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第7 章Simulink 的应用
第7章Simulink的应用
7.1 Simulink工作平台的启动
7.2 Simulink仿真原理
7.3 Simulink模块库
7.4 仿真模型的建立和模块参数及属性的设置
7.5 其他应用模块集及Simulink扩展库
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7.1 Simulink工作平台
启动Simulink,通常有两种方法:
(1)在MATLAB命令窗口中直接输入Simulink命令;
(2 )在MATLAB工具栏上单击Simulink按钮,如图7.1所示。
图7.1 启动Simulink
这样就可打开了Simulink的Simulink Library Brower(库模块浏览器) ,如图7.2所示。
在菜单栏中执行File/New/Model命令,就建立了一个名为untitled 的模型窗口,如图7.3
所示。在建立了空的模块窗口后,用户可以在此窗口中创建自己需要的Simulink模型。
第7 章Simulink 的应用
图7.2库模块浏览器 图7.3 新建的空白模块窗口
第7 章Simulink 的应用
7.2 Simulink的仿真原理
7.2.1 Simulink仿真模块
通常,Simulink仿真系统包括输入(Input)、状态(states)和输出(Output)三个部分。
·输入模块:即信号源模块,包括常数字信号源和用户自定义信号;
·状态模块:即被模拟的系统模块,是系统建模的核心和主要部分;
·输出模块:即信号显示模块,它能够以图形方式、文件格式进行显示。
注意:在设计一个模型时,必须先确定这三个部分的意,以及它们之间的联系;
Simulink的仿真模型并非一定要完全包括这三个部分,它可以缺少其中一个或者两个;
Simulink的状态模块可以是连续的、离散的,或者它们二者的结合。
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7.2.2 Simulink仿真过程
1.初始化阶段
①对模型的参数进行估计,得到它们实际计算的值。
②展开模型的各个层次;
③按照更新的次序对模型进行排序;
④确定那些显式化的信号属性,并检查每个模块是否能够接受连接它们输入端的信号;
⑤确定所有非显式的信号采样时间模块的采样时间;
⑥分配和初始化存储空间,以便存储每个模块的状态和当前值的输出。
2 .模型执行阶段
模型仿真是通过数值积分来进行完成的,计算数值积分可以采用以下两步来进行:
①按照秩序计算每个模块的积分;
② 根据当前输入和状态来决定状态的微分,得到微分矢量,然后把它返回给解法器,
以计算下一个采样点的状态矢量。在每一个时间步中,Simulink依次解决下列问题:
·按照秩序更新模块的输出;
·按照秩序更新模块的状态;
·检查模块连续状态的不连续点;
·计算下一个仿真时间步的时间。
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7.3 Simulink模块库
在库模块浏览器中单击Simulink前面的 “+”号,就能够看到Simulink的模块库,
如图7.2所示。
7.3.1 连续模块库(Continuous)
在连续模块(Continuous)库中包括了常见的连续模块,这些模块如图所示。
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1. 积分模块(Integrator) :
功能:对输入变量进行积分。说明:模块的输入可以是标量,也可以是矢量;输入
信号的维数必须与输入信号保持一致。
2. 微分模块(Derivative)
功能:通过计算差分∆u/ ∆t近似计算输入变量的微分。
3. 线性状态空间模块(State-Space)