Simulink动态系统仿真
第9章Simulink动态仿真
3.通过运动学仿真求解加速度⑶
⑶建立Simulink仿真模型，嵌入MATLAB函数compa（u）
注：先运行仿真框图后，再运行fz941.m程序，得到下面的仿真结果。
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3.通过运动学仿真求解加速度⑷
⑷编写绘制连杆的转角和滑块位移曲线的程序
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3.通过运动学仿真求解加速度⑸
⑸仿真结果
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9.4.2 悬吊式起重机动力学仿真
2 A 22 A2 V V2 1
ex
Kh
F x
e A1
V1
2
e A2
V2
2
e A1
la
e
l (1 a )
e A1 1
l
a 1 a
A 2 / A1 1
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动刚度分析程序
30
2
9.1.1 Simulink的启动
启动方法
⑴在命令窗口输入 simulink
⑵点击命令窗口工具条 上的simulink图标
Simulink Library Browser
模块库窗口
3
模块库包含16个子模块库
常用模块 连续系统模块 不连续性模块 离散系统模块 逻辑和位操作模块 常用模块 数学操作 模型效验模块 模型效验模块 接口和子系统模块 信号属性模块 信号通信模块 输出模块 输入源模块 用户自定义函数模块
4
打开子模块库的方法⑴
左击某模块库
Simulink浏览器右边窗口显示该子模块库包含的全部标准模块。 例如，左击sink子模块 Continuous
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打开子模块库的方法⑵
右击simulink菜单项
simulink动态系统建模仿真 第1章
第1章 Simulink基础 图1-6显示的是房屋子系统模型，双击模型中的“House” 模块，可打开该子系统。内部温度和外部温度均传送到该子 系统，并由该子系统经过转换后更新和输出内部温度。房屋 子系统用来计算房间的温度变动，它考虑了加热器的热流和 环境中的热量损失。热量损失及温度的时间导数方程分别如 下：
第1章 Simulink基础 Simulink中包括了许多实现不同功能的模块库。在 Simulink 6.6中共有16个模块库，这些模块库把各种功能不 同的模块分类存放，如Sources(输入源模块库)、Sinks(输出 模块库)、Math Operations(数学模块库)以及线性模块和非线 性模块等各种组件模块库。用户也可以自定义和创建自己的 模块。利用这些模块，用户可以创建层级式的系统模型，可 以自上而下或自下而上地阅读模型，也就是说，用户可以浏 览最顶层的系统，然后用鼠标双击模型中的子系统模块，打 开并查看该子系统模型。这不仅方便了工程人员的设计，而 且可以使自己的模型方块图功能更清晰，结构更合理。
第1章 Simulink基础
图1-2
第1章 Simulink基础 图1-2显示的是房屋热力学系统模型的全貌。在模型图 的最右侧有一个标注为PlotResults (系统曲线图)的模块，它 实际上实现的就是示波器功能，双击该模块，可以打开示波 器。在这个例程中，示波器中显示的是Indoor vs. Outdoor Temp(室内与室外温度)和Heat Cost(加热费用)三条曲线。
第1章 Simulink基础
第1章 Simulink基础 章 基础
1.1 Simulink简介 简介 1.2 运行 运行Simulink演示程序 演示程序 1.3 建立一个简单的 建立一个简单的Simulink模型 模型 1.4 保存 保存Simulink模型 模型 1.5 打印及 打印及HTML报告 报告 1.6 打印边框编辑器 1.7 Simulink参数设置 参数设置
Simulink动态系统仿真入门
Simulink动态系统仿真入门Simulink是基于MA TLAB的图形化仿真设计环境，是MATLAB 提供的进行动态系统建模、仿真和综合分析的集成软件包。
它使用图形化的系统模块对动态系统进行描述，并在此基础上采用MATLAB 的计算引擎对动态系统在时域内进行求解。
它可以处理的系统包括：线性、非线性、离散、连续及混合、单任务、多任务离散事件等。
在MATLAB7.X版本中，可以直接在Simulink环境中运作的工具箱和模型库很多，已经覆盖了航天、航空、通信、控制、信号处理等等诸多领域，涉及内容专业性很强。
1、Simulink系统的启动由于Simulink和MATLAB是高度集成在一起的，因此启动Simulink必须先启动MA TLAB。
在MA TLAB启动Simulink可以通过在命令窗口输入Simulink，或者点击MATLAB工具栏的Simulink 快速启动图标。
启动Simulink后，出现Simulink的主窗口，选择主菜单File中的New\model，即可以打开系统模型编辑器。
下图依次是MATLAB 主窗口、Simulink主窗口和系统模型编辑窗口，图中的箭头表示了操作顺序。
在打开一个新的系统模型文件以后，用户可以从Simulink模块库中选择适合的系统模块或自定义模块来建立系统模型。
我们通过一个简单的例子来分步说明Simulink建模和仿真的能力。
1）在MATLAB 窗口运行Simulink。
打开Simulink模块库浏览器。
2）点击Source子库前的“+”展开库，可以看到各种信源模块。
3）点击新建图标，打开一个空白型的模型窗口。
4）用鼠标选中需要的信源模块，把它拖入新建的空白模型编辑窗口，生成一个正弦波的复制品。
5）同样将信宿库Sinks中的示波器Scope拷贝到模型窗口。
6）利用鼠标完成两个模块的连线操作，完成一个简单的模型。
7）为进行仿真，双击示波器模块，打开示波器显示屏。
simulink动态系统建模仿真 第9章
第9章 使 用 子 系 统 (6) Action子系统。Action子系统具有使能子系统和函 数调用子系统的交叉特性，其只能限制一个采样时间，即连 续采样时间、离散采样时间或继承采样时间。Action子系统 必须由If模块或Switch Case模块执行，与这些子系统模块连 接的所有Action子系统必须具有相同的采样时间。用户可以 通过在子系统内放置Action端口模块的方式来创建Action子 系统，子系统图标会自动反映执行Action子系统的模块类型， 也就是If模块或Switch Case模块。
第9章 使 用 子 系 统 (3) 触发子系统(Triggered Subsystem)。触发子系统只有 在驱动子系统触发端口的信号的上升沿或下降沿到来时才会 执行，触发信号沿的方向由Trigger端口模块中的Trigger type参数决定。Simulink限制放置在触发子系统内的模块类 型，这些模块不能明确指定采样时间，也就是说，子系统内 的模块必须具有-1值的采样时间，即继承采样时间，因为触 发子系统的执行具有非周期性，即子系统内模块的执行是不 规则的。用户可以通过在子系统内放置Trigger模块的方式来 创建触发子系统。
第9章 使 用 子 系 统
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
图9-1
第9章 使 用 子 系 统
图9-2
第9章 使 用 子 系 统 用户可以在子系统窗口中添加组成子系统的模块。例如， 图9-3中的子系统包含了一个Sum模块，两个Inport模块和一 个Outport模块，这个子系统表示对两个外部输入求和，并 将结果通过Outport模块输出到子系统外的模块。此时的子 系统图标也变成图9-3中的右图所示。
第9章 使 用 子 系 统
图9-9
第9章 使 用 子 系 统
sinulink动态仿真
Simulink 动态仿真一.Simulink 简介Simulink是一个对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包它支持连续、离散及两者混合的线性和非线性系统也支持具有多种采样速率的多速率系统。
Simulink为用户提供了用方框图进行建模的图形接口采用这种结构画模型就像采用笔和纸画图一样容易。
直观、方便、灵活。
Simulink包含有Sinks输出方式、Source 输入源、Linear线性环节、Nolinear 非线性环节、Connections连接与接口和Extra其它环节等子模型库而且每个子模型库包含有相应的功能模块。
用户也可以自己定制和创建自己的功能模块。
Simulink创建的模型可以具有递阶结构因此用户可以采用从上到下或者从下到上的结构创建模型。
用户可以从最高级开始观看模型然后用鼠标双击其中的子系统模块来查看下一级的内容。
??在定义完一个模型以后用户可以通过Simulink的菜单或MATLAB的命令窗口键入命令来进行仿真。
采用Scope模块和其它的画图模块在仿真进行的同时就可以进行看到仿真结果。
??Simulink是由模块库、模型构造及指令分析、演示程序等几部分组成。
二.Simulink安装和启动安装随Matlab一起安装在安装过程中在Simulink选项前打勾。
启动按钮或输入Simulink命令Simulink工作环境由库浏览器和模型窗口组成库浏览器提供了展示Simulink标准模块库和专业工具箱的界面模型窗口是用户创建模型方框图的地方。
库浏览器模型窗口??Simulink的演示程序Simulink自带很多演示程序几乎涉及到仿真的方方面面仔细研究Simulink自带的演示程序是学习Simulink的很好的方法。
三.Simulink的组成1.应用工具箱Simulink软件包的一个重要特点是它完个建立在Matlab的基础上因此Matlab的很多工具箱也可以应用到Simulink中来这就大大扩展了Simulink的建模和分析能力。
如何使用MATLABSimulink进行动态系统建模与仿真
如何使用MATLABSimulink进行动态系统建模与仿真如何使用MATLAB Simulink进行动态系统建模与仿真一、引言MATLAB Simulink是一款强大的动态系统建模和仿真工具，广泛应用于各个领域的工程设计和研究中。
本文将介绍如何使用MATLAB Simulink进行动态系统建模与仿真的方法和步骤。
二、系统建模1. 模型构建在MATLAB Simulink中，可以通过拖拽模块的方式来构建系统模型。
首先，将系统的元件和子系统模块从库中拖拽到模型窗口中，然后连接这些模块，形成一个完整的系统模型。
2. 参数设置对于系统模型的各个组件，可以设置对应的参数和初始条件。
通过双击模块可以打开参数设置对话框，可以设置参数的数值、初始条件以及其他相关属性。
3. 信号连接在模型中，各个模块之间可以通过信号连接来传递信息。
在拖拽模块连接的同时，可以进行信号的名称设置，以便于后续仿真结果的分析和显示。
三、系统仿真1. 仿真参数设置在进行系统仿真之前，需要设置仿真的起止时间、步长等参数。
通过点击仿真器界面上的参数设置按钮，可以进行相关参数的设置。
2. 仿真运行在设置好仿真参数后，可以点击仿真器界面上的运行按钮来开始仿真过程。
仿真器将根据设置的参数对系统模型进行仿真计算，并输出仿真结果。
3. 仿真结果分析仿真结束后，可以通过查看仿真器界面上的仿真结果来分析系统的动态特性。
Simulink提供了丰富的结果显示和分析工具，可以对仿真结果进行绘图、数据处理等操作，以便于对系统模型的性能进行评估。
四、参数优化与系统设计1. 参数优化方法MATLAB Simulink还提供了多种参数优化算法，可以通过这些算法对系统模型进行优化。
可以通过设置优化目标和参数范围，以及定义参数约束条件等，来进行参数优化计算。
2. 系统设计方法Simulink还支持用于控制系统、信号处理系统和通信系统等领域的特定设计工具。
通过这些工具，可以对系统模型进行控制器设计、滤波器设计等操作，以满足系统性能要求。
第7章：动态系统Simulink建模与仿真
✓ 量化模块（Quantizer）：用于输入信号的量化处理。
✓ 穿越值检测模块（Hit Crossing）：
✓ 库仑与黏性摩擦（Coulomb & Viscous Friction）:
✓ 返回零模块（Wrap to Zero）
在零值为不连续点，在其它值 为连续线性增益。
当输入信号值超过设定的极限值 （Threshold），输出信号返回到 零值。
7.1 Simulink工具箱简介
7.1.1 Simulink工具箱简介
Simulink是Simulation（仿真）与link（连接）的简写形式， 它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境 ，是 MATLAB最重要的组件之一，也是其它仿真工具箱的可视化 仿真平台 。 优点：建模方便灵活，
适用面广， 结构和流程清晰，
❖ 由系统框图建立Sim模型 ❖ 由状态方程建立Simulink仿真模型 ❖ 由微分方程建立Simulink仿真模型
7.1.1 由系统框图建立Simulink仿真模型
❖ 在控制领域，控制系统通常以功能框图的形式进行描述，与 Simulink仿真模型在结构上十分相似，因此通过被控系统的 框图，很容易建立其Simulink仿真模型。下面以直流电机双 闭环调速系统为例来说明通过系统框图建立Simulink仿真模 型的基本方法。
3. 运行仿真与仿真输出
仿真参数配置完毕后，可运行仿真，方法有三种： ①单击模型窗口工具栏 工具 ②单击“Simulation”菜单，在弹出的下拉菜单中单击“Start”命令
③同时按下快捷键“Ctrl+T”。
双击“Scope”模块，弹出如图所示仿真输出结果
7.3动态系统Simulink仿真模型的建立
❖ 将各子模块连接起来后，构成如图所示的系统模型
simulink动态系统仿真第11章
第11章 Simulink调试器
11.1.4 调试器命令
表11-1列出了调试器命令。表中的“重复”列表示在命 令行中按下Return键时是否可以重复这个命令；“说明” 列则对命令的功能进行了简短的描述。
第11章 Simulink调试器
表 11-1 调 试 器 命 令
命 令 缩写格式 ani as at ba b bs cl c d eb el em et 重 复 否 否 否 否 否 否 否 是 是 否 否 否 否 使能/关闭动画模式 显示一个代数环 设置代数环跟踪级别 在方法后插入断点 在方法前插入断点 显示指定的模块 从模块中清除断点 继续仿真 当仿真结束时显示模块的 I/O 在算法错误处使能或关闭断点 显示方法执行顺序 在加速模式和正常模式之间切换 使能或关闭方法跟踪 说 明 animate ashow atrace bafter break bshow clear continue disp ebreak elist emode etrace
第11章 Simulink调试器
当选择调试器工具栏中的 “动画” 按钮 时， 调试器会处在动画模式，
此时调试器呈灰色显示，通过“开始/继续”按钮 或 continue 命令会单 步执行仿真方法，并在每个方法结束时暂停仿真。当在动画模式下运行仿 真时， 调试器会使用调试指针标识在每个时间步上执行的是方块图中的哪 个模块，这个移动的指针形象地说明了模型的仿真过程。用户可以使用调 试器工具栏中的滑动条来增加或减少两次方法执行中的延迟，因此也就减 慢或加快了动画速率。
第11章 Simulink调试器
2．模块的ID
有些Simulink的调试器命令和消息使用模块的ID号表示 模块。Simulink在仿真的编译阶段就指定了模块的ID号，同 时生成模型中模块的排序列表。模块ID的格式为sid:bid，这 里，sid是一个整数，用来标识包含该模块的系统(或者是根 系统，或者是非纯虚系统)；bid是模块在系统排序列表中的 位置。例如，模块索引0:1表示在模型根系统中的第1个模块。 调试器的slist命令可以显示被调试模型中每个模块的模 块索引值。
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课程名称：电气系统计算机仿真
实验项目名称：Simulink动态系统仿
一、实验目的:
二、实验环境:
硬件：PC机，core Ⅱ双核CPU，2G以上内存；
软件：windows 7 , Matlab7.1
三、实验内容及结果:
2.1构建Simulink模型
已知信号放大系统的数学描述为：
系统输入：u(t)=sin(t), t≥0
系统输出：y(t)=a*u(t),a≠0
要求
1）建立如图1所示系统模型，并以图形方式输出系统运算结果。
仿真模型如下：
仿真结果如下：
scope1:
scope2
2）将图1中Gain模块和Mux模块封装为子系统，子系统如下：
仿真结果如下：scope1
Scope2
2.2简单系统的仿真
1,某简单系统的数学描述为：
2(), t>25()10(), t 25 u t y t u t ⎧=⎨≤⎩
其中u(t)为系统输入，y(t)为系统输出。
建立此简单系统的模型并进行仿真分
析。
仿真模型如下：
Gain1
t
仿真结果如下
2,SPWM是在PWM的基础上改变了调制脉冲方式，脉冲宽度的时间占空比按正弦规律排列，这样输出波形经过适当的滤波可以做到正弦波输出。
有多种方案生成SPWM信号，其中调制法（三角波交点法），把正弦波作为调制波，等腰三角形作为载波，通过对载波的调制得到希望输出的SPWM波形。
参照下图应用SIMULINK设计SPWM信号发生器。
仿真模型如下：
Function2
Function1
仿真结果如下：。