[工学]第七章-SIMULINK基础
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第七章 Simulink子系统技术在使用Simulink建立动态系统的模型并进行系统仿真分析时,对于简单的动态系统仿真,用户可以直接建立其模型,然后进行动态仿真。
然而对于复杂的动态系统而言,直接建立系统并仿真会给用户带来诸多不便,用户需要采用某种合适的策略建立系统模型,然后进行系统仿真。
这是因为对于复杂的动态系统而言,系统中包含的功能模块较多,它们之间的输入输出关系比较复杂。
这无疑会给用户建立系统模型、设置参数进行系统仿真及对系统进行分析带来很大的不便,尤其对于系统的调试与诊断,当系统中出现问题时,难以对其进行分析与定位。
在建立复杂系统的模型与系统仿真中,一般使用以下两种策略:(1)自下向上的策略:首先建立复杂系统中的每一个功能模块,然后再组合这些模块,逐渐建立整个系统模型。
(2)自上向下的策略:首先建立复杂系统的整体结构模型,然后再实现系统每一部分的模型。
建立系统模型之后,便可以对其进行仿真分析了。
无论采用何种策略建立复杂系统模型并进行仿真,其中都会不同程度使用Simulink 的子系统技术。
第4章中对Simulink子系统的概念与其应用作了简单的介绍。
鉴于子系统技术在复杂系统的建模、仿真与调试诊断之中的广泛应用,本章将在第4章的基础上进一步介绍Simulink更高级的子系统的概念、子系统模块封装,以及Simulink的模块库的生成与使用方法。
7.1 Simulink简单子系统概念:回顾与复习在介绍Simulink高级子系统的概念与使用之前,本节首先对第4章所介绍的Simulink的高级子系统技术、子系统的封装与Simulink 模块库的生成做详细且全面的介绍,从而使用户能够领略到Simulink 的强大功能。
7.1.1 通用子系统的生成在使用Simulink子系统技术时,通常子系统的生成有如下两种方法:(1)在已经建立好的系统模型之中建立子系统(如图7.1所示)。
首先选择能够完成一定功能的模块,然后选择Simulink模型创建编辑器中Edit菜单下的Creat Subsystem,即可建立子系统并将这些模块封装在此子系统中,Simulink自动生成子系统的输入与输出端口。
simulink基础学习SIMILINK模块库按功能进行分为以下8类子库:Continuous(连续模块)Discrete(离散模块)Function&Tables(函数和平台模块)Math(数学模块)Nonlinear(非线性模块)Signals&Systems(信号和系统模块)Sinks(接收器模块)Sources(输入源模块)连续模块(Continuous)continuous.mdlIntegrator:输入信号积分Derivative:输入信号微分State-Space:线性状态空间系统模型Transfer-Fcn:线性传递函数模型Zero-Pole:以零极点表示的传递函数模型Memory:存储上一时刻的状态值Transport Delay:输入信号延时一个固定时间再输出Variable Transport Delay:输入信号延时一个可变时间再输出离散模块(Discrete) discrete.mdlDiscrete-time Integrator:离散时间积分器Discrete Filter:IIR与FIR滤波器Discrete State-Space:离散状态空间系统模型Discrete Transfer-Fcn:离散传递函数模型Discrete Zero-Pole:以零极点表示的离散传递函数模型First-Order Hold:一阶采样和保持器Zero-Order Hold:零阶采样和保持器Unit Delay:一个采样周期的延时函数和平台模块(Function&Tables) function.mdlFcn:用自定义的函数(表达式)进行运算MATLAB Fcn:利用matlab的现有函数进行运算S-Function:调用自编的S函数的程序进行运算Look-Up Table:建立输入信号的查询表(线性峰值匹配)Look-Up Table(2-D):建立两个输入信号的查询表(线性峰值匹配)数学模块( Math ) math.mdlSum:加减运算Product:乘运算Dot Product:点乘运算Gain:比例运算Math Function:包括指数函数、对数函数、求平方、开根号等常用数学函数Trigonometric Function:三角函数,包括正弦、余弦、正切等MinMax:最值运算Abs:取绝对值Sign:符号函数Logical Operator:逻辑运算Relational Operator:关系运算Complex to Magnitude-Angle:由复数输入转为幅值和相角输出Magnitude-Angle to Complex:由幅值和相角输入合成复数输出Complex to Real-Imag:由复数输入转为实部和虚部输出Real-Imag to Complex:由实部和虚部输入合成复数输出非线性模块( Nonlinear ) nonlinear.mdlSaturation:饱和输出,让输出超过某一值时能够饱和。