3simulink及模型转换

s=0; a=[12,13,14;15,16,17;18 ,19,20;21,22,23]; for k=a s=s+k; s end disp(s');%输出行向量
第六章Simulink在系统仿真中的应用
Simulink是一种用于在MATLAB下建立模块化的集成软件工具包。 前面涉及到的仿真都是较为简单的静态仿真，为了处理更复 杂的和时间有关的动态系统，就必须学习simulink的使用。 Simulink是matlab提供的实现系统建模和仿真的一个软件包。它 让用户把精力从编程转向模型的构造。
1 In1 Ground unti tl ed.mat From Fi l e si mi n From Workspace
Signal Generators
1 Constant Si gnal Generator Pul se Generator
Signal 1
Si gnal Bui l der
Ramp
让输出超过某一值时能够饱和 把输入转化成阶梯状的量化输出 由deadband设定， 输出依据输入的改变而改变 死区特性
Relay
Switch
限制输出值在某一范围内变化
根据临界值自动判断选择所接受的输入端
Manual Switch
Mutiport Switch Coulumb & Viscous Friction
Counter Free-Runni ng
Counter Li mi ted
12:34 Cl ock Di gi tal Cl ock
3仿真模型参数的设置
建立模型之后，就可以对模型进行动态仿真，但在仿真前 必须对模型的仿真参数进行相应的设置。 1、输入信号的参数设置 双击信号源对象，改变其可设置值 例如，阶跃信号的可设置参数有 Step time 阶跃时间 Initial value 初值 Final value 终值 2、示波器参数的设置 双击示波器，则出现示波器窗口，用于显示波形； 在示波器上端可设置属性，包括显示时间，采样周期等。 3、其他环节的设置 与输入信号的设置一样，通过双击对象弹出属性窗口， 设置不同的参数。
Dead Zone Dynamic
Rate Limiter Dynamic
Backlash
Relay
Quantizer
Hit Crossing
Coulomb & Viscous Friction
Wrap To Zero
接收模块sink功能：
模块名 Scope XY Graph Display 功能简介 示波器 两个信号的关系图，用MATLAB图形显示 实时数值显示
选取模块、放大或缩小模块、改变模块名字
双击某一模块或在模块上单击鼠标右键，选择Block Parameters可以对参数进行设置，选择Block Properties可以设 置和查看模块的特性。 模块的连线：移动鼠标到某一模块的输出端，鼠标的箭头会变成 十字形光标，按住鼠标左键移动鼠标到另一模块的输入端，当十 字光标出现重影时，释放左键即可。P115
通常用颜色来区分程序内容的类别： 绿色：注释部分程序不执行 黑色：程序主题部分 红色：属性值的设定 蓝色：控制流程，比for,if…then等语句
t=0:0.1:7; x=sin(t); plot(t,x,'k'); title('正弦曲线'); xlabel('x轴'); ylabel('y轴');
Discrete-Time Linear Systems
1 z Unit Delay -4 Z Integer Delay 4 Delays T apped Delay K Ts z-1 Discrete-T ime Integrator (z-1) z(z-0.5) Discrete Zero-Pole y(n)=Cx(n)+Du(n) x(n+1)=Ax(n)+Bu(n) Discrete State-Space z-0.75 z T ransfer Fcn Real Zero
人工判断选择所接受的输入端
在多输入中选一个输出 当输出值达到一定值时，输出才 会根据输入而改变
不连续（Discontinuities）模块组
Discontinuities
Saturation
up u lo y up u lo
Dead Zone
Rate Limiter
up y u lo
Saturation Dynamic
把前一步的输入作为输出 把输入信号按给定的时间做延迟
Variable Transport Delay 按第二个输入指定的时间把第一
个输入做延迟
离散系统模块Discrete功能：
模块名 Zero-Order Hold Unite Delay 功能简介 零阶保持器 采样保持，延迟一个周期
Discrete-Time Integrator 离散时间积分
1 z+0.5 Discrete T ransfer Fcn z-1 z Difference 0.05z z-0.95 T ransfer Fcn First Order
1 1+0.5z-1 Discrete Filter
K (z-1) Ts z Discrete Derivative z-0.75 z-0.95 T ransfer Fcn Lead or Lag
2 SIMULINK的基本模块
在SIMULINK中包含： 连续系统模块库（Continuous）、 离散系统模块库（Discrete）、 数学运算模块库（Math）、 非线性模块库（Nonlinear）、 信号与系统模块库（Signal&System）、
接收（输出）模块库（Sinks）、
输入源模块库（Sources）等。 每一个模块又包含很多子模块。
x' = Ax+Bu y = Cx+Du State-Space
Continuous-Time Delays
To
Ti
Transfer Fcn
Zero-Pole Memory Transport Delay
传递函数
零－极点模型
Transport Delay
Variable Variable Time DelayTransport Delay
连续系统模块Continuous功能：
模块名 Integrator Derivative State-Space 功能简介 积分环节 微分环节 状态方程
Continuous-Time Linear Systems
1 s Integrator du/dt Derivative 1 s+1 Transfer Fcn (s-1) s(s+1) Zero-Pole
最大步长=(停止时间-起始时间)/50,若仿真时间很长，有可能 会出现失根，这时可根据需要设置较小的步长。
输出选项output options refined output 细化输出 produce additional 产生附加输出 produce specified output only只产生指定输出
2. 运行模型 用户在选择适当的算法并且设置好仿真参数后，就可以运行 Simulink仿真模型了。有两种方法可以启动仿真：1）选择 Simulation→Start；2）点击图标‚ ‛。
注意：缺省时，示波器历史数据只保存最后的5000个。如果我们希 望显示完整的仿真曲线，就需要将‚Limit data to last 5000‛前面 复选框中的‚√‛去掉。
Simulink建模的基础知识
Simulink含两层含义：‚Simu‛表示仿真（simulation）；而link表示 它能够进行系统连接，即：把一系列模块连接起来，构成复杂的系 统模型。正是由于它的这些功能和特色，使得它成为计算机仿真领 域首选的仿真环境。
启动simulink， 只需要在 matlab命 令窗口输入： >>simulink 或者单击命 令窗口里 工具栏上 的按钮。
To File
To Workspace Stop Simulation
保存到文件
输出到当前工作空间的变量 输入不为零时停止仿真
接收器（Sinks）模块组
Model & Subsystem Outputs
1 Out1 Terminator untitled.mat To File simout To Workspace
Data Viewers
0 Scope Floating Scope XY Graph Display
Simulation Control
STOP Stop Simulation
• 用示波器模块来观察输出 – Sinks库 •Scope 示波器窗口 •X Y graph 绘制二维的图形 •Display 将数据以数字的形式显示出来 • 使用Workspace模块 – 将信号输入至Workspace模块，该模块 将数据输出到Matlab的命令窗口中，以 ‘simout’变量名保存下来，也可以改变变 量名用另外的名字保存 – 时间数据用sources中的clock模块 • 使用返回值将输出返回Matlab命令窗口中 – out1
Weighted Moving Average
Sample & Hold Delays
Memory
First-Order Hold
Zero-Order Hold
非线性模块库wenku.baidu.com
Rate Limiter
Saturation Quantizer Backlash Dead Zone
限制输入变化率的变化大小
Discrete State-Space
Discrete Filter Discrete Transfer Fcn Discrete Zero-Pole First-Order Hold
离散状态方程
离散滤波器（IIR、FIR） 离散传递函数 离散零－极点模型 一阶保持器
离散（Discrete）模块组
Si ne Wave
Step
Repeati ng Sequence
Chi rp Si gnal
Random Number
Uni form Random Band-Li mi ted Whi te Noi se Number lim
Repeati ng Sequence Stai r
Repeati ng Sequence Interpol ated
4、仿真参数的设置： 主菜单Simulation选项下的Parameters选项用于设置仿真参数，主 要包括： (1) 仿真算法，分别为： Euler 欧拉法 Runge-Kutta3 三阶龙格库塔法 Runge-Kutta5 五阶龙格库塔法（缺省） Adams Adams算法 Gear 基耶算法 Adams/Gear A/G混合算法 Linsim 线性系统仿真算法 (2) 仿真时间与仿真步长的设置 start time 开始时间 stop time 结束时间 Relative Tolerance 相对精度 Absolute Tolerance 绝对精度 Max(min) step size最大(最小)允许的步长
输入源模块source功能：
模块名 Constant Signal Generator Step Ramp 功能简介 常数 信号发生器 阶跃信号 线性增加或减少的信号
Sine Wave
Repeating Sequence
正弦波
重复的线性信号，类似锯齿形
Discrete Pulse Generator 离散脉冲发生器，和采样时间有关 Pulse Generator Chirp Signal Clock 脉冲发生器，和采样时间无关 频率不断变化的正弦信号 输出当前的仿真时间
Simulink库浏览器
模型窗口
Simulink最让人振奋的一点就是支持图形用户界面。
SIMULINK的基本操作
1、SIMULINK窗口：库浏览器、 SIMULINK模型窗口 2、 SIMULINK模块操作： 模块是建立SIMULINK模型的基本单元，用适当的方式把各种 模块连接在一起就能够建立任何动态系统模型。
Digital Clock From File Random Number
按指定速率输出当前仿真时间 从文件读数据 高斯分布的随机信号 平均分布的随机信号 带限白噪声
Uniform Random Number Band-Limited White Noise
输入源（Sources）模块组
Model & Subsystem Inputs