Simulink-第6章-子系统及其封装技术.ppt

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Simulink,第六章子系统及其封装技术,本章学习内容和目的,掌握Simulink子系统的建模方法掌握Simulink子系统的封装技术,在前面的章节中，介绍了使用Simulink进行建模的基本方法。

使用这些方法基本可以创建任何物理系统的模型。

然而随着系统越来越复杂，用这些基本操作创建的Simulink模型变得越来越庞大而难于读懂。

在本章中，将介绍一系列的Simulink的特殊处理技术，使得模型变得更加简捷和易懂易用。

8.1Simulink子系统,创建Simulink子系统有两种方法：

（1）在已经建立好的系统模型之中建立子系统。

使用菜单命令【EditCreatSubsystem】子系统；

（2）在建立系统模型时建立空的子系统。

使用Subsystems模块库中的Subsystem模块直接创建子系统。

8.1.1压缩子系统,以一个例子说明压缩子系统的使用方法。

例如，对于以下系统：

方程可转化为：

操作步骤：

（1）使用范围框将要压缩的子系统的部分选中，包括模块和信号线；

（2）在模块窗口选项中选择【EditCreatSubsystem】，Simulink将会用一个子系统模块代替被选中的模块组；,子系统,子系统将有一个默认的输入端口和输出端口,1,Out1,1,s,Displacement,1,s,Velocity,0.8,Gain1,0.4,Gain,1,In1,双击子系统，则会出现一个显示子系统内容的新窗口。

在新窗口中，除了原始的模块外，Simuink自动添加了输入模块和输出模块，分别代表子系统的输入端口和输出端口。

两点说明：

（1）子系统窗口无需保存，保存主程序窗口后，子系统窗口自动得以保存；

（2）菜单命令【EditCreatSubsystem】没有相反的操作命令，也就是说，一旦一组模块生成了子系统，就没有可以直接还原的处理方法（undo除外）。

假定系统有如下初始条件：

要求采用原始模型（没有压缩子系统的模型）和压缩子系统的模型进行仿真，仿真时间30s。

对比结果。

以上例子的运行结果,原始模型,压缩子系统的模型,初值为2,在创建模型的时候，如果需要一个子系统，除了上述介绍的压缩子系统的方法外，也可以直接使用子系统模块，在子系统窗口中进行创建。

例子：

模拟下图所示的弹簧质量系统的运动状态。

8.1.2子系统模块,要使用子系统模块创建子系统，先从Subsystems模块库中拖曳一个子系统模块到模型窗口中，然后双击子系统模块，就会出现一个子系统的编辑窗口，子系统的建立可以在该窗口中进行建立。

单个质量的运动方程：

Left,Right,Disp,Spring-mass3,Left,Right,Disp,Spring-mass2,Left,Right,Disp,Spring-mass1,Scope,0,Right,free,0,Left,fixed,双击后可显示出第一个质量的子系统图，下图所示,第二和第三个质量子系统中，三个增益模块分别输入：

第二个质量：

K2，K3，第三个质量：

K3，0，,注意：

在子系统的信号输入端要使用一个输入模块，在信号输出端要使用一个输出模块。

假定系统的初始条件为：

第一个质量上有初始位移x1（0）=1，则在第一个质量子系统框图中的位移模块中输入初始条件1。

在MATLAB环境下输入：

K1=1;K2=2;K3=4;m1=1;m2=3;m3=2系统仿真结果如下：

说明：

若想输出其它两个质量的轨迹，可在模型中增添示波器模块Scope，或增添输出模块Out即可。

8.2封装模块,封装技术是将Simulink子系统“包装”成一个模块，并可以如同使用Simulink内部模块一样使用的一种技术。

每个封装模块都可以有一个自定义的图标和一个用来设定参数的对话框。

参数的设定方法也与Simulink模块库中的内部模块完全相同。