【文章內(nèi)容簡介】 用“ Math Operations”模塊庫中的“ Gain”模塊構(gòu)成反饋環(huán)的增益為 ?1，二階系統(tǒng)模型如圖 。 如果將示波器換成“ Sinks”模塊庫中的“ Out”模塊 ；然后在仿真參數(shù)設(shè)置對話框的“ Workspace I/O”頁（工作空間輸入 /輸出），勾選“ Time”和“ Output”欄，并分別設(shè)置保存在工作空間的時間量和輸出變量為“ tout”和“ yout”，則仿真后在工作空間就可以使用這 2個變量繪制曲線，如圖。 plot(tout,yout) 【 例 】 建立控制系統(tǒng)，控制環(huán)節(jié)采用 PID控制，并使用 simulink進行 PID的參數(shù)整定。 Simulink的“ Continuous”模塊庫中有“ PID Controller”模塊，可以作為PID控制器。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 。 （ 1）先整定比例環(huán)節(jié) Kp的值，將 Ki和 Kd都設(shè)置為 0，調(diào)整 Kp在示波器使輸出波形達到臨界穩(wěn)定即等幅振蕩波形。 Kp從大到小不斷調(diào)整同時查看示波器波形直到等幅振蕩，得出 Kp=，示波器波形如圖 。 （ 2）調(diào)整 Ki和 Kd，使波形達到合適的輸出。 從上圖得出等幅振蕩周期 T=15S， K=。 K=。 T=15。 Kp=*K Kp = Ki=*K/T Ki = 1 Kd=*K*T Kd = 設(shè)置 PID模塊的參數(shù)為變量，如圖 ，在命令窗口設(shè)置參數(shù)值。 查看示波器波形，如果不滿足超調(diào)量和過渡時間則再進行調(diào)整。如圖 （ a）為示波器 Ki=1時的顯示波形，圖 （ b）為調(diào)整 Ki=，超調(diào)量比較小。 【 例 】 控制部分為離散環(huán)節(jié)，被控對象為 2個連續(xù)環(huán)節(jié)，其中 1個有反饋環(huán)。反饋環(huán)引入了零階保持器，輸入為階躍信號。 創(chuàng)建模型并仿真的方法如下。 （ 1）選擇 1個“ Step”模塊， 2個“ Transfer F”模塊， 2個“ Sum”模塊，2個“ Scope”模塊， 1個“ Gain”模塊，在“ Discrete”模塊庫選擇 1個“ Discrete Filter”和 1個“ ZeroOrder Hold”模塊。 （ 2）連接模塊。將反饋環(huán)的“ Gain”模塊和“ ZeroOrder Hold”模塊翻轉(zhuǎn)。 （ 3）設(shè)置參數(shù)。將“ Discrete Filter”和“ ZeroOrder Hold”模塊的“ Sample time”都設(shè)置為 。 （ 4）添加文本注釋，離散系統(tǒng)框圖如圖 。 （ 5）設(shè)置顏色。 Simulink為幫助用戶方便地跟蹤不同采樣頻率的運作范圍和信號流向，可以采用不同的顏色表示不同的采樣頻率，選擇菜單“ Format” → “ Sample time color”命令，就可以看到不同采樣頻率的模塊顏色不同。 （ 6）開始仿真。在 Simulink模型窗口，選擇菜單“ Simulation” → “ Simulation parameters?” 命令，將“ Max step size”設(shè)置為 ，則 2個示波器“ Scope”（ d(k)示波器）和“ Scope1”（ y(t)示波器）的顯示如圖 。 （ 7）修改參數(shù)，將“ Discrete Filter”模塊的“ Sample time”設(shè)置為 ，“ ZeroOrder Hold”模塊的“ Sample time”不變；選擇菜單“ Edit” → “ Update diagram”命令修改顏色，就可以看到“ Discrete Filter”模塊的顏色變化了；然后開始仿真，可以看出當(dāng) T=， Tk=，系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩。示波器顯示如圖 示。 （ 8）修改參數(shù)，將“ Discrete Filter”和“ ZeroOrder Hold”模塊的“ Sample time”都設(shè)置為 ，更新框圖顏色，開始仿真。當(dāng) T=Tk=，系統(tǒng)出現(xiàn)強烈的振蕩。示波器顯示如圖 。 【 例 】 將 【 例 】 中的模塊結(jié)構(gòu)參數(shù)用變量表示，離散系統(tǒng)框圖如圖。 將參數(shù)設(shè)置放在 。 % Ex0705_1 參數(shù)設(shè)置 T=。 %控制環(huán)節(jié)采樣時間 Tk=。 %零階保持器采樣時間 k=。 %Gain增益 zt1=。zt2=?。zt3=1。zt4=?1。 tf11=。tf12=。tf13=1。 tf21=1。tf22=3。tf23=1 在 MATLAB工作空間運行該文件。 Ex0705_1 建立子系統(tǒng) ? 1．在已建立的模型中新建子系統(tǒng) （ 1）先打開或新建 1個模型，建立模型中的各模塊并用信號線連接。 （ 2）在模型窗口中，用鼠標(biāo)拖曳 1個虛線框以將需要建立子系統(tǒng)的部分框起來，然后選擇菜單“ Edit” → “ Create subsystem”命令，這時原來虛線框中的部分就被 1個“ Subsystem”模塊代替。 （ 3）更改子系統(tǒng)名。如新建的子系統(tǒng)名默認(rèn)為“ Subsystem”，以后建立的子系統(tǒng)則在名稱后面加數(shù)字，可以更改為有一定含義的名稱，以便于分析時查看。 （ 4）重命名輸入、輸出端口名稱，如新建的子系統(tǒng)中的默認(rèn)輸入端口名為“ In1”、“ In2”、 ? ，輸出端口名為“ Out1”、“ Out2”、 ? 。 【 例 】 打開 【 例 】 建立的模型，將控制對象中的第 1個連續(xù)環(huán)節(jié)中的反饋環(huán)建立為 1個子系統(tǒng)。 在模型窗口中，將控制對象中的第 1個連續(xù)環(huán)節(jié)的反饋環(huán)用鼠標(biāo)拖出的虛線框框住，選擇菜單“ Edit” → “ Create subsystem”命令，則子系統(tǒng)如圖 。 ? 2．在已有的子系統(tǒng)基礎(chǔ)上建立 如果要在已有的子系統(tǒng)基礎(chǔ)上建立 1個子系統(tǒng)，可以按以下步驟。 （ 1）將已有的子系統(tǒng)復(fù)制到新窗口。 （ 2）雙擊打開子系統(tǒng)模型窗口，重新放置模塊，建立連接和輸入、輸出端口。 （ 3）將子系統(tǒng)與其他模塊連接。 （ 4）修改子系統(tǒng)名和其他參數(shù)。 【 例 】 在 【 例 】 的基礎(chǔ)上建立新子系統(tǒng)，將 【 例 】 模型的控制對象中的第 1個對象環(huán)節(jié)作為 1個完整的子系統(tǒng)。 將圖 ，雙擊打開子系統(tǒng)“ Subsystem”，則出現(xiàn)如圖 ，添加模型構(gòu)成反饋環(huán)形成閉環(huán)系統(tǒng)，如圖 。 將系統(tǒng)模型修改為如圖 型。 ? 1．使能子系統(tǒng)（ Enabled Subsystem） 建立使能子系統(tǒng)的步驟如下。 （ 1）建立 1個新模型。 （ 2）在“ Ports amp。 Subsystems”子模塊庫選擇“ Enabled Subsystem” 模塊，放在子系統(tǒng)模型窗口中。 （ 3）將“ Enabled Subsystem”模塊的“ In1”、“ Out1”和“ Enable”（ ）3個端口與其他模塊連接。其中“ Enable”端口為使能的條件控制信號。 （ 4）設(shè)置“ Enabled Subsystem”模塊的參數(shù)。雙擊打開該模塊的模型窗口，如圖 。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為“ In1”和“ Out1”連接，“ Enable”單獨。 在圖 “ Enable”模塊，出現(xiàn)如圖 （ a）所示的對話框，“ States when enabling”欄有 2個下拉選項：“ held”表示當(dāng)使能系統(tǒng)再次執(zhí)行時，保持上一次執(zhí)行后的狀態(tài)，“ reset”表示再次執(zhí)行時復(fù)位到初始狀態(tài)。 在圖 “ Out1”模塊，出現(xiàn)如圖 （ b）所示的對話框，“ Output when disabled”欄有 2個下拉選項：“ held”表示當(dāng)子系統(tǒng)停止執(zhí)行后，輸出端口的值保持輸出值；“ reset”表示停止執(zhí)行后輸出端口復(fù)位到初始值。 【 例 】 建立一個用使能子系統(tǒng)控制正弦信號為半波整流信號的模型。 模型由正弦信號“ Sine Wave”為輸入信號源