【正文】 “ 使能 ” 控制信號可以為標量， 也可以為向量 。 當為標量信號時 ， 只要該信號大于零 ，子系統(tǒng)就開始執(zhí)行；當為向量信號時 ， 只要其中一個信號大于零 ， 也 “ 使能 ” 子系統(tǒng) 。 【 例 】 積分分離式 PID控制器 。 這種 PID控制器可以讓控制器中的積分項在系統(tǒng)響應進入穩(wěn)態(tài)時投入運行 ， 以提高穩(wěn)態(tài)精度；而在系統(tǒng)響應處于瞬態(tài)過程時 ， 將積分項斷開以改善系統(tǒng)動態(tài)響應質量 。 積分分離式 PID控制器建立如圖所示： 使能模塊的控制信號為 delta與 abs(e)的差值 。 delta為一很小的正數(shù) ，當偏差 e的絕對值小于 delta時 ， 控制器的積分項才投入使用 ， 從而實現(xiàn)了控制器中的積分項的分離控制 。 條件子系統(tǒng) 2. 觸發(fā)子系統(tǒng) ? 觸發(fā)子系統(tǒng)只在觸發(fā)事件發(fā)生的時刻執(zhí)行 。 所謂觸發(fā)事件也就是觸發(fā)子系統(tǒng)的控制信號 ， 一個觸發(fā)子系統(tǒng)只能有一個控制信號 ， 在 Simulink中稱之為觸發(fā)輸入 。 (a) 觸發(fā)子系統(tǒng)模塊 (b) 觸發(fā)子系統(tǒng)模型 ? 觸發(fā)事件有 4種類型 ， 即上升沿觸發(fā) 、 下降沿觸發(fā) 、 跳變觸發(fā)和回調函數(shù)觸發(fā) 。 雙擊觸發(fā)子系統(tǒng)中的觸發(fā)器模塊（ Trigger） ， 在彈出的對話框中可選擇觸發(fā)類型 。 觸發(fā)子系統(tǒng)應用的一個示例 。 觸發(fā)器設為下降沿觸發(fā) ， 正弦輸入經(jīng)觸發(fā)控制后 ， 成為階梯波 ， 如圖所示 。 系統(tǒng)僅在脈沖信號的下降沿導通 ， 并保持導通時刻的輸入值至下一個脈沖下降沿 。 back ? ，初始條件 ??????????????????81024321.31.232221.1xxxxxxxxxxx 1 2 30x x x? ? ? ??????????????????81024321.31.232221.1xxxxxxxxxxx ? V時，求解表達式 y(t)的波形： ，其中y(0)=1。要求交 mdl文件及仿真結果的截圖。 )30100s i n (10)( ?? ttx ?yxdt tdy 314)( ???懸吊式起重機動力學仿真 2. 懸吊式起重機動力學 Simulink仿真 ? 為便于建模 ， 將起重機動力學方程改寫為： ? ?2s i nc oslmIgxlmpp??? ??? ????? ?ptpmmlmxcFx????? ???? s i nc os 2?????由以上二式可建立如圖所示的起重機 Simulink模型 ： 圖中： lmp=mpl pt mm ?? 11k22k lmIlmpp?? ? V時，求解表達式 y(t)的波形： ，其中y(0)=1。要求交 mdl文件及仿真結果的截圖。 )30100s i n (10)( ?? ttx ?yxdt tdy 314)( ??? 1. 懸吊式起重機動力學仿真 1. 懸吊式起重機動力學方程 mt mp ? F x 圖 954 懸吊式起重機結構簡圖 l ? ? )1(s i n22 ?lxdtdmxcFxm pt ???? ???式中， mt、 mp、 I、 c、 l、 F、 x、 ? 分別為起重機的小車質量、吊重、吊重慣量、等價粘性摩擦系數(shù)、鋼絲繩長（不計繩重），小車驅動力、小車位移以及鋼絲繩的擺角。 ? ? )2(c os22 ?ldtdmgmP pp ??)3(s i nc os)s i n(22 ???? ??IPllxdtdlm p ???小車水平方向受力方程 吊繩垂直方向受力方程 小車的力矩平衡方程 ? ? )(c o ss i n2 ???? ??? xlmglmlmI ppp ????? ? )(s i n22 ????? ?lxdtdmxcFxm pt ???由 （ 2） 、 （ 3）式去掉 P， 則有 2. 懸吊式起重機動力學 Simulink仿真 ? 在運行仿真模型前 ， 須先計算出 k k2和 lmp。 設 mt =50kg，mp=270kg， l=4m， c=20N/m?s， 在 MATLAB指令窗輸入以下指令 l=4。 c=20。 mp=270。 mt=50。 I=mp*l^2。 %計算吊重轉動慣量 lmp=l*mp。 k1=1/(mt+mp)。 k2=mp*l/(I+mp*l^2)。 2. 懸吊式起重機動力學 Simulink仿真 ? 設置仿真時間為 200s， 啟動 Simulink仿真 ， 則由小車位移示波器和 吊 重 擺 角 示 波 器 ， 可 觀 察 到 系 統(tǒng) 在 初 始 狀 態(tài) x(0)=0, ,?(0)=, 作用下 x、 ? 的變化過程曲線： 0)0( ?x?0)0( ???懸吊式起重機小車位移 懸吊式起重機吊重擺角 四、 SIMULINK的仿真實例 雙環(huán)調速的電流環(huán)系統(tǒng)： 建立以上系統(tǒng)模型后，設置仿真時間為 1S，運行仿真后，觀察示波器的輸出 例： SIMULINK的仿真實例（二） 系統(tǒng)傳遞函數(shù)如圖：求系統(tǒng)單位負反饋閉環(huán)單位階躍響應，要求通過調節(jié)器的作用使系統(tǒng)滿足超調量 20%，上升時間 3s，調節(jié)時間 10s的要求。 示例： SIMULINK的仿真實例（二） 加入比例控制， P=3，可見上升時間加快，超調量增大，穩(wěn)態(tài)誤差減小，但仍然存在穩(wěn)態(tài)誤差。加入積分環(huán)節(jié)，結果穩(wěn)態(tài)誤差基本為零，但超調量較大，需要調整這兩個參數(shù)以獲得更好效果。 Ti=， P=，曲線如下圖。上升時間為 ，調節(jié)時間為 ，超調量 %。 5 S函數(shù) ? S函數(shù)是 擴展 Simulink功能 的強有力工具 ， 它使用戶可以利用 MATLAB、 C語言 、 C++語言等程序創(chuàng)建自己定義的Simulink模塊 。 C， C++， Ada， and Fortan SFunctions需要編譯為 Mex文件 ， 就和其它 MEX文件一樣 ， Simulink可以隨時動態(tài)的調用這些文件 。 ? S函數(shù)使用的是 一種比較特殊的調用格式 ， 可以和 Simulink求解器交互式操作 。 SFunctions功能非常全面 ， 適用于連續(xù) 、 離散以及混合系統(tǒng) 。 ? S函數(shù)允許用戶向模型中添加自己編寫的模塊 ， 只要按照一些簡單的 規(guī)則 ， 就可以在 SFunctions添加設計算法 。 在編寫好 SFunctions之后就可以在 SFunctions模塊中添加相應得函數(shù)名 ， 也可以通過封裝技術來訂制自己的交互界面 。 S函數(shù)的調用 ? 在 Simulink使用 SFunctions的方法就是從Simulink中的 UserDefined Functions模塊庫中向Simulink模型文件窗口中拖放 SFunction模塊 。然后在 SFunctions模塊的對話框中的 SFunctions Name框中輸入 S函數(shù)的文件名 ，在 SFunctions Parameters框中輸入 S函數(shù)的 參數(shù)值 。 ? 在點擊 edit的選項后可以編輯 S函數(shù)的代碼部分，利用 S函數(shù)實現(xiàn)需要的功能主要是代碼部分的修改。 ? 對于代碼部分的修改，可以使用 MATLAB語言按照 SFunctions的格式來編寫代碼。 MATLAB提供了一個模板文件，方便 SFunction的編寫，該模板文件位于 MATLAB根目錄toolbox/Simulink/blocks下 模板函數(shù)的代碼如下： function [sys,x0,str,ts] = sfuntmpl(t,x,u,flag) switch flag, case 0, [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes。 case 1, sys=mdlDerivatives(t,x,u)。 case 2, sys=mdlUpdate(t,x,u)。 case 3, sys=mdlOutputs(t,x,u)。 case 4, sys=mdlGetTimeOfNextVarHit(t,x,u)。 case 9, sys=mdlTerminate(t,x,u)。 otherwise error([39。Unhandled flag = 39。,num2str(flag)])。 end function [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes sizes = simsizes。 = 0。 = 0。 = 0。 = 0。 = 1。 = 1。 sys = simsizes(sizes)。 x0 = []。 str = []。 ts = [0 0]。 function sys=mdlDerivatives(t,x,u) sys = []。 function sys=mdlUpdate(t,x,u) sys = []。 function sys=mdlOutputs(t,x,u) sys = []。 function sys=mdlGetTimeOfNextVarHit(t,x,u) sampleTime = 1。 sys = t + sampleTime。 function sys=mdlTerminate(t,x,u) sys = []。 ? M文件 SFunctions可用的子函數(shù)說明如下： （ 1） 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。 （ 2） mdlDerivatives：計算連續(xù)狀態(tài)變量的微分方程。 （ 3） mdlUpdate：更新離散狀態(tài)、采樣時間和主時間同步的要求。 （ 4） mdlOutputs：計算 SFunction的輸出。 （ 5） mdlGetTimeOfNextVarHit: 計算下一個采樣時間點的絕對時間。 （ 6） mdlTerminate：結束仿真任務。 ? Sfunction默認的 4個輸入?yún)?shù) t、 x、 u和 flag，他們的次序不能變動，各自代表的意義是： t：表示當前仿真時刻，是采用絕對計量的時間值，是從仿真開始模型運行時間的計量值。 x：模塊的狀態(tài)向量，包括連續(xù)狀態(tài)向量和離散狀態(tài)向量。 u：模塊的輸入向量。 flag：執(zhí)行不同操作的標記變量。 ? SFunction默認的 4個返回參數(shù)為 sys、 x0、 str和 ts，他們的次序也不能改變，代表的意義為： sys：通用返回函數(shù)； x0：初始狀態(tài)值，當 flag的值為 0時才有效； str：沒有明確定義，是 Math Works為將來應用所作的保留。 ts：一個 m 2矩陣，它的兩列分別表示采樣時間間隔和偏移。