《MALAB基础教程》第章simulink建模与仿真

2023年5月19日第1页第11章Simulink的建模与仿真MATLABR2010a基础教程清华大学出版社教学目标教学重点教学内容2023年5月19日第2页教学目标掌握Simulink的基本建模方法熟悉Simulink模块库熟悉常见Simulink模型了解S函数的设计和调用2023年5月19日第3页教学重点掌握Simulink的基本建模方法熟悉Simulink模块库熟悉常见Simulink模型2023年5月19日第4页教学内容掌握Simulink的基本建模方法掌握Simulink模块库熟悉常见Simulink模型S函数的设计和调用Simulink建模的工程应用2023年5月19日第5页Simulink简介Simulink的启动Simulink模型窗口的建立Simulink模块的操作2023年5月19日第6页Simulink启动Simulink的启动主要有以下两种方法：在MATLAB的命令窗口中输入simulink,结果是在桌面上出现一个SimulinkLibraryBrowser的窗口，如图11-1，在这个窗口中列出了按功能分类的各种模块的名称。单击MATLAB主窗口的快捷按钮，打开SimulinkLibraryBrowser窗口。2023年5月19日第7页Simulink模型窗口的建立

在Simulink中打开一个空白的模型窗口的方法：选中Simulink菜单系统中的File|New|Model菜单项后，会生成一个Simulink窗口；单击Simulink工具栏中的“新建模型”图标；在MATLAB的命令窗口中选择File|New|NewModel菜单项；

2023年5月19日第8页Simulink模块的操作(1/2)在Simulink的空白模型窗口中，搭建Simulink的模型主要是通过用线将各种功能模块连接构成的。在Simulink中，将两个模块相接非常简单，在每个允许输出的模块口都有一个输出的>符号表示离开该模块，，而输入端也有一个表示输入>的符号表示进入该模块。假如想将一个输入模块和一个输出模块连接起来，那么只需要在前一个模块的输出口处鼠标左键单击，然后拖动鼠标至另外一个模块的输入口，松开鼠标左键，Simulink会自动将两个模块用线连接起来。

2023年5月19日第9页Simulink模块的操作(2/2)模块库中的模块可以直接用鼠标进行拖拽（用鼠标左键选中模块，并按住左键不放），然后放到模型窗口中处理。在模型窗口中，选中该模块，然后四个角都有黑色标记，这时可以对该模块进行复制、删除、移动、命名、转向、设置模块属性等操作。2023年5月19日第10页Simulink模块库（1/2）Simulink的模块库是建立好仿真模型的基础，模块库主要包括：（1）连续模块；（2）非连续模块；（3）离散模块；（4）逻辑和位操作模块；（5）查找表模块；（6）数学模块；2023年5月19日第11页Simulink模块库（2/2）

（7）模型检测模块；（8）模型扩充模块；（9）端口和子系统模块；（10）信号属性模块；（11）信号线路模块；（12）接收模块；（13）输入模块；（14）用户自定义函数模块；2023年5月19日第12页Simulink基本仿真建模实例（1/3）现有如下微分-代数混合方程：初始条件为x1=–20,x2=3,x3=0.5，根据以上方程构造出Simulink模型，其中积分器Integrator、Integrator1、Integrator2的初始值设定分别是2、3、0.5。2023年5月19日第13页Simulink基本仿真建模实例（2/3）

的结构图

2023年5月19日第14页Simulink基本仿真建模实例（3/3）

仿真模型图

仿真结果

2023年5月19日第15页常见Simulink模型线性状态-变量模型分段线性模型传递-函数模型非线性状态-变量模型子系统20染23另年5议月1隐7日第16页S函数青的设擦计和拣调用S函数偏的介谁绍S函数蜘的调漠用S函数弹设计20决23讯年5羡月1窗7日第17页S函数缓的介喊绍S函数失就是S-工Fu豪nc劣ti滚on歇s，是sy镇st晴em络-F歌un运ct树io救ns的缩咬写。书当MA粱TL错AB所提声供的菠模型宜不能悠完全幻玉满足欠用户愁要求践时，竹就可忍以通挺过S函数稿提供任给用释户自残己编守写程绵序来霸满足虫自己冬要求棕模型金的接幕口。S函数眨可以秒用MA安TL大AB，C，C+挂+，Ad点a和Fo多rt谊an.编写卵。C，C+写+，Ad肠a，an支dFo诱rt筝anS-我Fu腔nc考ti鬼on鸣s需要沫编译浆为Me蛙x文件薪，就阵和其润它ME氧X文件扛一样柜，Si雪mu唱li姻nk可以它随时番动态边的调月用这歪些文界件。S函数泉使用锋的是乞一种屡比较遭特殊刘的调沈用格腰式，去可以识和Si骆mu法li漫nk求解扫器交典互式敞操作雨，这搜种交窗互式丘就是时与Si援mu厌li易nk求解介器和蕉内置但固有摔模块涂交互割式操跪作相衡同。S-功Fu原nc齿ti芬on毒s功能围非常亏全面抽，适喊用于哲连续象、离河散以棋及混排合系广统。S函数协允许士用户民向模搬型中酿添加促自己宵编写锐的模课块，抄只要倚按照美一些雷简单许的规裂制，键就可谱以在S-另Fu拔nc屋ti旱on冒s添加绿设计紫算法掘。在亿编写苦好S-畜Fu烂nc送ti乳on祖s之后置就可新以在S-馋Fu杀nc俩ti雕on受s莫窥包阿中虾添加梳相应嫂得函胆数名既，也身可以识通过谎封装翻技术邀来订零制自拘己的以交互悉界面膛。20督23粗年5藏月1法7日第18页S函数颗的调见用在Si械mu炭li临nk使用S-映Fu誓nc普ti乏on覆s的方问法就键是从Si源mu城li贱nk中的Us桶er糖-D咸ef南in球ed氧F趁un遗ct能io醒ns模块报库中园向Si黄mu仍li浇nk模型句文件逢窗口美中拖笨放S-嫁Fu标nc钓ti乘on模块夫。然皂后在S-破Fu偿nc赴ti遭on锈s模块予的对弓话框属中的S-倾Fu鱼nc品ti县on环s午Na疾me框中汇输入S函数奴的文悄件名双，在S-航Fu冷nc愈ti皂on娇s蚂Pa瓦ra继me预te倾rs框中克输入S函数索的参堡数值羡。在点棵击ed招it的选身项后冲可以梢编辑S函数颠的代颤码部这分，舰利用S函数歼实现缓需要斗的功栗能主身要是忽代码森部分鼠的修作改。20脆23临年5口月1考7日第19页S函数芽设计博（1/尘6）对于半代码毁部分培的修豆改，五可以色使用MA巧TL龄AB语言耐按照S-警Fu蓄nc团ti旗on减s的格掌式来尿编写冻代码期。MA粗TL荒AB提供躁了一夺个模竞板文誉件，稳方便S-铁Fu箱nc济ti器on的编圈写，卸该模茶板文波件位做于MA纪TL助AB根目共录to写ol岂bo刷x/Si星mu刻li捏nk/b巩lo敌ck乎s下20欠23灵年5似月1曲7日第20页S函数你设计欣（2/居6）模板贸函数瞎的代斧码如红下：fu书nc杨ti查on年[形sy旦s,慕x0露,s苗tr兽,t吸s]孩=sf再un丈tm件pl鸽(t蒙,x贯,u香,f千la嗽g)sw清it荡ch羽f族la繁g,ca挎se吐0捡,[s得ys惧,x尊0,亩st幕r,问ts流]=md度lI德ni合ti草al丙iz略eS脑iz遭es;ca活se大1伸,sy藏s=md说lD干er钟iv毫at表iv牙es肚(t愚,x凑,u);ca休se善2栋,sy懂s=md挨lU淋pd晃at藏e(偷t,醋x,乐u);ca惠se碌3弹,sy揪s=寻md仪lO摊ut令pu佛ts荣(t第,x或,u期);ca司se镜4搜,sy尾s=md妄lG过et练Ti霜me然Of的Ne饲xt傲Va甜rH泊it珠(t乌,x汇,u);ca病se仓9妇,sy律s=md样lT尾er件mi乳na遣te概(t奏,x梨,u);ot丝式he加rw初is上eer捎ro推r(罗['策Un帮ha堂nd折le朋dfl哄ag裙=裂'唇,n庙um吃2s笑tr唉(f非la织g)彻])县;en泛d20蛾23痛年5懂月1常7日第21页S函数拔设计扔（3/缺6）fu探nc洒ti息on议[吓sy茧s,西x0径,s舌tr恳,t渗s]缴=md愿lI庄ni幸ti艳al前iz睁eS番iz域essi源ze误s瓣=si弦ms该iz销es;si谷ze笔s.曲Nu拿mC伏on蛮tS疼ta同te不s=翁0;si芳ze锅s.饭Nu决mD访is档cS鹿ta齿te轿s=亭0;si扎ze史s.旧Nu伯mO浸ut倡pu见ts=甘0;si当ze砍s.其Nu帜mI弯np评ut版s=芒0;si害ze向s.尊Di摆rF喜ee痕dt尖hr窝ou肉gh=筐1;si旦ze小s.莲Nu细mS瓜am桥pl风eT辩im铸es=习1;sy均s腹=si从ms晓iz煎es默(s煎iz牙es);x0纯=衔[]弃;st罚r=阵[]蚂;ts=司[0德0洽];fu案nc首ti喝on夜s险ys露=md津lD协er忽iv普at民iv斗es辟(t技,x底,u)sy可s冈=压[]斥;fu福nc躺ti鸟on正s颤ys铺=md腔lU疫pd按at撇e(残t,术x,食u)sy股s妙=猛[]门;fu铃nc弃ti摩on螺s圈ys姜=md踏lO畜ut辰pu姑ts禁(t想,x俱,u)sy喘s腹=患[]悦;fu栏nc供ti垄on偿s源ys栽=md蓝lG直et己Ti惕me改Of狱Ne厅xt脆Va确rH秩it僚(t霞,x暴,u)sa拐mp白le辽Ti瞒me=藏1;sy销s钟=者t斤+sa和mp脱le腿Ti尺me;fu举nc节ti修on奇s巧ys掀=md价lT挂er蹄mi匪na华te唐(t闪,x帝,u)sy翼s郊=锈[]浓;20概23壳年5安月1诞7日第22页S函数山设计搜（4/锅6）M文件S-沈Fu做nc徐ti学on计s可用立的子驴函数台说明没如下跌：（1）md裳lI颠ni酸ti尽al屠iz巷eS抗iz过es：定剧义S-偷Fu纽奉nc绢ti进on模块绝的基响本特印性，何包括页采样锡时间螺、连栽续或闻者离毒散状踩态的厕初始喇条件廉和si浸ze研s数组阴。（2）md绍lD允er朵iv溪at浓iv愤es：计切算连争续状龄态变稠量的纯微分奔方程肯。（3）md共lU符pd街at越e：更冒新离掉散状供态、眼采样王时间云和主熔时间急同步图的要利求。（4）md汁lO猫ut呢pu管ts：计湾算S-福Fu比nc温ti忙on的输扶出。（5）md浓lG非et逃Ti年me鼻Of屑Ne隙xt僵Va喘rH炎it:计算岸下一暂个采鉴样时倍间点介的绝灭对时抵间。（6）md上lT杜er阔mi挖na概te：结殃束仿收真任条务。20敲23吧年5蝇月1亦7日第23页S函数兴设计丹（5/确6）S-址fu脑nc茅ti常on默认蹦的4个输麻入参县数t、x、u和fl裕ag，他咽们的赏次序课不能害变动蹦，各蚕自代与表的幼意义季是：t：表弯示当熄前仿危真时曲刻，翅是采涂用绝贿对计述量的挠时间笑值，肯是从馆仿真欺开始诞模型仙运行净时间腐的计宏量值沸。x：模潮块的碎状态肝向量搂，包寸括连虏续状惕态向葡量和凤离散哨状态笨向量博。u：模木块的庸输入助