第六章matlab的simulink建模與仿真6.1緒論一、系統(tǒng)與模型1、系統(tǒng) 系統(tǒng)是指具有某些特定功能，相互聯(lián)系、相互作用的元素集合。 系統(tǒng)的兩個(gè)基本特征：整體性、相關(guān)性

第六章matlab的simulink建模與仿真6.1緒論1 對(duì)系統(tǒng)的研究從以下三個(gè)方面入手： 1）實(shí)體：組成系統(tǒng)的元素，對(duì)象 2）屬性：實(shí)體的特征 3）活動(dòng)：系統(tǒng)狀態(tài)變化的過(guò)程 系統(tǒng)仿真是研究系統(tǒng)的一種重要手段，而系統(tǒng)模型是仿真所研究的直接對(duì)象。2、系統(tǒng)模型 實(shí)體模型：根據(jù)相似性建立模型 數(shù)學(xué)模型:原始系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；仿真系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 對(duì)系統(tǒng)的研究從以下三個(gè)方面入手：2 動(dòng)態(tài)模型：描述系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化過(guò)程 靜態(tài)模型：平衡狀態(tài)下系統(tǒng)特性值之間的關(guān)系二、計(jì)算機(jī)仿真1、仿真的概念 以相似性原理、控制理論、信息技術(shù)及相關(guān)領(lǐng)域的有關(guān)知識(shí)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)和各種專用物理設(shè)備為工具，借助系統(tǒng)模型對(duì)真實(shí)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的一門綜合性技術(shù)。2、仿真分類 實(shí)物仿真：建造實(shí)體模型 數(shù)學(xué)模型：將數(shù)學(xué)語(yǔ)言編制成計(jì)算機(jī)程序 半實(shí)體模型：數(shù)學(xué)物理仿真 動(dòng)態(tài)模型：描述系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化過(guò)程3

實(shí)時(shí)仿真：需要專用的實(shí)時(shí)仿真硬件 欠實(shí)時(shí)仿真：比實(shí)際時(shí)鐘慢 超實(shí)時(shí)仿真：比實(shí)際時(shí)鐘快3、計(jì)算機(jī)仿真 根據(jù)相似性原理，利用計(jì)算機(jī)逼真模擬研究對(duì)象。 模擬機(jī)、模擬數(shù)字機(jī)、數(shù)字通用機(jī)、仿真專用機(jī)。三、仿真的作用 1）優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2）系統(tǒng)故障再現(xiàn) 3）驗(yàn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性 實(shí)時(shí)仿真：需要專用的實(shí)時(shí)仿真硬件4 4）對(duì)系統(tǒng)，子系統(tǒng)進(jìn)行性能評(píng)估 5）訓(xùn)練系統(tǒng)操作員 6）為管理、技術(shù)決策提供支持四、仿真軟件 仿真軟件是一類面向仿真用途的專用軟件，它可以是面向通用的仿真，也可能是面向某個(gè)領(lǐng)域的仿真。功能：1）為仿真提供算法支持 2）模型描述，建立計(jì)算機(jī)仿真模型 3）仿真實(shí)驗(yàn)的執(zhí)行、控制 4）仿真數(shù)據(jù)的記錄、分析 5）仿真數(shù)據(jù)管理 4）對(duì)系統(tǒng)，子系統(tǒng)進(jìn)行性能評(píng)估5仿真軟件的三個(gè)層次： 1）仿真程序庫(kù)：由一組完成特定功能的程序組成的集合，專門面向某一問題或一個(gè)領(lǐng)域。 2）仿真語(yǔ)言：在高級(jí)語(yǔ)言的基礎(chǔ)上，為面向?qū)ｉT問題而開發(fā)的。 3）集成仿真環(huán)境仿真軟件的三個(gè)層次：6五、計(jì)算機(jī)仿真的一般過(guò)程仿真問題和仿真目的描述確定仿真方案系統(tǒng)描述建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立仿真數(shù)學(xué)模型編寫仿真程序驗(yàn)證模型是否符合要求進(jìn)行仿真研究修改方案修改模型修改程序是否符合要求是否符合要求是否符合要求五、計(jì)算機(jī)仿真的一般過(guò)程仿真問題和仿真目的描述確定仿真方案系7Toolboxes MATLAB compilerBlocksetsimulink RTWStateflowcoder4、提供仿真庫(kù)的擴(kuò)充和定制功能5、應(yīng)用領(lǐng)域 通信與衛(wèi)星系統(tǒng) 航空航天 生物系統(tǒng) 船舶系統(tǒng) 汽車系統(tǒng) 金融系統(tǒng)6、simulink在matlab家族中的位置 Toolboxes MATLAB 86.4創(chuàng)建simulink模型（簡(jiǎn)單入門）一、啟用simulink并建立系統(tǒng)模型啟動(dòng)simulink：（1）用命令方式：simulink（2）6.4創(chuàng)建simulink模型（簡(jiǎn)單入門）9二、simulink模塊庫(kù)簡(jiǎn)介1、simulink公共模塊庫(kù)Continuous（連續(xù)系統(tǒng)）連續(xù)信號(hào)數(shù)值積分輸入信號(hào)連續(xù)時(shí)間積分單步積分延遲，輸出為前一輸入線性連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述線性連續(xù)系統(tǒng)傳遞函數(shù)描述對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行固定時(shí)間延遲對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行可變時(shí)間延遲線性連續(xù)系統(tǒng)的零極點(diǎn)模型二、simulink模塊庫(kù)簡(jiǎn)介連續(xù)信號(hào)數(shù)值積分10Discrete（離散系統(tǒng)）線性離散系統(tǒng)的傳遞函數(shù)描述線性離散系統(tǒng)的零極點(diǎn)模型描述線性離散系統(tǒng)的濾波器描述線性離散系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述離散時(shí)間積分器離散信號(hào)的一階保持器單位延遲離散信號(hào)的零階保持器Discrete（離散系統(tǒng)）線性離散系統(tǒng)的傳遞函數(shù)描述11Function&Tables（函數(shù)與表庫(kù)）表數(shù)據(jù)選擇器（從表中選擇數(shù)據(jù)）求取輸入信號(hào)的數(shù)學(xué)函數(shù)值對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行內(nèi)插運(yùn)算輸入信號(hào)的一維線性內(nèi)插輸入信號(hào)的二維線性內(nèi)插輸入信號(hào)的n維線性內(nèi)插M函數(shù)（對(duì)輸入進(jìn)行運(yùn)算輸出結(jié)果）多項(xiàng)式求值查找輸入信號(hào)所在范圍S-函數(shù)模塊S-函數(shù)生成器Function&Tables（函數(shù)與表庫(kù)）表數(shù)據(jù)選擇器（從12Math（數(shù)學(xué)運(yùn)算庫(kù)）求信號(hào)絕對(duì)值輸出強(qiáng)制系統(tǒng)輸入為零的代數(shù)狀態(tài)按位邏輯運(yùn)算邏輯真值查找輸出輸入復(fù)數(shù)的幅值與相位輸出系統(tǒng)輸入的的實(shí)部或需部點(diǎn)乘運(yùn)算信號(hào)增益信號(hào)邏輯運(yùn)算幅值與相位轉(zhuǎn)化為復(fù)數(shù)形式特定的一些數(shù)學(xué)函數(shù)矩陣增益求輸入的最小、大值乘法或除法器從輸入實(shí)部與虛部構(gòu)造復(fù)數(shù)關(guān)系運(yùn)算器求整運(yùn)算器符號(hào)運(yùn)算漸變?cè)鲆鎸?duì)輸入求和或差三角與雙曲函數(shù)Math（數(shù)學(xué)運(yùn)算庫(kù)）求信號(hào)絕對(duì)值矩陣增益13Nonlinear（非線性系統(tǒng)模塊庫(kù)）死區(qū)間歇庫(kù)侖粘貼信號(hào)死區(qū)信號(hào)雙輸出選擇器（手動(dòng)）多端口輸出選擇器量化器信號(hào)上升、下降速率控制器信號(hào)延遲器飽和信號(hào)三路選擇器（根據(jù)輸入2控制輸出）Nonlinear（非線性系統(tǒng)模塊庫(kù)）死區(qū)間歇14Signal&System（信號(hào)和系統(tǒng)模塊）Goto模塊標(biāo)記控制器將信號(hào)與特定的偏移值比較初始化信號(hào)矩陣串聯(lián)器合并輸入信號(hào)為一個(gè)輸出模塊控制信息信號(hào)組合器信號(hào)探測(cè)器信號(hào)維數(shù)改變器選擇或重組信號(hào)信號(hào)屬性修改輸入信號(hào)寬度對(duì)信號(hào)進(jìn)行分配由輸入產(chǎn)生總線信號(hào)總線信號(hào)選擇器用戶定義的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)中讀取數(shù)據(jù)向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)寫數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)類型選擇器信號(hào)分解器從goto模塊中獲得信號(hào)函數(shù)調(diào)用發(fā)生器向goto模塊傳遞信號(hào)Signal&System（信號(hào)和系統(tǒng)模塊）Goto模塊標(biāo)15Sinks（系統(tǒng)輸出模塊庫(kù)）以數(shù)值形式顯示輸入信號(hào)懸浮信號(hào)顯示器為子系統(tǒng)或模型提供輸出端口信號(hào)顯示器當(dāng)輸入非零時(shí)停止仿真中斷輸出信號(hào)將仿真數(shù)據(jù)寫入.mat文件將仿真數(shù)據(jù)輸出到matlab工作空間使用matlab圖形顯示器Sinks（系統(tǒng)輸出模塊庫(kù)）以數(shù)值形式顯示輸入信號(hào)16Source（信號(hào)源模塊庫(kù)）有限帶寬白噪聲輸出頻率隨時(shí)間線性變換的正弦信號(hào)輸出當(dāng)前仿真時(shí)間常數(shù)輸入以固定速率輸出當(dāng)前仿真時(shí)間從matlab工作空間中輸入數(shù)據(jù)從.mat文件中輸入數(shù)據(jù)接地信號(hào)為子系統(tǒng)或其它模型提供輸入端口輸入脈沖信號(hào)輸入斜坡信號(hào)輸入服從高司分布的隨機(jī)信號(hào)輸入周期信號(hào)信號(hào)發(fā)生器正弦信號(hào)初始器輸入階躍信號(hào)輸入服從高司分布的隨機(jī)信號(hào)Source（信號(hào)源模塊庫(kù)）有限帶寬白噪聲為子系統(tǒng)或其它模型17Subsystem（子系統(tǒng)模塊庫(kù)）可配置子系統(tǒng)原子子系統(tǒng)使能子系統(tǒng)使能觸發(fā)For循環(huán)函數(shù)調(diào)用If條件條件執(zhí)行子系統(tǒng)通用子系統(tǒng)Switch-case子系統(tǒng)Switch-case動(dòng)作子系統(tǒng)觸發(fā)子系統(tǒng)當(dāng)型循環(huán)子系統(tǒng)Subsystem（子系統(tǒng)模塊庫(kù)）可配置子系統(tǒng)條件執(zhí)行子系統(tǒng)182、simulink專業(yè)模塊庫(kù)2、simulink專業(yè)模塊庫(kù)19三、建立simulink框圖 1、選擇模塊三、建立simulink框圖20 2、模塊連接 2、模塊連接21 3、信號(hào)組合與分支 3、信號(hào)組合與分支22 3、運(yùn)行仿真 3、運(yùn)行仿真23第6章-1simulink建模與仿真-概述課件24四、simulink子系統(tǒng)介紹1、子系統(tǒng)生成 在已有的系統(tǒng)模型中建立子系統(tǒng)四、simulink子系統(tǒng)介紹25 先建立空的子系統(tǒng) 先建立空的子系統(tǒng)26 2、建立復(fù)雜系統(tǒng)模型 自下向上的設(shè)計(jì)思路 自頂向下的設(shè)計(jì)思路 2、建立復(fù)雜系統(tǒng)模型276.5simulink與matlab的接口設(shè)計(jì)一、使用工作空間變量設(shè)置系統(tǒng)模塊參數(shù)6.5simulink與matlab的接口設(shè)計(jì)28二、將信號(hào)輸出到workspace二、將信號(hào)輸出到workspace29三、從workspace中產(chǎn)生信號(hào)源三、從workspace中產(chǎn)生信號(hào)源30四、向量與矩陣四、向量與矩陣31第6章-1simulink建模與仿真-概述課件32五、matlabfunction與function模塊Fcn： 用于實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單函數(shù)關(guān)系 輸入總表示成u（可是一向量） 輸出是一標(biāo)量Matlab Fcn：

用于調(diào)用matlab函數(shù)實(shí)現(xiàn)某一功能 所調(diào)用函數(shù)只能有一個(gè)輸出（可以是一個(gè)向量） 單輸入函數(shù)只需要使用函數(shù)名，多輸入需引用相應(yīng)的元素 在每個(gè)仿真步長(zhǎng)內(nèi)都需要調(diào)用matlab解釋器五、matlabfunction與function模塊Fc33例：信號(hào)平方運(yùn)算例：信號(hào)平方運(yùn)算346.6simulink子系統(tǒng)技術(shù)一、回顧1、通用子系統(tǒng)的生成2、子系統(tǒng)的基本操作 子系統(tǒng)的命名 子系統(tǒng)的編輯 子系統(tǒng)的輸入 子系統(tǒng)的輸出 子系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置

6.6simulink子系統(tǒng)技術(shù)35二、simulink高級(jí)子系統(tǒng)技術(shù) 使能子系統(tǒng) 觸發(fā)子系統(tǒng) 函數(shù)調(diào)用子系統(tǒng)1、條件子系統(tǒng)的建立方法 在enabledsubsystemtriggeredsubsystemenabledandtriggeredsubsystem中。1）一個(gè)系統(tǒng)中不能含多個(gè)enable和triggered信號(hào)。2）其它子系統(tǒng)可看成某種形式的條件執(zhí)行子系統(tǒng)。二、simulink高級(jí)子系統(tǒng)技術(shù)361、觸發(fā)子系統(tǒng)法1（加分路器）1、觸發(fā)子系統(tǒng)法1（加分路器）37法2（示波器分三支路）法2（示波器分三支路）38例：2、使能子系統(tǒng)例：2、使能子系統(tǒng)39Reset:執(zhí)行時(shí)，系統(tǒng)中的狀態(tài)被重新設(shè)置為初始參Held：執(zhí)行時(shí)，系統(tǒng)的狀態(tài)保持不變Reset:執(zhí)行時(shí)，系統(tǒng)中的狀態(tài)被重新設(shè)置為初始參40第6章-1simulink建模與仿真-概述課件413、觸發(fā)子系統(tǒng)3、觸發(fā)子系統(tǒng)424、觸發(fā)使能子系統(tǒng)4、觸發(fā)使能子系統(tǒng)435、原子子系統(tǒng)虛子系統(tǒng)：對(duì)通用子系統(tǒng)與使能子系統(tǒng)1）子系統(tǒng)只是系統(tǒng)模型中某些模塊組的圖形表示2）子系統(tǒng)中的模塊在執(zhí)行時(shí)與其上一級(jí)模塊統(tǒng)一被排序，不受子系統(tǒng)限制。3）在一個(gè)仿真時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)，simulink可以多次進(jìn)出一個(gè)子系統(tǒng)。原子子系統(tǒng)：1）子系統(tǒng)作為一個(gè)“實(shí)際”的模塊，需順序連續(xù)執(zhí)行。2）子系統(tǒng)作為整體進(jìn)行仿真。3）子系統(tǒng)中的模塊在子系統(tǒng)中被排序執(zhí)行。5、原子子系統(tǒng)44建立原子子系統(tǒng)： 1）先建立一空的原子子系統(tǒng)。 2）先建立子系統(tǒng)，再?gòu)?qiáng)制轉(zhuǎn)換成原子子系統(tǒng)。Edit/blockparameters建立原子子系統(tǒng)：456、其它子系統(tǒng)可配置子系統(tǒng)，代表用戶定義庫(kù)中的任意模塊，只能在用戶定義庫(kù)中使用。函數(shù)調(diào)用子系統(tǒng)。

for循環(huán)

while循環(huán)選擇表達(dá)式執(zhí)行子系統(tǒng)6、其它子系統(tǒng)46三、simulink的子系統(tǒng)封裝技術(shù)封裝子系統(tǒng)的特點(diǎn)：1）自定義系統(tǒng)模塊及圖表2）用戶雙擊子系統(tǒng)圖表將彈出參數(shù)設(shè)置框3）可自定義子系統(tǒng)的幫助文件4）擁有自己的工作區(qū)使用子系統(tǒng)封裝技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：1）向子系統(tǒng)模塊中傳遞參數(shù)2）“隱藏”子系統(tǒng)中不需要過(guò)多展現(xiàn)的內(nèi)容3）保護(hù)子系統(tǒng)中的內(nèi)容，防止模塊實(shí)現(xiàn)被隨意篡改。三、simulink的子系統(tǒng)封裝技術(shù)471、封裝編輯器之圖表編輯對(duì)話框 首先封裝后，再選中子系統(tǒng)圖表，執(zhí)行edit/editmask。封裝類型子系統(tǒng)模塊圖表繪制命令圖表顯示界面控制參數(shù)1、封裝編輯器之圖表編輯對(duì)話框封裝類型子系統(tǒng)模塊圖表繪制命令481）封轉(zhuǎn)類型：對(duì)封裝后的子系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)短的說(shuō)明2）圖表顯示界面控制參數(shù)

iconfram：設(shè)置圖表邊框?yàn)榭梢娀虿豢梢?/p>

icontransparency:設(shè)置圖表為透明或不透明

iconrotation:設(shè)置圖表為固定或可旋轉(zhuǎn)顯示

drawingcoordinates:設(shè)置圖表繪制命令所使用的坐標(biāo)系單位3）圖表繪制命令欄1）封轉(zhuǎn)類型：對(duì)封裝后的子系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)短的說(shuō)明492、封裝編輯器之參數(shù)初始化對(duì)話框參數(shù)設(shè)置控制參數(shù)描述參數(shù)對(duì)應(yīng)變量參數(shù)設(shè)置列表參數(shù)設(shè)置描述初始化命令2、封裝編輯器之參數(shù)初始化對(duì)話框參數(shù)設(shè)置控制參數(shù)描述參數(shù)對(duì)應(yīng)501）參數(shù)控制設(shè)置2）參數(shù)描述：對(duì)模塊輸入的參數(shù)作簡(jiǎn)單的說(shuō)明3）參數(shù)對(duì)應(yīng)變量：鍵入的參數(shù)值將傳遞給封裝后的子系統(tǒng)工作空間中相對(duì)應(yīng)的變量，因此要求此處的變量名應(yīng)和子系統(tǒng)中所使用的變量具有相同的名稱4）參數(shù)設(shè)置描述

controltype：edit：需要用戶鍵入?yún)?shù)值

checkbox:復(fù)選框

popup：參數(shù)選項(xiàng)（用|隔開）

assignment：參數(shù)分配類型（evaluate:求值字符串

literal：普通文字）1）參數(shù)控制設(shè)置51

initializationcommands（初始化命令欄）

一般為matlab命令，在此可定義封裝后子系統(tǒng)工作空間中的各種變量，這些變量可以被封裝子系統(tǒng)模塊圖標(biāo)繪制命令、其它初始化命令或子系統(tǒng)中的模塊使用。 當(dāng)出現(xiàn)以下情況時(shí)，初始化命令被執(zhí)行： 模型文件被載入 框圖被更新或模塊被旋轉(zhuǎn) 繪制封裝子系統(tǒng)模塊圖標(biāo)時(shí)initializationcommands（初始523、封裝編輯器之文檔對(duì)話框3、封裝編輯器之文檔對(duì)話框534、封裝編輯器之文檔對(duì)話框封裝類型幫助封裝描述4、封裝編輯器之文檔對(duì)話框封裝類型幫助封裝描述541）封裝類型：對(duì)封裝后的子系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)短的說(shuō)明，用于標(biāo)志該子系統(tǒng)2）封裝描述：用于設(shè)定描述信息3）幫助1）封裝類型：對(duì)封裝后的子系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)短的說(shuō)明，用于標(biāo)志該子系55四、simulink模塊庫(kù)技術(shù)1、模塊庫(kù)的概念及其使用

所謂模塊庫(kù)一般是指具有某種屬性的一類模塊的集合。用戶可以定義自己的模塊庫(kù)。 模塊庫(kù)：具有某種屬性的一類模塊的集合 庫(kù)模塊：模塊庫(kù)中的一個(gè)模塊 引用塊：模塊庫(kù)中的一個(gè)模塊的副本（從模塊庫(kù)中拖動(dòng)或復(fù)制到系統(tǒng)模型中的模塊） 關(guān)聯(lián)：引用塊與對(duì)應(yīng)的模塊庫(kù)中的模塊之間的聯(lián)系，當(dāng)模塊庫(kù)中的模塊發(fā)生改變時(shí)simulink會(huì)自動(dòng)更新相應(yīng)的引用塊。四、simulink模塊庫(kù)技術(shù)56步驟： 1）在simulink中執(zhí)行file/new/library 2）將用戶定義的模塊或是其它模塊庫(kù)中的模塊移動(dòng)到新的模塊庫(kù)中。 3）保存新的模塊庫(kù)2、建立與使用模塊庫(kù)步驟：2、建立與使用模塊庫(kù)57第6章-1simulink建模與仿真-概述課件58建立后保存并關(guān)閉后，模塊被鎖定若要修改，則選擇UNLOCK解鎖建立后保存并關(guān)閉后，模塊被鎖定若要修改，則選擇UNLOCK解59對(duì)引用塊修改的方法對(duì)引用塊修改的方法603、可配置子系統(tǒng) 在某些情況下，用戶建立的系統(tǒng)模型中可能有若干個(gè)不同的子系統(tǒng)，它們具有同樣的功能。如果用戶需要在它們之間頻繁的切換，可為這些子系統(tǒng)建立可配置子系統(tǒng)。 方法如下：1）建立包含這些子系統(tǒng)的自定義模塊庫(kù)，然后從subsystem模塊庫(kù)中拖動(dòng)configurablesubsystem模塊到這個(gè)自定義的模塊庫(kù)中。2）保存自定義模塊庫(kù)，然后雙擊可配置子系統(tǒng)塊。選擇用戶需要相互切換的子系統(tǒng)。3）復(fù)制模塊庫(kù)中的可配置子系統(tǒng)到相應(yīng)的系統(tǒng)模型中。4）在edit下的blockchoice項(xiàng)完成模塊的配置。3、可配置子系統(tǒng)61第6章-1simulink建模與仿真-概述課件62第六章matlab的simulink建模與仿真6.1緒論一、系統(tǒng)與模型1、系統(tǒng) 系統(tǒng)是指具有某些特定功能，相互聯(lián)系、相互作用的元素集合。 系統(tǒng)的兩個(gè)基本特征：整體性、相關(guān)性

第六章matlab的simulink建模與仿真6.1緒論63 對(duì)系統(tǒng)的研究從以下三個(gè)方面入手： 1）實(shí)體：組成系統(tǒng)的元素，對(duì)象 2）屬性：實(shí)體的特征 3）活動(dòng)：系統(tǒng)狀態(tài)變化的過(guò)程 系統(tǒng)仿真是研究系統(tǒng)的一種重要手段，而系統(tǒng)模型是仿真所研究的直接對(duì)象。2、系統(tǒng)模型 實(shí)體模型：根據(jù)相似性建立模型 數(shù)學(xué)模型:原始系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；仿真系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 對(duì)系統(tǒng)的研究從以下三個(gè)方面入手：64 動(dòng)態(tài)模型：描述系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化過(guò)程 靜態(tài)模型：平衡狀態(tài)下系統(tǒng)特性值之間的關(guān)系二、計(jì)算機(jī)仿真1、仿真的概念 以相似性原理、控制理論、信息技術(shù)及相關(guān)領(lǐng)域的有關(guān)知識(shí)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)和各種專用物理設(shè)備為工具，借助系統(tǒng)模型對(duì)真實(shí)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的一門綜合性技術(shù)。2、仿真分類 實(shí)物仿真：建造實(shí)體模型 數(shù)學(xué)模型：將數(shù)學(xué)語(yǔ)言編制成計(jì)算機(jī)程序 半實(shí)體模型：數(shù)學(xué)物理仿真 動(dòng)態(tài)模型：描述系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化過(guò)程65

實(shí)時(shí)仿真：需要專用的實(shí)時(shí)仿真硬件 欠實(shí)時(shí)仿真：比實(shí)際時(shí)鐘慢 超實(shí)時(shí)仿真：比實(shí)際時(shí)鐘快3、計(jì)算機(jī)仿真 根據(jù)相似性原理，利用計(jì)算機(jī)逼真模擬研究對(duì)象。 模擬機(jī)、模擬數(shù)字機(jī)、數(shù)字通用機(jī)、仿真專用機(jī)。三、仿真的作用 1）優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2）系統(tǒng)故障再現(xiàn) 3）驗(yàn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性 實(shí)時(shí)仿真：需要專用的實(shí)時(shí)仿真硬件66 4）對(duì)系統(tǒng)，子系統(tǒng)進(jìn)行性能評(píng)估 5）訓(xùn)練系統(tǒng)操作員 6）為管理、技術(shù)決策提供支持四、仿真軟件 仿真軟件是一類面向仿真用途的專用軟件，它可以是面向通用的仿真，也可能是面向某個(gè)領(lǐng)域的仿真。功能：1）為仿真提供算法支持 2）模型描述，建立計(jì)算機(jī)仿真模型 3）仿真實(shí)驗(yàn)的執(zhí)行、控制 4）仿真數(shù)據(jù)的記錄、分析 5）仿真數(shù)據(jù)管理 4）對(duì)系統(tǒng)，子系統(tǒng)進(jìn)行性能評(píng)估67仿真軟件的三個(gè)層次： 1）仿真程序庫(kù)：由一組完成特定功能的程序組成的集合，專門面向某一問題或一個(gè)領(lǐng)域。 2）仿真語(yǔ)言：在高級(jí)語(yǔ)言的基礎(chǔ)上，為面向?qū)ｉT問題而開發(fā)的。 3）集成仿真環(huán)境仿真軟件的三個(gè)層次：68五、計(jì)算機(jī)仿真的一般過(guò)程仿真問題和仿真目的描述確定仿真方案系統(tǒng)描述建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立仿真數(shù)學(xué)模型編寫仿真程序驗(yàn)證模型是否符合要求進(jìn)行仿真研究修改方案修改模型修改程序是否符合要求是否符合要求是否符合要求五、計(jì)算機(jī)仿真的一般過(guò)程仿真問題和仿真目的描述確定仿真方案系69Toolboxes MATLAB compilerBlocksetsimulink RTWStateflowcoder4、提供仿真庫(kù)的擴(kuò)充和定制功能5、應(yīng)用領(lǐng)域 通信與衛(wèi)星系統(tǒng) 航空航天 生物系統(tǒng) 船舶系統(tǒng) 汽車系統(tǒng) 金融系統(tǒng)6、simulink在matlab家族中的位置 Toolboxes MATLAB 706.4創(chuàng)建simulink模型（簡(jiǎn)單入門）一、啟用simulink并建立系統(tǒng)模型啟動(dòng)simulink：（1）用命令方式：simulink（2）6.4創(chuàng)建simulink模型（簡(jiǎn)單入門）71二、simulink模塊庫(kù)簡(jiǎn)介1、simulink公共模塊庫(kù)Continuous（連續(xù)系統(tǒng)）連續(xù)信號(hào)數(shù)值積分輸入信號(hào)連續(xù)時(shí)間積分單步積分延遲，輸出為前一輸入線性連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述線性連續(xù)系統(tǒng)傳遞函數(shù)描述對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行固定時(shí)間延遲對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行可變時(shí)間延遲線性連續(xù)系統(tǒng)的零極點(diǎn)模型二、simulink模塊庫(kù)簡(jiǎn)介連續(xù)信號(hào)數(shù)值積分72Discrete（離散系統(tǒng)）線性離散系統(tǒng)的傳遞函數(shù)描述線性離散系統(tǒng)的零極點(diǎn)模型描述線性離散系統(tǒng)的濾波器描述線性離散系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述離散時(shí)間積分器離散信號(hào)的一階保持器單位延遲離散信號(hào)的零階保持器Discrete（離散系統(tǒng)）線性離散系統(tǒng)的傳遞函數(shù)描述73Function&Tables（函數(shù)與表庫(kù)）表數(shù)據(jù)選擇器（從表中選擇數(shù)據(jù)）求取輸入信號(hào)的數(shù)學(xué)函數(shù)值對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行內(nèi)插運(yùn)算輸入信號(hào)的一維線性內(nèi)插輸入信號(hào)的二維線性內(nèi)插輸入信號(hào)的n維線性內(nèi)插M函數(shù)（對(duì)輸入進(jìn)行運(yùn)算輸出結(jié)果）多項(xiàng)式求值查找輸入信號(hào)所在范圍S-函數(shù)模塊S-函數(shù)生成器Function&Tables（函數(shù)與表庫(kù)）表數(shù)據(jù)選擇器（從74Math（數(shù)學(xué)運(yùn)算庫(kù)）求信號(hào)絕對(duì)值輸出強(qiáng)制系統(tǒng)輸入為零的代數(shù)狀態(tài)按位邏輯運(yùn)算邏輯真值查找輸出輸入復(fù)數(shù)的幅值與相位輸出系統(tǒng)輸入的的實(shí)部或需部點(diǎn)乘運(yùn)算信號(hào)增益信號(hào)邏輯運(yùn)算幅值與相位轉(zhuǎn)化為復(fù)數(shù)形式特定的一些數(shù)學(xué)函數(shù)矩陣增益求輸入的最小、大值乘法或除法器從輸入實(shí)部與虛部構(gòu)造復(fù)數(shù)關(guān)系運(yùn)算器求整運(yùn)算器符號(hào)運(yùn)算漸變?cè)鲆鎸?duì)輸入求和或差三角與雙曲函數(shù)Math（數(shù)學(xué)運(yùn)算庫(kù)）求信號(hào)絕對(duì)值矩陣增益75Nonlinear（非線性系統(tǒng)模塊庫(kù)）死區(qū)間歇庫(kù)侖粘貼信號(hào)死區(qū)信號(hào)雙輸出選擇器（手動(dòng)）多端口輸出選擇器量化器信號(hào)上升、下降速率控制器信號(hào)延遲器飽和信號(hào)三路選擇器（根據(jù)輸入2控制輸出）Nonlinear（非線性系統(tǒng)模塊庫(kù)）死區(qū)間歇76Signal&System（信號(hào)和系統(tǒng)模塊）Goto模塊標(biāo)記控制器將信號(hào)與特定的偏移值比較初始化信號(hào)矩陣串聯(lián)器合并輸入信號(hào)為一個(gè)輸出模塊控制信息信號(hào)組合器信號(hào)探測(cè)器信號(hào)維數(shù)改變器選擇或重組信號(hào)信號(hào)屬性修改輸入信號(hào)寬度對(duì)信號(hào)進(jìn)行分配由輸入產(chǎn)生總線信號(hào)總線信號(hào)選擇器用戶定義的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)中讀取數(shù)據(jù)向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)寫數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)類型選擇器信號(hào)分解器從goto模塊中獲得信號(hào)函數(shù)調(diào)用發(fā)生器向goto模塊傳遞信號(hào)Signal&System（信號(hào)和系統(tǒng)模塊）Goto模塊標(biāo)77Sinks（系統(tǒng)輸出模塊庫(kù)）以數(shù)值形式顯示輸入信號(hào)懸浮信號(hào)顯示器為子系統(tǒng)或模型提供輸出端口信號(hào)顯示器當(dāng)輸入非零時(shí)停止仿真中斷輸出信號(hào)將仿真數(shù)據(jù)寫入.mat文件將仿真數(shù)據(jù)輸出到matlab工作空間使用matlab圖形顯示器Sinks（系統(tǒng)輸出模塊庫(kù)）以數(shù)值形式顯示輸入信號(hào)78Source（信號(hào)源模塊庫(kù)）有限帶寬白噪聲輸出頻率隨時(shí)間線性變換的正弦信號(hào)輸出當(dāng)前仿真時(shí)間常數(shù)輸入以固定速率輸出當(dāng)前仿真時(shí)間從matlab工作空間中輸入數(shù)據(jù)從.mat文件中輸入數(shù)據(jù)接地信號(hào)為子系統(tǒng)或其它模型提供輸入端口輸入脈沖信號(hào)輸入斜坡信號(hào)輸入服從高司分布的隨機(jī)信號(hào)輸入周期信號(hào)信號(hào)發(fā)生器正弦信號(hào)初始器輸入階躍信號(hào)輸入服從高司分布的隨機(jī)信號(hào)Source（信號(hào)源模塊庫(kù)）有限帶寬白噪聲為子系統(tǒng)或其它模型79Subsystem（子系統(tǒng)模塊庫(kù)）可配置子系統(tǒng)原子子系統(tǒng)使能子系統(tǒng)使能觸發(fā)For循環(huán)函數(shù)調(diào)用If條件條件執(zhí)行子系統(tǒng)通用子系統(tǒng)Switch-case子系統(tǒng)Switch-case動(dòng)作子系統(tǒng)觸發(fā)子系統(tǒng)當(dāng)型循環(huán)子系統(tǒng)Subsystem（子系統(tǒng)模塊庫(kù)）可配置子系統(tǒng)條件執(zhí)行子系統(tǒng)802、simulink專業(yè)模塊庫(kù)2、simulink專業(yè)模塊庫(kù)81三、建立simulink框圖 1、選擇模塊三、建立simulink框圖82 2、模塊連接 2、模塊連接83 3、信號(hào)組合與分支 3、信號(hào)組合與分支84 3、運(yùn)行仿真 3、運(yùn)行仿真85第6章-1simulink建模與仿真-概述課件86四、simulink子系統(tǒng)介紹1、子系統(tǒng)生成 在已有的系統(tǒng)模型中建立子系統(tǒng)四、simulink子系統(tǒng)介紹87 先建立空的子系統(tǒng) 先建立空的子系統(tǒng)88 2、建立復(fù)雜系統(tǒng)模型 自下向上的設(shè)計(jì)思路 自頂向下的設(shè)計(jì)思路 2、建立復(fù)雜系統(tǒng)模型896.5simulink與matlab的接口設(shè)計(jì)一、使用工作空間變量設(shè)置系統(tǒng)模塊參數(shù)6.5simulink與matlab的接口設(shè)計(jì)90二、將信號(hào)輸出到workspace二、將信號(hào)輸出到workspace91三、從workspace中產(chǎn)生信號(hào)源三、從workspace中產(chǎn)生信號(hào)源92四、向量與矩陣四、向量與矩陣93第6章-1simulink建模與仿真-概述課件94五、matlabfunction與function模塊Fcn： 用于實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單函數(shù)關(guān)系 輸入總表示成u（可是一向量） 輸出是一標(biāo)量Matlab Fcn：

用于調(diào)用matlab函數(shù)實(shí)現(xiàn)某一功能 所調(diào)用函數(shù)只能有一個(gè)輸出（可以是一個(gè)向量） 單輸入函數(shù)只需要使用函數(shù)名，多輸入需引用相應(yīng)的元素 在每個(gè)仿真步長(zhǎng)內(nèi)都需要調(diào)用matlab解釋器五、matlabfunction與function模塊Fc95例：信號(hào)平方運(yùn)算例：信號(hào)平方運(yùn)算966.6simulink子系統(tǒng)技術(shù)一、回顧1、通用子系統(tǒng)的生成2、子系統(tǒng)的基本操作 子系統(tǒng)的命名 子系統(tǒng)的編輯 子系統(tǒng)的輸入 子系統(tǒng)的輸出 子系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置

6.6simulink子系統(tǒng)技術(shù)97二、simulink高級(jí)子系統(tǒng)技術(shù) 使能子系統(tǒng) 觸發(fā)子系統(tǒng) 函數(shù)調(diào)用子系統(tǒng)1、條件子系統(tǒng)的建立方法 在enabledsubsystemtriggeredsubsystemenabledandtriggeredsubsystem中。1）一個(gè)系統(tǒng)中不能含多個(gè)enable和triggered信號(hào)。2）其它子系統(tǒng)可看成某種形式的條件執(zhí)行子系統(tǒng)。二、simulink高級(jí)子系統(tǒng)技術(shù)981、觸發(fā)子系統(tǒng)法1（加分路器）1、觸發(fā)子系統(tǒng)法1（加分路器）99法2（示波器分三支路）法2（示波器分三支路）100例：2、使能子系統(tǒng)例：2、使能子系統(tǒng)101Reset:執(zhí)行時(shí)，系統(tǒng)中的狀態(tài)被重新設(shè)置為初始參Held：執(zhí)行時(shí)，系統(tǒng)的狀態(tài)保持不變Reset:執(zhí)行時(shí)，系統(tǒng)中的狀態(tài)被重新設(shè)置為初始參102第6章-1simulink建模與仿真-概述課件1033、觸發(fā)子系統(tǒng)3、觸發(fā)子系統(tǒng)1044、觸發(fā)使能子系統(tǒng)4、觸發(fā)使能子系統(tǒng)1055、原子子系統(tǒng)虛子系統(tǒng)：對(duì)通用子系統(tǒng)與使能子系統(tǒng)1）子系統(tǒng)只是系統(tǒng)模型中某些模塊組的圖形表示2）子系統(tǒng)中的模塊在執(zhí)行時(shí)與其上一級(jí)模塊統(tǒng)一被排序，不受子系統(tǒng)限制。3）在一個(gè)仿真時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)，simulink可以多次進(jìn)出一個(gè)子系統(tǒng)。原子子系統(tǒng)：1）子系統(tǒng)作為一個(gè)“實(shí)際”的模塊，需順序連續(xù)執(zhí)行。2）子系統(tǒng)作為整體進(jìn)行仿真。3）子系統(tǒng)中的模塊在子系統(tǒng)中被排序執(zhí)行。5、原子子系統(tǒng)106建立原子子系統(tǒng)： 1）先建立一空的原子子系統(tǒng)。 2）先建立子系統(tǒng)，再?gòu)?qiáng)制轉(zhuǎn)換成原子子系統(tǒng)。Edit/blockparameters建立原子子系統(tǒng)：1076、其它子系統(tǒng)可配置子系統(tǒng)，代表用戶定義庫(kù)中的任意模塊，只能在用戶定義庫(kù)中使用。函數(shù)調(diào)用子系統(tǒng)。

for循環(huán)

while循環(huán)選擇表達(dá)式執(zhí)行子系統(tǒng)6、其它子系統(tǒng)108三、simulink的子系統(tǒng)封裝技術(shù)封裝子系統(tǒng)的特點(diǎn)：1）自定義系統(tǒng)模塊及圖表2）用戶雙擊子系統(tǒng)圖表將彈出參數(shù)設(shè)置框3）可自定義子系統(tǒng)的幫助文件4）擁有自己的工作區(qū)使用子系統(tǒng)封裝技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：1）向子系統(tǒng)模塊中傳遞參數(shù)2）“隱藏”子系統(tǒng)中不需要過(guò)多展現(xiàn)的內(nèi)容3）保護(hù)子系統(tǒng)中的內(nèi)容，防止模塊實(shí)現(xiàn)被隨意篡改。三、simulink的子系統(tǒng)封裝技術(shù)1091、封裝編輯器之圖表編輯對(duì)話框 首先封裝后，再選中子系統(tǒng)圖表，執(zhí)行edit/editmask。封裝類型子系統(tǒng)模塊圖表繪制命令圖表顯示界面控制參數(shù)1、封裝編輯器之圖表編輯對(duì)話框封裝類型子系統(tǒng)模塊圖表繪制命令1101）封轉(zhuǎn)類型：對(duì)封裝后的子系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)短的說(shuō)明2）圖表顯示界面控制參數(shù)

iconfram：設(shè)置圖表邊框?yàn)榭梢娀虿豢梢?/p>

icontransparency:設(shè)置圖表為透明或不透明

iconrotation:設(shè)置圖表為固定或可旋轉(zhuǎn)顯示

drawingcoordinates:設(shè)置圖表繪制命令所使用的坐標(biāo)系單位3）圖表繪制命令欄1）封轉(zhuǎn)類型：對(duì)封裝后的子系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)短的說(shuō)明1112、封裝編輯器之參數(shù)初始化對(duì)話框參數(shù)設(shè)置控制參數(shù)描述參數(shù)對(duì)應(yīng)變量參數(shù)設(shè)置列表參數(shù)設(shè)置描述初始化命令2、封裝編輯器之參數(shù)初始化對(duì)話框參數(shù)設(shè)置控制參數(shù)描述參數(shù)對(duì)應(yīng)1121）參數(shù)控制設(shè)置2）參數(shù)描述：對(duì)模塊輸入的參數(shù)作簡(jiǎn)單的說(shuō)明3）參數(shù)對(duì)應(yīng)變量：鍵入的參數(shù)值將傳