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Matlab 模型的创建

作者:未知  信息来源:未知  2006-1-26

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SIMULINK交互式仿真集成环境9。1 引导SIMULINK是一个进行动态系统建模、仿真和综合分析的集成软件包。在SIMULINK 提供的图形用户界面GUI上,只要进行鼠标的简单拖拉操作就可构造出复杂的仿真模型。从分析研究角度讲,这种SIMULINK模型不仅能让用户知道具体环节的动态细节,而且能让用户清晰地了解各器件、各子系统、各...


SIMULINK交互式仿真集成环境

9.1 引导
SIMULINK是一个进行动态系统建模、仿真和综合分析的集成软件包。它可以处理的系统包括:线性、非线性系统;离散、连续及混合系统;单任务、多任务离散事件系统。

在SIMULINK 提供的图形用户界面GUI上,只要进行鼠标的简单拖拉操作就可构造出复杂的仿真模型。它外表以方块图形式呈现,且采用分层结构。从建模角度讲,这既适于自上而下(Top-down)的设计流程(概念、功能、系统、子系统、直至器件),又适于自下而上(Bottum-up) 逆程设计。从分析研究角度讲,这种SIMULINK模型不仅能让用户知道具体环节的动态细节,而且能让用户清晰地了解各器件、各子系统、各系统间的信息交换,掌握各部分之间的交互影响。

在SIMULINK环境中,用户将摆脱理论演绎时需做理想化假设的无奈,观察到现实世界中摩擦、风阻、齿隙、饱和、死区等非线性因素和各种随机因素对系统行为的影响。在SIMULINK环境中,用户可以在仿真进程中改变感兴趣的参数,实时地观察系统行为的变化。由于SIMULINK环境使用户摆脱了深奥数学推演的压力和烦琐编程的困扰,因此用户在此环境中会产生浓厚的探索兴趣,引发活跃的思维,感悟出新的真谛。

在MATLAB5.3版中,可直接在SIMULINK环境中运作的工具包很多,已覆盖通信、控制、信号处理、DSP、电力系统等诸多领域,所涉内容专业性极强。本书无意论述涉及工具包的专业内容,而只是集中阐述:SIMULINK 3.0的基本使用技法和相关的数值考虑。

节9.1虽是专为SIMULINK初学者写的,但即便是熟悉SIMULINK以前版本的读者也值得快速浏览这部分内容,因为新版的界面、菜单、工具条、模块库都有较大的变化。第9.2节比较详细地阐述建模的基本操作:通用模块的具体化设置、信号线勾画、标识、模型窗参数设置。这部分内容是进一步深入的前提。从第9.3节起,由浅入深地讲述SIMULINK对各种数学、工程问题的建模、仿真和分析的基本方法。

本章采用“算例”作为主体,配以适量的归纳性表述。本章包含了31个“尽量简单”又“独立完整”的“典型”算例,而这正是SIMULINK在线PDF文件之所缺。读者通过“手、眼、脑”并用地练习算例,掌握SIMULINK的一般使用规则和操作技法。

鉴于SIMULINK的本质,本节算例必定涉及数学、物理、和若干工程考虑。本书已采取“无量纲记述”、“注释”等措施使算例尽可能易读易懂,读者只要稍微耐心,就可以从这些有背景的内容体验到SIMULINK仿真之细腻和切实,从这些带背景性的算例品出SIMULINK的精妙之处。


9.2 模型的创建
9.2.2 模块操作
9.2.2.2 向量化模块和标量扩展

【 * 例 9.2.2 .2-1 】演示“示波”模块的向量显示能力。


图 9.2.2 . 2-1-1 示波器显示向量波形

【 * 例 9.2.2 .2-2 】演示“求和”模块的向量处理能力:输入扩展。


图 9.2.2 . 2-2-1 输入的标量扩展

【 * 例 9.2.2 .2-3 】演示“增益”模块的向量处理能力:参数扩展。


图 9.2.2 . 2-3-1 模块参数的标量扩展



9.2.3 信号线操作
9.2.3.6 信号线标识(label)

【例 9.2.3 .6-1 】演示:信号线标识的传播

9.2.4 对模型的注释
9.2.5 常用的Sourse库信源

【 * 例 9.2.5 -1 】如何调用 MATLAB 工作空间中的信号矩阵作为模型输入。本例所需的输入为
(1)编写一个产生信号矩阵的 M 函数文件
function TU=source925_1(T0,N0,K)
t=linspace(0,K*T0,K*N0+1);
N=length(t);
u1=t(1:(N0+1)).^2;
u2=(t((N0+2):(2*N0+1))-2*T0).^2;
u3(1:(N-(2*N0+2)+1))=0;
u=[u1,u2,u3];
TU=[t',u'];

(2)构造简单的接受信号用的实验模型 (如图 9.2.5 -1 的左图)


图 9.2.5 -1 接受信号用的实验模型


(3)模块的参数设置
(4)在指令窗中,运行以下指令,在 MATLAB 工作空间中产生 TU 信号矩阵。
TU=source925_1(1,100,4);
(5)选中 exm925_1 模型窗菜单【 Simulation : Start 】,示波器呈现图 9.2.5 -1 右图信号。

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