第三章MATLAB仿真集成.docx

1、第三章MATLAB仿真集成第三章MATLAB仿真集成环境工具SIMULINKSimulink：Dynamic Systerm Simulation 3.1 Simulink 仿真工具简介一、Simulink 仿真工具概述1、MATLAB及其Simulink2、Simulink的适用对象3、Simulink的模块库与模型窗口4、Simulink的建模5、Simulink的仿真3.2 Simulink 的界面形象一、Simulink 的界面形象二、Simulink 功能模块的分类及其用途Simulink 提供了9类基本模块库1、Continuous : 连续系统模块库2、Discrete: 离散系

2、统模块库3、Function & Tables: 函数与表模块库4、Math : 数学运算模块库5、Nonlinear: 非线性系统模块库6、Signals & System: 信号与系统模块库7、Sinks : 输出模块库8、Sources: 输入源模块库9、Subsystem: 子系统模块库三、Simulink 模型窗口“.mdl” 1、模型窗口的主菜单2、模型窗口的工具栏3.3 用Simulink 建立系统模型一、模型窗口二、模块的查找与选择三、模块的拷贝、移动与删除1、模块的拷贝(复制)1）从模块库中将标准模块拷贝到模型窗口“Untitled”里；2）在“Untitled”模型窗口里将

3、模块再拷贝。A，选中待拷贝模块 【Copy】 【Edit】【Paste】；B， 【Ctrl】键 ；C， 鼠标右键 。2、模块选定（选中）（1） 单个模块:鼠标左键；（2） 一组模块:鼠标左键拉出矩形框；（3） 多个模块: Shift+鼠标左键 3、模块的移动注：模块移动时它与其他模块的连线也随之移动。4、模块的删除和粘贴5、改变模块的大小6、改变模块对象的方向1）用鼠标选中模块对象：2）选择【Format】(仿真格式设制)【Flip Block】（将模块反时针旋转1800）或【Rotate Block】（将模块顺时针旋转900）四、模块的连接1、信号线的使用2、信号线设置标鉴鼠标左键3、信号线

4、折弯“shift”键(直角、任意角)4、信号线分支1）对选中的信号线，按住【ctrl】键 ，并在要建立分支的地方按住左键拉出即可。2）将鼠标指到引出分支的信号线段上，如果按住鼠标右键拖拽鼠标，还可拉出分支线段。5、信号线的平行移动鼠标左键6、信号线与模块分离【shift】7、信号线的删除【Delete】五、模块标题名称的修改模块的一般属性可以分为两个方面：1、模块的标题名称2、模块内部参数设置【Format】【Flip Name】【Format】【Hide(show)Name】六、模块内部参数的修改七、创建模型的复原操作八、系统模型标题名称的标注将鼠标指针在窗口的空白处，双击鼠标左键九、模型系

5、统的仿真【Simulation】 【Start】 双击示波器图标 。十、整个图形成比例放大 View-Zoom in ,Zoom out,.十一、拷贝到Word文档中 Edit-Copy Model to clipboard十二、模型文件的保存和打开.mdl文件MATLAB6P1Work十三、模型框图的打印 Simulink建模注意事项为了更好地使用Simulink，这里提出几点注意事项（1）建模操作建模时应把解决的问题思考清楚，首先在纸上画出草图，然后才在计算机上输入，其次，只有利用Simulink把所有的模块都拷贝到模型窗口里以后，才可以把这些模块连接起来，采用这些方法，将有助于减少打开文

6、件所需要的时间，提高工作效率。（2）程序中尽可能减少用MATLAB Fcn模块当模型中包含有MATLAB FCN解释程序，这样会大大降低仿真速度，因此最好尽可能不使用MATLAB Fcn模块，而使用MATLAB的基本运算函数。3.5电力系统（Power System）模块库简介1、启动1） MATLAB命令窗口：powerlib2） 直接启动：从SIMULINK模块浏览器窗口2、各模块组简介一、连接器（Connectors）模块组二、电源（Electrical sources）模块组电源模块组包括交流电流源、交流电压源、受控电流源、受控电压源、直流电压源。三、元件（Elements）模块组元件

7、模块组包括各种电阻、电容、电感元件，各种变压器元件，另外还有一个附加的三相元件子模块组。元件模块组中不包含单个的电阻、电容和电感元件，单个的电阻、电容的电感元件只能通过串联或并联的RLC分支以及它们的负载形式来定义。四、附加（Extras）模块组 附加模块组包括了上述各模块组中的各个附加子模块组。五、电机系统（Machines）模块组电机系统模块组包括简单同步电动机、永磁同步电动机、直流电动机、异步电动机、汽轮机和调节器、电动机输出信号测量分配器等模块。六、测量（Measurements）模块组测量模块组包括电压表、电流表、阻抗表、多用表模块组和各种附加的子模块组等基本模块。七、电力电子（Po

8、wer Electronics）模块组 电力电子模块组包括理想开关、二极管(Diode)、晶闸管(Thyristor)、可关断晶闸管(GTO)、功率场效应管(MOSFET)、绝缘门极晶体管(IGBT)等模块，此外还有2个附加的控制模块组和一个整流桥。3.5观察Simulink的仿真结果Simulink的Sinks输出模块库中的几个模块都可以用来观察仿真结果：1、是将仿真信号输入到输出模块“scope”示波器、“XY Graph”二维XY图形显示器与“Display”数字显示器中直接查看图形或者数据。2、将仿真结果信号输入到“To Workspace”模块中，即保存到MATLAB工作空间里，再用

9、绘图命令在MATLAB命令窗口里绘制出图形；3、将仿真结果信号返回到MATLAB命令窗口里，再利用绘图命令plot绘制出图形。一、使用示波器模块观察仿真输出（1）“Scope”将信号显示在类似示波器的图形窗口内，可以放大，缩小窗口，也可以打印仿真结果的波形曲线。（2）“XY Graph”：绘制XY二维的曲线图形，两个坐标刻度范围可以设置；（3）“Display”：将仿真结果的信息数据以数字形式显示出来。双击“Display”图标，打开其“Block Parameters Display”对话框。 【例3-2】用三种示波器观察正弦波曲线二、使用模块将仿真输出信息返回到MATLAB命令窗口out1

10、：输出模块yout：变量保存起来（前提是在选择仿真参数时，要选yout这一项）。MATLAB也将会自动将每个时间数据存入MATLAB命令中，用“tout”这个变量保存起来。用绘图命令plot(tout,yout)在MATLAB命令窗口里绘制出图形，并能对图形进行编辑。【例3-3】 3.6 Simulink的自定义模块库与自定义子系统一、自定义模块库在Simulink模型窗口里主菜单【File】下执行【New/Library】菜单命令，会出现一个新的Library窗口，名为“Library：untitled” 1、自定义模块库中含有模块库例3-4 建立一个只有“Continuous”、“Math

11、”、“Sources”与“Sinks”四类模块库组成的自定义模块库Library 1.2、自定义模块库中含有标准的功能模块例3-5 建立一个只有“Gain”、“Derivative”、“Integrator”、“In1”、“Out1”“Transfer Fcn”、“Sum”与“Zero-Pole”等9类基本模块构成的自定义模块库Library2。二、Simulink 窗口下自定义子系统采用二种方法1）采用Simulink模块库中“Subsystem”中“Subsystem”标准功能模块。2）在模型窗口中执行菜单【Edit】下执行【Create Subsystem】命令的方法1、采用Simulink提供9类基本模块库的“Subsystem” 例3-6 用Simulink的“Subsystem”功能模块将直流调速系统的电流环自定义为一子系统，并对其进行单位阶跃给定响应仿真。2 在模型窗口中执行菜单【Edit】下执行【Create Subsystem】命令的方法【例】用SIMULINK模型窗口菜单Edit下的Create Subsystem命令，对于闭环调速系统的电流环定义其子系统，并对双环系统进行单位阶跃给定响应的仿真。