【導(dǎo)讀】在工程實際中，控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)往往很復(fù)雜，如果不借助專。型輸入計算機，對其進行進一步的分析與仿真。1990年，MathWorks軟件公司為MATLAB提供了新的控制。但因其名字與當(dāng)時比較著名的軟件。SIMULA類似，所以1992年正式將該軟件更名為SIMULINK。SIMULINK的出現(xiàn)，給控制系統(tǒng)分析與設(shè)計帶來了福音。SIMULINK提供的功能來對系統(tǒng)進行仿真和分析。SIMULINK是MATLAB軟件的擴展，它是實現(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)建模和。所謂模型化圖形輸入是指SIMULINK提供了一些按功能分類的。SIMULINK的最新版本是（包含在。里），，它們的變化不大。據(jù)各人喜好進行選用，一般說來第二種窗口直觀、形象，易于初學(xué)者，但使用時會打開太多的子窗口。Saturation：飽和輸出，讓輸出超過某一值時能夠飽和。輸入端而來，否則輸出由第三個輸入端而來。XYGraph：顯示二維圖形。FromWorkspace：來自MATLAB的工作空間。FromFile：來自數(shù)據(jù)文件。PulseGenerator：脈沖發(fā)生器。SineWave：正弦波信號。

　　

【正文】 途是定制用戶自己的 Simulink模塊。它的形式十分通用，能夠支持連續(xù)系統(tǒng)、離散系統(tǒng)和混合系統(tǒng)。 Simulink為用戶提供了許多內(nèi)置的基本庫模塊，通過這些模塊進行連接而構(gòu)成系統(tǒng)的模型。對于那些經(jīng)常使用的模塊進行組合并封裝可以構(gòu)建出重復(fù)使用的新模塊，但它依然是基于 Simulink原來提供的內(nèi)置模塊。 而 Simulink sfunction是一種強大的對模塊庫進行擴展的新工具。 二、建立 m文件 sfunction 使用模板文件： sfuntmp1. m ? 該模板文件位于 MATLAB根目錄下 toolbox/simulink/blocks目錄下。 ? 模板文件里 sfunction的結(jié)構(gòu)十分簡單，它只為不同的 flag的值指定要相應(yīng)調(diào)用的 m文件子函數(shù)。比如當(dāng) flag=3時，即模塊處于計算輸出這個仿真階段時，相應(yīng)調(diào)用的子函數(shù)為 sys=mdloutputs(t,x,u)。 ? 模板文件使用 switch語句來完成這種指定，當(dāng)然這種結(jié)構(gòu)并不唯一，用戶也可以使用 if語句來完成同樣的功能。而且在實際運用時，可以根據(jù)實際需要來去掉某些值，因為并不是每個模塊都需要經(jīng)過所有的子函數(shù)調(diào)用。 ? 模板文件只是 Simulink為方便用戶而提供的一種參考格式，并不是編寫 sfunction的語法要求，用戶完全可以改變子函數(shù)的名稱，或者直接把代碼寫在主函數(shù)里，但使用模板文件的好處是，比較方便，而且條理清晰。 ? 使用模板編寫 sfunction，用戶只需把 s函數(shù)名換成期望的函數(shù)名稱，如果需要額外的輸入?yún)⒘?，還需在輸入?yún)?shù)列表的后面增加這些參數(shù)，因為前面的 4個參數(shù)是 simulink調(diào)用 sfunction時自動傳入的。對于輸出參數(shù)，最好不做修改。接下去的工作就是根據(jù)所編 sfunction要完成的任務(wù)，用相應(yīng)的代碼去替代模板里各個子函數(shù)的代碼即可。 ? Simulink在每個仿真階段都會對 sfunction進行調(diào)用，在調(diào)用時，Simulink會根據(jù)所處的仿真階段為 flag傳入不同的值，而且還會為 sys這個返回參數(shù)指定不同的角色，也就是說盡管是相同的 sys變量，但在不同的仿真階段其意義卻不相同，這種變化由 simulink自動完成。 ? m文件 sfunction可用的子函數(shù)說明如下： a) mdlInitializeSizes：定義 sfunction模塊的基本特性，包括采樣時間、連續(xù)或者離散狀態(tài)的初始條件和 sizes數(shù)組。 b) mdlDerivatives：計算連續(xù)狀態(tài)變量的微分方程。 c) mdlUpdate：更新離散狀態(tài)、采樣時間和主時間步的要求。 d) mdlOutputs：計算 sfunction的輸出。 e) mdlGetTimeOfNextVarHit：計算下一個采樣點的絕對時間，這個方法僅僅是在用戶在 mdlInitializeSizes 里說明了一個可變的離散采樣時間。 f) mdlTerminate：實現(xiàn)仿真任務(wù)必須的結(jié)束。 ? 概括說來，建立 sfunction可以分成兩個分離的任務(wù)： a) 初始化模塊特性包括輸入輸出信號的寬度，離散連續(xù)狀態(tài)的初始條件和采樣時間。 b) 將算法放到合適的 sfunction子函數(shù)中去。 定義 sfunction的初始信息 ? 為了讓 Simulink識別出一個 m文件 sfunction，用戶必須在 s函數(shù)里提供有關(guān) s函數(shù)的說明信息，包括采樣時間、連續(xù)或者離散狀態(tài)個數(shù)等初始條件。這一部分主要是在 mdlInitializeSizes子函數(shù)里完成。 ? Sizes數(shù)組是 sfunction函數(shù)信息的載體，它內(nèi)部的字段意義為： a) NumContStates：連續(xù)狀態(tài)的個數(shù)（狀態(tài)向量連續(xù)部分的寬度） b) NumDiscStates：離散狀態(tài)的個數(shù)（狀態(tài)向量離散部分的寬度） c) NumOutputs： 輸出變量的個數(shù)（輸出向量的寬度） d) NumInputs：輸入變量的個數(shù)（輸入向量的寬度） e) DirFeedthrough：有無直接饋入 f) NumSampleTimes：采樣時間的個數(shù) ? 如果字段代表的向量寬度為動態(tài)可變，則可以將它們賦值為－ 1。 ? 注意 DirFeedthrough是一個布爾變量，它的取值只有 0和 1兩種， 0表示沒有直接饋入，此時用戶在編寫 mdlOutputs子函數(shù)時就要確保子函數(shù)的代碼里不出現(xiàn)輸入變量 u； 1表示有直接饋入。 ? NumSampleTimes表示采樣時間的個數(shù)，也就是 ts變量的行數(shù)，與用戶對 ts的定義有關(guān)。 ? 需要指出的是，由于 sfunction會忽略端口，所以當(dāng)有多個輸入變量或多個輸出變量時，必須用 mux模塊或 demux模塊將多個單一輸入合成一個復(fù)合輸入向量或?qū)⒁粋€復(fù)合輸出向量分解為多個單一輸出。 輸入和輸出參量說明 ? Sfunction默認(rèn)的 4個輸入?yún)?shù)為 t、 x、 u和 flag，它們的次序不能變動，代表的意義分別為： a) t：代表當(dāng)前的仿真時間，這個輸入?yún)?shù)通常用于決定下一個采樣時刻，或者在多采樣速率系統(tǒng)中，用來區(qū)分不同的采樣時刻點，并據(jù)此進行不同的處理。 b) x： 表示狀態(tài)向量，這個參數(shù)是必須的，甚至在系統(tǒng)中不存在狀態(tài)時也是如此。它具有很靈活的運用。 c) u：表示輸入向量。 d) flag：是一個控制在每一個仿真階段調(diào)用哪一個子函數(shù)的參數(shù)，由Simulink在調(diào)用時自動取值。 ? Sfunction默認(rèn)的 4個返回參數(shù)為 sys、 x0、 str和 ts，它們的次序不能變動，代表的意義分別為： a) sys：是一個通用的返回參數(shù)，它所返回值的意義取決于 flag的值。 b) x0： 是初始的狀態(tài)值（沒有狀態(tài)時是一個空矩陣 []），這個返回參數(shù)只在 flag值為 0時才有效，其他時候都會被忽略。 c) str：這個參數(shù)沒有什么意義，是 MathWorks公司為將來的應(yīng)用保留的， m文件 sfunction必須把它設(shè)為空矩陣。 d) ts：是一個 m 2的矩陣，它的兩列分別表示采樣時間間隔和偏移。 例 1 （連續(xù)狀態(tài) sfunction） 例 2 （離散狀態(tài) sfunction) 例 3 （混合系統(tǒng) sfunction） 例 4 （可變步長仿真系統(tǒng)） 例 5 ， ， （非模板文件形式） 第七節(jié) SIMULINK 仿真舉例 利用 SIMULINK進行時域系統(tǒng)分析（ ) 利用 SIMULINK求解電路（ ） 利用 SIMULINK設(shè)計一個時鐘脈沖控制的 RS觸發(fā)器（ ） 利用 SIMULINK設(shè)計一個單極性 SPWM控制的單相逆變電路（ ） ? SIMULINK是 MATLAB的一個擴展軟件，它是基于模型化圖型輸入的仿真環(huán)境。 ?模型化圖型輸入使得用戶可以把更多的精力投入到模型的構(gòu)建上來，要求熟悉各功能模塊庫中各子模塊的功能，熟練掌握 SIMULINK環(huán)境下模塊的操作及線的處理，掌握自定義功能模塊。 ?掌握 SIMULINK解法器的設(shè)置。 ? SFUNCTION是擴展 MATLAB函數(shù)庫的一個實用方法，要求熟練掌握它的編寫及用法。 ?使用 SIMULINK進行仿真分析的關(guān)鍵是熟練地運用各功能子模塊構(gòu)建出需要的正確的系統(tǒng)模型并合理地設(shè)置解法器以使仿真得以正常運行。 本章小結(jié) 謝謝您的光臨 祝同學(xué)們： 新年快樂 學(xué)以致用 考試時間 初步定于 2020年 1月 10號 (第 19周周四 )