Squeeze Squeeze 2 Matrix Concatenate Vector Concatenate P:[2,1] Permute Dimensions
1 Gain
1 Slider Gain |u| Product Divide Product of Elements floor Rounding Function Dot Product P(u) O(P) = 5 Polynomial
9.1 Simulink概述

Simulink的图形化仿真方式，使其具有 更直观形象、更简单方便与更灵活的优 点。比如由Simulink创建的控制系统动 态方框图模型，是系统最基本的直觉图 形化形式，非常直观，容易理解。并且 可以在仿真进行的同时，就看到仿真结 果。这样可以大大简化设计流程，减轻 设计负担和降低设计成本，提高工作效 率。
主要内容

9.1 Simulink概述 9.2 Simulink的基本界面操作 9.3 Simulink的功能模块及其操作

9.3.1 Simulink的功能模块 9.3.2 功能模块的基本操作 9.3.3 功能模块的连接操作

9.4 Simulink仿真环境的设置
主要内容(续)

基本操作
作
注：演示例1 创建一个正弦信号的仿真模型。

9.3 Simulink功能模块及操作


为便于仿真，Simulink模块库提供了丰 富的功能模块。 功能模块既可以通过右键点击左侧的子 模块库选[Open the ** library]（ ** 代表相应的子模块库名）打开，也可以 直接双击右侧的子模块库查看。
数学运算模块组（Math Operations）
Math Operations
u+0 .0 Sum Add Subtract Sum of Elements Bias u+Ts Weighted Sample Time Math
Vector/Matrix Operations
Y0 U
A
Y
U( : ) Reshape


Gain：增益函数模块，输入乘以一个常数，执 行比例运算。 Slider Gain：可调增益函数模块。 一般数学函数，如Add(求和函数)、 Substract(减法函数)、Product(乘法函数)、 Divide(除法函数)、Abs(绝对值函数)、 Sign(符号函数)、Trigonometric Function(三角函数)、Rounding Function (取整函数)、Sum(求和函数)等。
Subsystem
连续系统模块组（Continuous）
Continuous -Time Linear Systems
1 s Integrator x' = Ax+Bu y = Cx+Du State -Space 1 s+1 Transfer Fcn du /dt Derivative (s-1) s(s+1) Zero -Pole
9.1 Simulink概述

更为优秀的是，Simulink具有开放的体 系结构，允许用户自己开发各种功能的 模块，无限制地添加到Simulink中，以 满足不同任务的要求。
9.2 Simulink的基本界面操作

Simulink启动

命令窗口键入simulink 工具栏上选相应图标 在模块库中选择构建系统模型所需的模块 直接拖放到所建立的系统模型窗口中 按照系统的信号流程将各系统模块正确连接 起来
离散系统模块组（Discrete）
Discrete -Time Linear Systems
1 z Unit Delay -4 Z Integer Delay 4 Delays Tapped Delay K Ts z-1 Discrete -Time 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 Transfer Fcn Real Zero
非线性模块组（Discontinuities）
Discontinuities
Saturation
up u lo y up u lo
Dead Zone
Rate Limiter
up y u lo
Saturation Dynamic
Dead Zone Dynamic
Rate Limiter Dynamic
1 z+0.5 Discrete Transfer Fcn z-1 z Difference 0.05 z z-0.95 Transfer Fcn First Order
1 1+0.5z -1 Discrete Filter
K (z-1) Ts z Discrete Derivative z-0.75 z-0.95 Transfer Fcn Lead or Lag
Sign
Abs
u
min
R
min (u,y) y MinMax Running Resettable
sin Trigonometric Function
t Sine Wave Function
f (z)
Solve f(z) = 0
z
MinMax
Algebraic Constraint
数学运算模块组（Math Operations）
PID PID Controller (with Approximate Derivative )
连续系统模块组（Continuous）

Integrator：积分器模块，输出对输入时间积分。 Derivative：微分器模块，输出对输入时间微分。 State-Space：状态空间表达式模块，实现线性状态空 间系统。 Transfer Fcn：传递函数模块，实现线性传递函数。 Zero-Pole：零极点函数模块，实现用零极点方式指定 传递函数。 Transport Delay：传输延迟模块，以固定的时间延迟 输入。 Variable Transport Delay：可变传输延迟模块，以 变化的时间量延迟输入。 Variable Time Delay：可变时间延迟模块。
Weighted Moving Average
Sample & Hold Delays
Memory
First-Order Hold
Zero -Order Hold
离散系统模块组（Discrete）
1 z+0.5 Discrete Transfer Fcn (with initial states ) (z-1) z(z-0.5) Discrete Zero -Pole (with initial states ) 1 z+0.5 Discrete Transfer Fcn (with initial outputs ) (z-1) z(z-0.5) Discrete Zero -Pole (with initial outputs )
9.1 Simulink概述


Simulink内置有各种分析工具，如多种 仿真算法、系统线性化、寻找平衡点等， 都是非常先进而实用的。 Simulink仿真的结果能够以变量的形式 保存到MATLAB的工作空间，供做进一步 的分析、处理和利用。它还可以将 MATLAB工作空间中的数据导入到模型中。
MATLAB 与控制系统仿真
第 9章 MATLAB的仿真集成环境 Simulink
引言


Simulink是MATLAB里的一个实现动态系 统建模、仿真与分析的仿真集成环境软 件工具包，是控制系统计算与仿真最先 进的高效工具。 本章首先对Simulink环境介绍，对功能 模块做了说明，并给出一些示例。对如 何建立子系统与模块封装、如何编写S函 数也做了介绍。
<= Relational Operator
AND Logical Operator Saturation
1 s Integrator
1 z Unit Delay
K Ts z-1 Discrete -Time Integrator
Convert Data Type Conversion
In1
Out1

9.5 子系统及其封装技术

9.5.1 子系统的建立 9.5.2 子系统的封装



9.6 用Simulink建立系统模型示例 9.7 Simulink的高级应用——S—函数的 编写 本章小结
9.1 Simulink概述


在Simulink帮助文档中，将其概括为 Tool for Model-Based Design，Tool for Simulation，Tool for Analysis。 Simulink是对动态系统进行建模、仿真 和综合分析的图形化软件。它可以处理 线性和非线性系统，离散、连续和混合 系统。也可以处理单任务和多任务系统， 并支持具有多种采样频率的系统。
12 bits A D
Idealized ADC quantizer
(settings: 12-bit converter Vmin: 0, Vmax: 5)
离散系统模块组（Discrete）

Unit Delay：单位时间延迟，延迟信号一个采样周期。 Discrete Transfer Fcn：离散系统的传递函数，实现离 散传递函数。 Discrete Zero-Pole：离散系统的零极点函数，实现离 散零极点模型。 Discrete State-Space：离散系统的状态方程，实现离 散状态空间系统。 First-Order Hold：一阶保持器，实现一阶采样保持器。 Zero-Order Hold：零阶保持器，实现零阶保持器。 Memory：记忆模块，用于返回上一时刻值。 Discrete Filter：离散滤波器，实现 IIR和 FIR 离散 滤波器。