系统仿真技术 第8章 SIMULINK仿真基础 剡昌锋刘军 州理工大学机电工程学院
系统仿真技术 第8章 SIMULINK仿真基础 剡昌锋 刘军 兰州理工大学机电工程学院
SIMULⅠNK简介 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.md件进行存取), 进而进行仿真与分析
SIMULINK简介 ◼ 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
t Simulink Library Browser SIMULINK的启动 File Edit View Help 口rd Cont 在 MATLAB命令窗口中 输入 simulink +舅 舅 Aerospace Blockset Continuous + CDMA Reference Blockset 结果是在桌面上出现 E Communications Blockset Discontinui ties Control System Tool 个称为 simulink Libral-m 确 DSP Blockset Browser的窗口,在这个|: Math 窗口中列出了按功能分“ Logic Toolbox 类的各种模块的名称。 1 NCD Blockset Model Verificati on E Neural Network Blockset E Real-Time Windows Targe Mise Model-Wide Utilities 也可以通过 MATLAB主 3 Real-Time Workshop 医(rat3ym 窗口的快捷按钮来打开m IE Sigmal Attributes rsystems Simulink Library 舅 Simulink extras Signal Routing Browser窗口。 中- System ID B1ocks +-E Virtual Reality Toolbox 导 xPC Target Sources User-Defined Fu
SIMULINK的启动 ◼ 在MATLAB命令窗口中 输入simulink 结果是在桌面上出现一 个称为Simulink Library Browser的窗口，在这个 窗口中列出了按功能分 类的各种模块的名称。 也可以通过MATLAB主 窗口的快捷按钮来打开 Simulink Library Browser窗口
SIMUⅠINK的模块库介绍 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(函数和平台模块) >Math(数学模块) Nonlinear(非线性模块) Signals& Systems(信号和系统模块) > Sinks(接收器模块) Sources(输入源模块)
SIMULINK的模块库介绍 ◼ 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（函数和平台模块） ➢ Math（数学模块） ➢ Nonlinear（非线性模块） ➢ Signals&Systems（信号和系统模块） ➢ Sinks（接收器模块） ➢ Sources（输入源模块）
SIMULINK的模块库量 mulAN erospace Blockset 介绍 +-E CDMA Reference Blockset Communi cations blockset E Control System Toolbox +-E DSP Blockset +- Dials &Gauges Blockset +E Embedded Target for Motorola MPC555 +-9 Embedded Target for TI C6000 DSP + Fixed-Point Blockset E Fuzzy Logic Toolbox E MPC Blocks +舅WDB1 ockset +- Neural Network Blockset C Real-Time Windows Target C Real-Time Workshop Report Generator ++++ SimMechanics SimPowerSystems Simulink extras 9 Stateflow System工DB1ocks C Virtual Reality Toolbox xPC T
SIMULINK的模块库 介绍
连续模块( Continuous) continuous mdl Integrator:输入信号积分 Derivative:输入信号微分 State- Space:线性状态空间系统模型 Transfer-Fcn:线性传递函数模型 zero-Pole:以零极点表示的传递函数模型 Memory:存储上一时刻的状态值 Transport Delay:输入信号延时一个固定时间再输出 Variable Transport Delay:输入信号延时一个可变时 间再输出
连续模块（Continuous）continuous.mdl ➢ Integrator：输入信号积分 ➢ Derivative：输入信号微分 ➢ State-Space：线性状态空间系统模型 ➢ Transfer-Fcn：线性传递函数模型 ➢ Zero-Pole：以零极点表示的传递函数模型 ➢ Memory：存储上一时刻的状态值 ➢ Transport Delay：输入信号延时一个固定时间再输出 ➢ Variable Transport Delay：输入信号延时一个可变时 间再输出
离散模块( Discrete) discrete,mdl Discrete- time integrator:离散时间积分器 Discrete Filter:‖R与FR滤波器 Discrete state- Space:离散状态空间系统模型 Discrete transfer-Fcn:离散传递函数模型 Discrete zero-Pole:以零极点表示的离散传递函数 模型 First- Order hold:一阶采样和保持器 > Zero-Order hold:零阶采样和保持器 Unit Delay:一个采样周期的延时
离散模块（Discrete） discrete.mdl ➢ Discrete-time Integrator：离散时间积分器 ➢ Discrete Filter：IIR与FIR滤波器 ➢ Discrete State-Space：离散状态空间系统模型 ➢ Discrete Transfer-Fcn：离散传递函数模型 ➢ Discrete Zero-Pole：以零极点表示的离散传递函数 模型 ➢ First-Order Hold：一阶采样和保持器 ➢ Zero-Order Hold：零阶采样和保持器 ➢ Unit Delay：一个采样周期的延时
函数和平台模块( unction& Tables) function. mdl Fcn:用自定义的函数(表达式)进行运算 > MATLAB Fcn:利用 matlab的现有函数进行运算 >S- Function:调用自编的S函数的程序进行运算 Look- Up Table:建立输入信号的査询表(线性峰值 兀配) Look-Up Table(2D):建立两个输入信号的查询表 (线性峰值匹配)
函数和平台模块(Function&Tables) function.mdl ➢ Fcn：用自定义的函数（表达式）进行运算 ➢ MATLAB Fcn：利用matlab的现有函数进行运算 ➢ S-Function：调用自编的S函数的程序进行运算 ➢ Look-Up Table：建立输入信号的查询表（线性峰值 匹配） ➢ Look-Up Table(2-D)：建立两个输入信号的查询表 （线性峰值匹配）
数学模块(Math) math.mdI sum:加减运算 > Product:乘运算 Dot product:点乘运算 Gain:比例运算 Math function:包括指数函数、对数函数、求平方、 开根号等常用数学函数 Trigonometric Function:三角函数,包括正弦、余弦、 正物等 Minmax:最值运算 Abs:取绝对值 Sgn:符号函数
数学模块（ Math ） math.mdl ➢ Sum：加减运算 ➢ Product：乘运算 ➢ Dot Product：点乘运算 ➢ Gain：比例运算 ➢ Math Function：包括指数函数、对数函数、求平方、 开根号等常用数学函数 ➢ Trigonometric Function：三角函数，包括正弦、余弦、 正切等 ➢ MinMax：最值运算 ➢ Abs：取绝对值 ➢ Sign：符号函数
Logical Operator:逻辑运算 Relational| Operator:关系运算 Complex to Magnitude- Angle:由复数输入转为幅值和 相角输出 Magnitude- Angle to Complex:由幅值和相角输入合成 复数输出 Complex to Real-mag:由复数输入转为实部和虚部输 Rea|- mag to complex:由实部和虚部输入合成复数输
➢ Logical Operator：逻辑运算 ➢ Relational Operator：关系运算 ➢ Complex to Magnitude-Angle：由复数输入转为幅值和 相角输出 ➢ Magnitude-Angle to Complex：由幅值和相角输入合成 复数输出 ➢ Complex to Real-Imag：由复数输入转为实部和虚部输 出 ➢ Real-Imag to Complex：由实部和虚部输入合成复数输 出