【正文】 , if(findobj(39。 function clbktplt(varargin) % Callback function template % Install this callback by invoking it with the mand % clbktplt(39。此回調(diào)應(yīng)包括創(chuàng)建界面圖形并對其初始化的程序，而且程序還要確認(rèn)在打開之前沒有其它同一模塊的圖形界面打開。 華中科技大學(xué) 研究生課程 87 2022/5/27 第七章 Simulink建模和仿真 回調(diào) 為了在模型打開的時(shí)候自動(dòng)加載此回調(diào)，打開模型，并在 MATLAB命令窗口中輸入： set_param(‘callb_1’,’PreloadF’,’im_1’) 保存此模型并關(guān)閉。例如，對于 car_mod模型中的子系統(tǒng) Controller中的 Gain_1模塊， object應(yīng)為字符串‘ car_mod/Controller/Gain_1’。 例如，當(dāng)使用圖形處理工具創(chuàng)建一個(gè)菜單時(shí)，每個(gè)菜單選項(xiàng)通常是與同一個(gè)回調(diào)相對應(yīng)的，它會(huì)在選項(xiàng)被選中時(shí)自動(dòng)執(zhí)行。當(dāng)模塊調(diào)整大小的時(shí)候，坐標(biāo)系同樣被調(diào)整。 華中科技大學(xué) 研究生課程 82 2022/5/27 第七章 Simulink建模和仿真 ? Icon rotation：第三個(gè)選項(xiàng)為圖標(biāo)旋轉(zhuǎn)選項(xiàng)，其下拉菜單選項(xiàng)為固定和旋轉(zhuǎn)。 華中科技大學(xué) 研究生課程 80 2022/5/27 第七章 Simulink建模和仿真 圖 封裝編輯器的文本頁 圖 封裝編輯器的初始化頁 華中科技大學(xué) 研究生課程 81 2022/5/27 第七章 Simulink建模和仿真 (3) 圖標(biāo)頁 Icon 編輯器的圖標(biāo)頁如圖 ，它是用來給封裝模塊設(shè)計(jì)自定義圖標(biāo)的。 ? 中區(qū)是用來設(shè)置封裝模塊對話框中的輸入變量項(xiàng)目，如輸入變量或操作選擇等等。 ? Mask type：該區(qū)內(nèi)容將作為模塊的類型顯示在封裝模塊的對話框中。 本節(jié)將主要以此彈簧－質(zhì)量系統(tǒng)為例來詳細(xì)介紹創(chuàng)建一個(gè)封裝模塊的步驟。 ? 仿真結(jié)束后，在 Matlab窗口中把所得到的小車 3的顯示數(shù)據(jù)繪制成圖。set the spring constants and block mass values ? k1=1。 圖 小車 1的子系統(tǒng)模型 圖 使用子系統(tǒng)的三小車模型 華中科技大學(xué) 研究生課程 72 2022/5/27 第七章 Simulink建模和仿真 為了可以對每個(gè)小車的參數(shù)進(jìn)行賦值，要做以下設(shè)置： ⑴ 對小車 1，將標(biāo)簽為 LeftSpring的增益模塊的增益系數(shù)設(shè)置為 k1，標(biāo)簽為RightSpring 的增益模塊的增益系數(shù)設(shè)置為 k2，標(biāo)簽為 1/mass的增益模塊的增益系數(shù)設(shè)置為 1/m1。 ? 注意： 在信號(hào)輸入端口要使用一個(gè)輸入模塊，在信號(hào)輸出端口要使用一個(gè)輸出模塊。 特別注意：菜單命令 【 Edit/Creat Subsystem】 沒有相反的操作命令。 為了能使范圍框框住所有需要的模塊，重新安排模塊的 位置常常似乎是必要的。這樣的控制系統(tǒng)就可以反復(fù)利用。舉一個(gè)簡單的例子，考慮在例 1中提到的汽車模型，其 Simulink模型圖見圖 。然而隨著模型越來越復(fù)雜，用這些基本操作創(chuàng)建的 Simulink模變得越來越龐大而難于讀懂。 積分部分由一個(gè)時(shí)間離散積分模塊和一個(gè)增益模塊組成。其輸出正比于 v的變化率： vKu p?0?? tii v d tKu 0iuvKu dd ??華中科技大學(xué) 研究生課程 57 2022/5/27 第七章 Simulink建模和仿真 系統(tǒng)仿真舉例 ? 這就是連續(xù)的 PID控制器。 5s的離散比例積分－微分控制器代替。 圖 比例速度控制的汽車模型 華中科技大學(xué) 研究生課程 54 2022/5/27 第七章 Simulink建模和仿真 系統(tǒng)仿真舉例 ? 非線性的下滑力和空氣阻力分別由函數(shù)模塊來計(jì)算。 ? 假設(shè) ? 且風(fēng)速以下式的規(guī)律變化： ? 因此，空氣阻力可以近似為： ? 下面假設(shè)馬路的斜角于位移的變化率符合規(guī)律： ? 則下滑力為： ? 用簡單的比例控制法來控制車速： ? 其中， 為驅(qū)動(dòng)力， 為期望速度值， 為反饋增益。例如對武器射擊精度的鑒定，并不十分關(guān)心每發(fā)子彈的射擊偏差，而著重討論多發(fā)子彈的統(tǒng)計(jì)特性。在子模型與子模型之間，除了為實(shí)現(xiàn)研究目的所必需的信息聯(lián)系以外，相互耦合要盡可能少，結(jié)構(gòu)盡可能清晰。信號(hào)標(biāo)記可以隨信號(hào)的傳輸從一些模塊中進(jìn)行傳遞。這種情況地步驟是：在先連好一條線以后，把鼠標(biāo)移到支線的起點(diǎn)位置，先按下鍵，然后按住 Ctrl鼠標(biāo)拖到目標(biāo)模塊的輸入端，釋放鼠標(biāo)和 Ctrl鍵。兩種連接的結(jié)果見圖 。可以用鼠標(biāo)拖動(dòng)模塊名到其相對的位置；也可以選定模塊，用菜單 Format下的Flip Name實(shí)現(xiàn)相同的移動(dòng)。效果如圖 。 ? (4) 調(diào)用函數(shù)（ Open function） ? 當(dāng)用戶雙擊該模塊時(shí)調(diào)用的 Matlab函數(shù)。這是正弦波模塊的參數(shù)設(shè)置對話框，您可以設(shè)置它的幅值、頻率、相位、采樣時(shí)間等參數(shù)。 ? (2) 在同一個(gè)模型窗口內(nèi)復(fù)制 ? 有時(shí)一個(gè)模型需要多個(gè)相同的模塊，這時(shí)的復(fù)制方法如下： ? 用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)住要復(fù)制的模塊，按住左鍵移動(dòng)鼠標(biāo)，同時(shí)按下Ctrl鍵，到適當(dāng)位置釋放鼠標(biāo)，該模塊就被復(fù)制到當(dāng)前位置。用適當(dāng)?shù)姆椒ò迅鞣N模塊連接在一起就能夠建立任何動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的模型。 (7) Show saturation port 若此項(xiàng)被選中，則模塊上將增加一個(gè)飽和度端口。圖 分模塊的屬性對話框，從圖可見，它有 9個(gè)可控參數(shù)。但其功能塊的類型、數(shù)值解法、功能快的描述、以及建模方式和方法遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出 CSS仿真程序包，其界面也更加友好。其中，當(dāng)前輸出依賴于當(dāng)前輸入的模塊稱為直接饋入模塊，所有其他的模塊都稱為非虛擬模塊。 Simulink使用過零檢測來檢測連續(xù)狀態(tài)的不連續(xù)點(diǎn)。在仿真結(jié)束時(shí)，模型得出系統(tǒng)的輸入、狀態(tài)和輸出。 完成這些工作后就可以進(jìn)行仿真了。例如，若要模擬一個(gè)系統(tǒng)偏離平衡位置后的恢復(fù)行為，就可以建立一個(gè)沒有輸入而只有系統(tǒng)模塊加一個(gè)顯示模塊的模型。 同時(shí) Simulink也同樣有比較完整的幫助系統(tǒng)，使用戶可以隨時(shí)找到對應(yīng)模塊的說明，便于應(yīng)用。 Simulink可以很方便地創(chuàng)建和維護(hù)一個(gè)完整地模塊，評(píng)估不同地算法和結(jié)構(gòu)，并驗(yàn)證系統(tǒng)的性能。而這種發(fā)展，又以系統(tǒng)仿真技術(shù)的發(fā)展分不開的。例如，計(jì)算流體力學(xué)、計(jì)算物理學(xué)、計(jì)算聲學(xué)等新興學(xué)科的興起，均與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展分不開。 ? 本章詳細(xì)地向用戶介紹 Simulink地建模方法、使用操作、以及使用 Simulink進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)的仿真和設(shè)計(jì)原理。 所謂的 S函數(shù)可以是一個(gè) M函數(shù)文件、 FORTRAN程序、 C或 C++語言程序等 ,通過特殊的語法規(guī)則使之能夠被 Simulink模型或模塊調(diào)用。系統(tǒng)模塊作為中心模塊是Simulink仿真建模所要解決的主要部分；信號(hào)源為系統(tǒng)的輸入，它包括常數(shù)信號(hào)源函數(shù)信號(hào)發(fā)生器（如正弦和階躍函數(shù)波等）和用戶自己在 Matlab中創(chuàng)建的自定義信號(hào)或 Matlab工作間中三種。當(dāng)然，這一步要先檢測出模型中存在的代數(shù)環(huán)。一旦新的狀態(tài)向量計(jì)算完畢，被采樣的數(shù)據(jù)源模塊和接受模塊才被更新。 華中科技大學(xué) 研究生課程 12 2022/5/27 第七章 Simulink建模和仿真 Simulink的概述和基本操作 ? ② 按排列好的次序更新模型中模塊的狀態(tài)， Simulink計(jì)算一個(gè)模塊的離散狀態(tài)的方法時(shí)調(diào)用模塊的離散狀態(tài)更新函數(shù)。 華中科技大學(xué) 研究生課程 13 2022/5/27 第七章 Simulink建模和仿真 Simulink的概述和基本操作 ? 注意： 不要把模塊保存到模塊文件的次序與仿真過程模塊被更新的次序相混淆。這條規(guī)則允許 Simulink在排序過程中忽略非虛擬模塊。viscous friction 模擬原點(diǎn)不連續(xù)系統(tǒng) Dead zone 輸出一個(gè)零輸出的區(qū)域 Manual switch 在信號(hào)間手工切換 Multiport switch 多端口的切換（開關(guān)）器 Quantizer 按指定的間隔離散化輸出信號(hào) Rate limiter 限制信號(hào)的改變速率 Relay 實(shí)現(xiàn)繼電器功能 Saturation 限制信號(hào)的飽和度 Switch 在兩個(gè)信號(hào)間切換 表 Nonlinear 庫 華中科技大學(xué) 研究生課程 23 2022/5/27 第七章 Simulink建模和仿真 基本模塊 模 塊 名 說 明 Bus selector 有選擇的輸出信號(hào) Configurable subsystem 代表任何一個(gè)從指定的庫中選擇的模塊 Data store memory 定義共享數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間 Date store read 從共享數(shù)據(jù)空間讀數(shù)據(jù)并輸出 Date story write 寫數(shù)據(jù)到共享數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間 Date type conversion 將信號(hào)轉(zhuǎn)換為其它數(shù)據(jù)類型 Demux 將一個(gè)向量信號(hào)分解輸出 Enable 為子系統(tǒng)增加激活斷口 From 從一個(gè) Goto模塊接受信號(hào) Goto 傳遞信號(hào)到 From模塊 Goto tag visibility 定義 Goto模塊標(biāo)記的可視域 Ground 將末連接的輸入端接地 表 Signal and Systems庫 華中科技大學(xué) 研究生課程 24 2022/5/27 第七章 Simulink建模和仿真 基本模塊 模 塊 名 說 明 Hit crossing 檢測過零點(diǎn) IC 設(shè)置一個(gè)信號(hào)的初始值 Inpl 為子系統(tǒng)建立一個(gè)輸入端口或建立一個(gè)外部入口 Merge 將幾個(gè)輸入量合并為一個(gè)標(biāo)量的輸出串 Modelinfo 顯示模型信息 Mux 將幾個(gè)輸入信號(hào)合成一個(gè)向量信號(hào) Out 1 為子系統(tǒng)建立一個(gè)輸出端口或建立一個(gè)外部出口 Probe 信號(hào)的寬度，采樣時(shí)間及信號(hào)類型 Subsystem 子系統(tǒng)模塊 Terminator 結(jié)束一個(gè)未連接的輸出端口 Trigger 為子系統(tǒng)增加觸發(fā)端口 Width 輸入向量的輸出寬度 Selector 在輸入信號(hào)中選擇并輸出 表 Signal and Systems庫 華中科技大學(xué) 研究生課程 25 2022/5/27 第七章 Simulink建模和仿真 基本模塊 圖 庫的類型 圖 Sources庫 華中科技大學(xué) 研究生課程 26 2022/5/27 第七章 Simulink建模和仿真 基本模塊 圖 7.. Sinks庫 圖 Discrete庫 圖 Continuous庫 華中科技大學(xué) 研究生課程 27 2022/5/27 第七章 Simulink建模和仿真 基本模塊 圖 Math庫 圖 Nonlinear庫 華中科技大學(xué) 研究生課程 28 2022/5/27 第七章 Simulink建模和仿真 基本模塊 圖 Signak amp。 (4) Limit output 如果此項(xiàng)被選中，則狀態(tài)將被限制在飽和度下限和上限之間。在介紹具體的操作之前先對建模過程提兩點(diǎn)建議： ⑴ 在建模之前，應(yīng)對模塊和信號(hào)線有一個(gè)整體、清晰和仔細(xì)的安排，以便能減少建模時(shí)間； ⑵ 及時(shí)對模塊和信號(hào)線命名、及時(shí)對模型加標(biāo)注，以增強(qiáng)模型的可讀性。要對已經(jīng)存在的模塊進(jìn)行編輯時(shí)，有時(shí)也需要從模塊庫窗口或另一個(gè)已經(jīng)存在的模型窗口復(fù)制模塊。或者在模塊上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出菜單上選擇 Cut或 Clear命令。優(yōu)先級(jí)的數(shù)值必須是整數(shù)或不輸入數(shù)值，這時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)選取合適的優(yōu)先級(jí)。 圖 設(shè)置屬性格式字符串后的效果 華中科技大學(xué) 研究生課程 41 2022/5/27 第七章 Simulink建模和仿真 建模方法 ? 四、模塊外形的調(diào)整 (1) 改變模塊的大小 ? 選定模塊，用鼠標(biāo)點(diǎn)住其周圍的四個(gè)黑方塊中的任意一個(gè)拖動(dòng)，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)虛線的矩形表示新模塊的位置，到需要的位置后釋放鼠標(biāo)即可。 ? 模塊名和模塊圖標(biāo)中的字體也可以更改，方法是選定模塊，在菜單 Format下選取 Font，這時(shí)會(huì)彈出 Set Font的對話框，在對話框中選取想要的字體。方法是在移動(dòng)鼠標(biāo)到輸出端，鼠標(biāo)的箭頭會(huì)變成十字形光標(biāo)，這是點(diǎn)住鼠標(biāo)左鍵，移動(dòng)鼠標(biāo)到另一個(gè)模塊的輸入端，當(dāng)十字光標(biāo)出現(xiàn) “ 重影 ” 時(shí)，釋放鼠標(biāo)左鍵就完成了連接。 圖 調(diào)整連線的位置（一） 圖 調(diào)整連線的位置（二