simulink powerlib模块

第三章 仿真工具SIMULINK 3.1 SIMULINK 概述SIMULINK是用来进行动态系统建模、仿真和分析的软件包。

SIMULINK为用户提供了用方框图进行系统建模的窗口。 它有着丰富的模块库，在做仿真时，用户只需利用鼠标的点击 与拖曳功能，将模块库中的各种标准模块复制到SIMULINK 的模型窗口中，就可以轻而易举在完成模型的创建。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。它还有Scop模块与其 它的画图模块，在进行仿真的同时，就可以观看到仿真结果。 与传统的仿真软件采用微分方程或者差分方程建模相比， 它具有更直观形象、更简单方便与更灵活的优点。1

启动与退出 在MATLAB命令窗口中输入“simulink”命令然后回车； 选择工具栏中的 选项即可进入simulink模块库浏览器；

直接从MATLAB命令窗口中选取“File→ Edit →Model”也 可进入SIMULINK仿真环境。模型完成后，利用Save或Save as命令将模型文件存盘(扩 展名为.mdl)后即可。

退出simulink,只要关闭所有模型编辑窗口和模块浏览器 即可。2

6.2 SIMULINK模块库浏览器一、模块

认识Simulink的重要模块库

（Simulink模块库按照功能分类，包括13类模块库）

一、Continuous（连续模块库）：

它包括以下七个功能模块：

1．Derivative：输入信号微分模块； 2．Integrator：输入信号积分模块； 3．State-Space：线性状态空间系统模型； 4．Transfer-Fcn：线性传递函数模型；

5．Transport Delay：输入信号延时一个固定时间再输出； 6．Variable Transport Delay：输入信号延时一个可变时间再输出； 7．Zero-Pole：以零极点表示的传递函数模型。 二、Discrete（离散模块库）

它包括以下九个功能模块：

1．Discrete Transfer-Fcn：离散传递函数模型；

2．Discrete Zero-Pole：以零极点表示的离散传递函数模型；

3．Discrete Filter：实现无限脉冲响应（IIR）与有限脉冲响应（FIR）滤波器； 4．Discrete State-Space：离散状态空间系统模型； 5．First-Order Hold：实现一阶采样和保持器；

6．Memory：存储上一个时刻的状态值； 7．Uni

Simulink常用模块名称中英文对照

Sources库

Band-Limited White Noise 宽带限幅白噪声模块，把一个白噪声引入到连续系统中

Chirp Signal 线性调频信号（频率按时间线性变化的正弦波）模块，产生频率增加的正弦信号

Clock 时钟信号模块，显示或者提供仿真时间

Constant 常量输入模块，产生一个常数值 Digital Clock 数字时钟模块，按指定的间隔产生采样时间

Digital Pulse Generator 产生具有固定间隔的脉冲 From File

Simulink常用模块名称中英文对照

Sources库

Band-Limited White Noise 宽带限幅白噪声模块，把一个白噪声引入到连续系统中

Chirp Signal 线性调频信号（频率按时间线性变化的正弦波）模块，产生频率增加的正弦信号

Clock 时钟信号模块，显示或者提供仿真时间

Constant 常量输入模块，产生一个常数值 Digital Clock 数字时钟模块，按指定的间隔产生采样时间

Digital Pulse Generator 产生具有固定间隔的脉冲 From File

电力线路模块

PI Section Line

单项?型线路单相传输线模块。

电阻，电感和电容的传输线，沿着线是均匀分布的。级联几个相同的PI部分是通过以下方式获得一个近似的分布参数线路模型的Three-Phase PI Section Line

三相电力线路模块实现了一个平衡的三相传输线模型参数集中在?部分。相反，沿着线的电阻，电感和电容是均匀分布的分布参数线路模型，三相PI剖面线块肿块行参数在一个单一的?部分所示，在图中只有一相下代表。

被指定为正序和零序的，要考虑到的参数之间的感性和容性耦合的三相导体，以及地面参数的参数R，L，和C线。在此方法的指定行参数假设，这三个阶段是平衡的。

使用一个单一的PI部分的模型是适当的传输线或短，在感兴趣的频率范围是有限的基频周围建模。你可以得到更准确的模型通过级联多个相同的块。见PI剖面线的最大频率范围的说明，通过PI线模型，可以实现。

频率用于R L C规范

指定行参数所用的频率，以赫兹（Hz）。这通常是标称系统频率（50赫兹或60赫兹）。 正序和零序电阻

正序和零序电阻欧姆/公里（Ω/公里）。 正序和零序电感

正序和零序电感：亨利/公里（H/公里）。 正序和零序电容

正序和零序电容法拉/公里（F /

电力线路模块

PI Section Line

单项?型线路单相传输线模块。

电阻，电感和电容的传输线，沿着线是均匀分布的。级联几个相同的PI部分是通过以下方式获得一个近似的分布参数线路模型的Three-Phase PI Section Line

三相电力线路模块实现了一个平衡的三相传输线模型参数集中在?部分。相反，沿着线的电阻，电感和电容是均匀分布的分布参数线路模型，三相PI剖面线块肿块行参数在一个单一的?部分所示，在图中只有一相下代表。

被指定为正序和零序的，要考虑到的参数之间的感性和容性耦合的三相导体，以及地面参数的参数R，L，和C线。在此方法的指定行参数假设，这三个阶段是平衡的。

使用一个单一的PI部分的模型是适当的传输线或短，在感兴趣的频率范围是有限的基频周围建模。你可以得到更准确的模型通过级联多个相同的块。见PI剖面线的最大频率范围的说明，通过PI线模型，可以实现。

频率用于R L C规范

指定行参数所用的频率，以赫兹（Hz）。这通常是标称系统频率（50赫兹或60赫兹）。 正序和零序电阻

正序和零序电阻欧姆/公里（Ω/公里）。 正序和零序电感

正序和零序电感：亨利/公里（H/公里）。 正序和零序电容

正序和零序电容法拉/公里（F /

第二题：注意：初始速度V0，可以任意取，初始速度与x轴的夹角可设为45°。

3、在图1所示的系统中，其数学模型为： mx???bx??kx?0 已知质量m?1kg，阻尼b?2N.sec/m，弹簧系数k?100N/m，且质量块的初始位移x(0)?0.05m，其初始速度

x?(0)?0m/sec，要求创建该系统的SIMULINK模型，并进行仿真运行。

图1 弹簧—质量—阻尼系统

4、汽车行驶如图7.4.1所示的斜坡上，通过受力分析可知在平行于斜面的方向上有三个力作用于汽车上：发动机的力、空气阻力和重力沿斜面的分量下滑力。设计汽车控制系统并进行仿真。

由牛顿第二定律，汽车的运动方程为 ??Fe?Fw?Fhx m?其中m代表汽车的质量，x为汽车的位移。 假设－2000?Fe?1000,汽车的质量为1000Kg

在实际系统中总会有下界和上界，

上界为发动机的最大推动力，下界为刹车时的最大制动力。

2空气阻力可以近似为： ??20sin?0.011?xFw?0.001t??x?则下滑力为： Fh?30sin?0.0001xFw?FeFh1）用简单的比例控制法来控制车速：Fe?Ke(xdesired?x)

Ke?50。仿真时间为其中，Fe 为驱动

这些图片的窗口是从MATLAB R2012b里面截图下来的，

注释还不够全面。如有出入之处，敬请谅解！

Derivative ：微分模块，输出为输入信号的微分。无需设置参数 Integrator：积分模块，输出时输入信号的积分，可设定初始条件（比如混沌系统的仿真），通常情况下初始条件不用考虑 Memory：输出来自前一个时间步的模块输入

State-Space：状态空间模块，主要应用应用于现代控制理论中多输入多输出系统的仿真，双击模块可设置的主要参数有：系数矩阵A,B,C,D以及初始条件 Transfer Fcn：传递函数多项式模型，实现现行传递系统，双击可设置分子多项式和坟墓多项式的系数

Transport Delay：时间延迟模块，通过模块内部参数设定延迟时间

Variable Transport Delay：将输入延迟一可变的时间

Zero-Pole：传递函数零、极点模型，实现一个用零极点标明的传递函数，双击设置零点、极点、增益

Backlash：磁滞回环特性模块

Coulomb & Viscous Friction：库伦摩擦与黏性摩擦特性模块 Dead Zone：死区特性模块

Hit Crossing：检测输入信号

Simulink是Simulation和link仿真链接。是一个附加组件，为用户提供了一个建模与仿真的工作平台，由于许多功能是基于MATLAB平台的。必须在MATLAB环境中运行，也把他称为一个MATLAB的工具箱。

以前MATLAB仿真编程是在文本窗口中进行的。输入函数是命令和MATLAB函数，在simulink 中与用户的交互接口是基于windows的模型化图形输入，用户可以通过单击拖动鼠标的方式绘制和组织系统，并完成对系统的仿真。因此对于我们来说只需知道这些功能模块的输入输出、功能以及图形界面的使用方法。就可以用鼠标和键盘进行仿真。 三种方法进入Simulink

1、在MATLAB菜单栏中单击FILE,在下拉菜单的NEW选项中单击MODEL.

2、在MATLAB工具栏中单击彩色图标，然后在打开的模型库浏览器窗口中单击‘新建文件‘

3、在MATLAB命令窗口中输入Simulink，然后在打开的模型库浏览器窗口中单击‘新建文件‘。 一、模块的提取

左键拖曳 右键add to

二、模块的移动放大和缩小

移动 ：左键拖曳 选中后用方向键 脱离线移动按住shift 然后拖曳 缩放 : 点击模块 四个角拖曳

三、复制粘贴和删除 和windows一

一、设计目的

1．掌握PID控制规律及控制器实现。

2．掌握用Simulink建立PID控制器及构建系统模型与仿真方法。 二、使用设备

计算机、MATLAB软件 三、设计原理

在模拟控制系统中，控制器中最常用的控制规律是PID控制。PID控制器是一种线性控制器，它根据给定值与实际输出值构成控制偏差。PID控制规律写成传递函数的形式为

E(s)1KiG(s)??Kp(1??Tds)?Kp??KdsU(s)Tiss 式中，KP为比例系数；Ki为积分系数；Kd为微分系数；

Ti?KpKi为积分时间常

Td?数；

KdKp为微分时间常数；简单来说，PID控制各校正环节的作用如下：

（1）比例环节：成比例地反映控制系统的偏差信号，偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，以减少偏差。

（2）积分环节：主要用于消除静差，提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分时间常数Ti，Ti越大，积分作用越弱，反之则越强。

（3）微分环节：反映偏差信号的变化趋势（变化速率），并能在偏差信号变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减少调节时间。 四、上机过程

1、在MATLAB命令窗口中输入“Simulink”进入仿真界面。 2、构建PID控制