互接口是基于Windows的模型化图形输入，其结果是使得用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建，而非语言的编程上。所谓模型化图形输入是指SIMULINK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模块的功能，而不必考察模块内部是如何实现的，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要的系统模型（以.mdl文件进行存取），进而进行仿真与分析。SIMULINK入门SIMULINK入门MATLAB命令窗口运行指令：simulinkSIMULINK模块库浏览器：SimulinkLibraryBrowser建立一个简单的仿真系统模块库基本建模方法——一个简单的仿真系统点击“新建”，建立新模型tst1用鼠标在信源模块中选取sinewave，拖曳至tst1窗口用鼠标在信宿模块中选取scope，拖曳至tst1窗口连线启动仿真模块的基本操作模块的选定选定单个和选定多个模块的复制复制/粘贴Ctrl键模块名操作点击模块名模块的样式Format菜单简单建模：波形显示向量显示Mux标量扩展在MATLAB命令窗口中输入simulink3结果是在桌面上出现一个用图标形式显示的Library:simulink3的Simulink模块库窗口。两种模块库窗口界面只是不同的显示形式，用户可以根据各人喜好进行选用，一般说来第二种窗口直观、形象，易于初学者，但使用时会打开太多的子窗口。Simulink模块库SIMULINK模块库SIMILINK模块库按功能进行分为以下8类子库：Continuous（连续模块）Discrete（离散模块）Function&Tables（函数和表格模块）Math（数学模块）Nonlinear（非线性模块）Signals&Systems（信号和系统模块）Sinks（输出模块）Sources（输入源模块）数学模块（Math）Sum求和模块：加减运算Product乘法模块：乘运算DotProduct矢量的点乘模块：点乘运算Gain增益模块：比例运算MathFunction常用数学函数模块：包括指数函数、对数函数、求平方、开根号等常用数学函数TrigonometricFunction三角函数模块：三角函数，包括正弦、余弦、正切等MinMax最值模块：最大最小值运算Abs绝对值模块：取绝对值Sign符号函数模块：符号函数LogicalOperator逻辑运算符模块：逻辑运算RelationalOperator关系运算模块：关系运算复数运算模块ComplextoMagnitude-Angle：由复数输入转为幅值和相角输出Magnitude-AngletoComplex：由幅值和相角输入合成复数输出ComplextoReal-Imag：由复数输入转为实部和虚部输出Real-ImagtoComplex：由实部和虚部输入合成复数输出数学模块（Math）输入源模块（Sources）Constant：常数信号。Clock：时钟信号。FromWorkspace：来自MATLAB的工作空间。FromFile(.mat)：来自数据文件。PulseGenerator：脉冲发生器。RepeatingSequence：重复信号。SignalGenerator：信号发生器，可以产生正弦、方波、锯齿波及随意波。SineWave：正弦波信号。Step：阶跃波信号。（搭建matlab与simulink的互换）输出模块（Sinks）Scope示波器模块：显示产生的输出信号XYGraph二维信号显示模块：两路信号分别作为示波器坐标的x轴与y轴,显示二维图形。ToWorkspace输出到工作空间模块：将输出写入MATLAB的工作空间。ToFile(.mat)输出到文件模块：将输出写入数据文件Display显示模块：按照一定的格式显示输入信号的值Terminator终止信号模块Stopsimulation结束仿真模块连续模块库(Continuous)Integrator积分模块：输入信号积分Derivative微分模块：输入信号微分State-Space线性状态空间模块：线性状态空间系统模型Transfer-Fcn传递函数模块：线性传递函数模型Zero-Pole零极点传递函数模块：以零极点表示的传递函数模型Memory存储器模块：存储上一时刻的状态值TransportDelay传输延迟模块：输入信号延时一个固定时间再输出VariableTransportDelay可变传输延迟模块：输入信号延时一个可变时间再输出离散模块（Discrete）Zero-OrderHold零阶保持器模块：零阶采样和保持UnitDelay单位延迟模块：一个采样周期的延时Discrete-timeIntegrator离散时间积分模块：离散时间积分器DiscreteFilter离散滤波器模块：无限脉冲响应(IIR)和有限脉冲响应(FIR)的数字滤波器DiscreteState-Space离散状态空间模块：离散状态空间系统模型DiscreteTransfer-Fcn离散传递函数模块：离散传递函数模型DiscreteZero-Pole离散零极点传递函数模块：以零极点表示的离散传递函数模型First-OrderHold一阶保持器模块：一阶采样和保持函数与表格模块库(Function&Tables)Fcn自定义函数模块：用自定义的函数（表达式）进行运算MATLABFcnMATLAB函数模块：利用matlab的现有函数进行运算S-FunctionS-函数模块：调用自编的S函数的程序进行运算Look-UpTable一维查表模块：建立输入信号的查询表（线性峰值匹配）Look-UpTable(2-D)二维查表模块：建立两个输入信号的查询表（线性峰值匹配）非线性模块（Nonlinear）Saturation饱和度模块：饱和输出，让输出超过某一值时能够饱和。Relay继电模块：滞环比较器，限制输出值在某一范围内变化。Switch选择开关模块：根据设置的门限来确定系统的输出ManualSwitch手动选择开关模块RateLimiter比率限幅模块:限制输入信号DeadZone死区输出模块:在规定的区内没有输出值Quantizer量化模块:把输入信号由平滑状态变成台阶状态信号和系统模块Signal&SystemsIn1：输入端。Out1：输出端。Mux：将多个单一输入转化为一个复合输出。Demux：将一个复合输入转化为多个单一输出。Ground：连接到没有连接到的输入端。Terminator：连接到没有连接到的输出端。SubSystem：建立新的封装（Mask）功能模块其它应用模块集和Simulink扩展库通信模块集(CommunicationsBlockset)数字信号处理模块集(DSPBlockset)电力系统模块集(PowerSystemBlockset)Simulink扩展库扩展信号输出模块库(AdditionalSinks)扩展离散库(AdditionalDiscrete)扩展线性库(AdditionalLinear)转换库(Transformations)触发模块库(FlipFlops)线性化库(Linearization)宇航模块库(AirspaceBlocks)SIMULINK模型外表：直观的方框图文件：MDL文件数学：微分方程或差分方程行为：模拟物理过程的动态性状方法：在所建立的模型窗口中，选中相应的模块，单击右击鼠标，在弹出的快捷菜单中单击“Blockparameters”选项，即可打开该模块的参数设置对话框，。右击鼠标，在弹出的快捷菜单中单击“BlockProperties”选项，即可打开该模块的属性设置对话框。SIMULINK仿真——模块参数与属性的设置一般情况，每个模块都有一个或者多个输入口或者输出口。输入口通常是模块的左边的“”符号；输出口是右边的“”符号。模块的连接方法：信号线就变成了带有方向箭头的线段，说明这两个模块的连接成功，否则需要重新进行连接。SIMULINK仿真——模块的连接线的折弯：按住Shift键，再用鼠标在要折弯的线处单击一下就会出现圆圈，表示折点，利用折点就可以改变线的形状。线的分支：按住鼠标右键，在需要分支的地方拉出即可以。或者按住Ctrl键，并在要建立分支的地方用鼠标拉出即可。SIMULINK仿真——仿真参数的设置选择菜单选项[SimulationConfigurationParameters]，将显示仿真参数对话框。1.设置仿真时间仿真时间决定了模型仿真的时间或取值区域，其设置完全根据待仿真系统的特性确定，反映在输出显示上就是示波器的横轴坐标值的取值范围。“Starttime”和“Stoptime”项分别用以设置仿真开始时间(或取值区域下限)和终止时间(或取值区域上限)，默认值分别为0.0和10.02.选择仿真算法仿真算法是求常微分方程、传递函数、状态方程解的数值计算方法，主要有欧拉法(Eular)、阿达姆斯法(Adams)和龙格－库塔法(Runge-Kutta)。由于动态系统的差异性，使得某种算法对某类问题比较有效，而另外算法对另一类问题更有效。因此，对不同的问题，可以选择不同的适应算法和相应的参数，以得到更准确、快速的解。加注释simulink模型的一般性结构信源系统信宿例1数值分析：积分模块的应用55.0505.050ttdtttdttxtt积分模块应用：复位积分负变正时强迫清零微分方程)(2.04.02.0txyyy)()(tutx构造微分方程求解模型显示图形如下：解法2：用SIMULINK练习新建一个SIMULINK的模型文件，试建立并调试一个模型，实现在一个示波器中同时观察正弦波信号和方波信号。已知摄氏温度和华氏温度之间的转换关系如下：试利用SIMULINK建模并仿真该式输入量和输出量间的关系。某一直流RC电路结构及参数如图所示，将电容电压的暂态过程作为研究对象，求解当开关闭合后电容电压和线路电流的变化规律。32)5/9(CFTT解：(1)选择SIMULINK模块库浏览器工具栏中的图标，打开一个新的SIMULINK仿真平台窗口。(2)从SimPowerSystems模块库和SIMULINK模块库中选择并添加相应的模块到SIMULINK仿真平台窗口，并进行适当的排列，如图所示。DCVoltageSource模块来自电力系统模块库的ElectricalSources子库Breaker模块来自电力系统模块库的Elements子库SeriesRLCBranch模块来自电力系统模块库的Elements子库SeriesRLCBranch1模块来自电力系统模块库的Elements子库3个Ground模块来自电力系统模块库的Elements子库，用以模拟接地VoltageMeasurement模块来自电力系统模块库的Measurement子库CurrentMeasurement模块来自电力系统模块库的Measurement子库(3)设置DCVoltageSource模块参数；设置Breaker模块参数；设置SeriesRLCBranch模块参数；设置SeriesRLCBranch1模块参数；设置Scope模块参数。(4)单击鼠标选中SeriesRLCBranch1模块，选择SIMULINK仿真平台窗口[FormatRotateBlock]菜单，将SeriesRLCBranch1模块方向进行调整，使之由横向放置变为竖向放置，便于连接。(5)修改各模块标签。由于各模块的默认标签具有