MATLAB建模与SIMULINK仿真完整版.pptx

基于MATLAB的建模与仿真 1 MATLAB/SIMULINK简介 2 基于M文件的程序设计 3 SIMULINK的建模方法 4 S- 函数 5 仿真举例 1 目前在电力电子与电力传动领域使用的系统仿真软件大体 上可分为以下两类： 一类是通过将通用电路仿真软件 ， 如P spice 、SABER中原 有的小功率器件的详细模型加以改造 ， 引入功率器件模型 ， 使 其应用领域扩展到电力电子装置的仿真； 另一类是在现有的专用仿真软件 ， 如电力系统仿真软件 EMPT 、控制系统仿真软件MATLAB中加入以理想开关为模型 的电力电子器件模型 ， 从而将仿真领域扩展到包括电力电子装 置的系统分析中。 采用理想开关模型对电力电子器件进行模拟具有结构简单， 节约计算机资源的优点 ， 所以本章着重介绍目前流行的系统仿 真软件MATLB/SIMULINK 。 2 1 MATLAB/SIMULINK简介 MATLAB软件为系统仿真的实施提供了强有力的支持。 MATLAB是矩阵实验室“Matrix Laboratory ”的缩写 ， 由美国 MathWorks公司推出 ， 其开发的最初目的是帮助高校的教师和 学生更好地授课和学习 。从MATLAB诞生开始 ， 由于其高度的 集成性和应用的方便性 ， 在高校中受到极大的欢迎 。 目前， MATLAB已经成为一种功能强大的计算机辅助设计和仿真语言， 具有强大的计算 、仿真 、绘图等功能 。尤其是它提供的 SIMULINK仿真工具具有图形化 、模块化的界面 ， 能非常快地 实现设计预想 ， 极大地节约设计时间 ， 因而受到广大科研人员 的青睐。 3 1． MATLAB的主要特点 (1) 功能强大 MATLAB不仅在数值计算上保持着对其他同类软件的绝对 优势 ， 而且还开发了自己的符号处理功能 ， 在符号处理上丝毫 不逊于其他同类软件 。 这样用户就不必像以前的计算人员一样 在掌握MATLAB的同时还要学习另一种符号处理软件 。用户只 要拥有了一个MATLAB ， 就可以方便地处理诸如矩阵变换及运 算 、 多项式运算 、微积分运算 、线性与非线性方程求解 、 常微 分方程求解 、偏微分方程求解 、 插值与拟合 、 特征方程与特征 值 、统计分析及优化设计等问题了。 另外 ， MATLAB提供了一套完善的图形可视化功能 ， 这为 用户向别人展示自己的计算结果提供了广阔的空间。 4 (2) 语言简单 MATLAB允许用户以数学形式的语言编写软件程序 ， 比 BASIC 、FORTRAN 、C语言更接近书写计算公式的思维方式。 它的操作和功能函数指令 就是平时计算机和数学书上的一些简 单的英文单词 。 由于它是用C语言开发的 ， 它的不多的几个程序 流控制语句同C语言差别甚微 ， 极易被初学者掌握 。 MATLAB 语言的帮助（Help） 系统也是相当强大的 ， 用户可以方便地在 线查询各种信息。 另外 ， MATLAB还专门为初学者提供了intro 、tour 、demo 等命令 ， 用户可以从中得到感兴趣的例子和解释。 5 (3) 编程及调试方便 从形式上看 ， MATLAB程序文件是一个纯文本文件 ， 扩展 名为m ， 用任何字处理软件都可以对它进行编写和修改 ， 因此 程序易调试 ， 人机交互性强。 另外 ， MATLAB还具有比较健全的调试系统 ， 调试方便、 简单。 6 (4) 可扩充性强 MATLAB本身就像一个解释系统 ， 对其中的函数程序的执 行是一种解释执行的方式 ， 这样最大的好处是MATLAB完全成 为一个开放的系统 ， 用户可以方便地看到其函数的源程序 ， 也 可以方便地开发自己的程序 ， 甚至创建自己的“库 ”。 另外 ， MATLAB并不排“他 ”， 它可以方便地和普通 的FORTRAN 、C等语言进行接口 ， 充分利用各种资源 。用户只 需将已有的EXE文件改成MEX文件 ， 就可以方便地调用有关程 序和子程序。 7 2． SIMULINK的主要特点 SIMULINK是一个用来对动态系统进行建模 、仿真和分析 的软件包 。使用SIMULINK来建模 、分析和仿真各种动态系统 （包括连续系统 、离散系统和混合系统） ， 将是一件非常轻松 的事情 。它提供了一种图形化的交互环境 ， 只需用鼠标拖动的 方法便能迅速地建立起系统框图模型 ， 甚至不需要编写一行代 码 。它和MATLAB的无缝结合使得用户可以利用MATLAB丰富 的资源 ， 建立仿真模型 ， 监控仿真过程 ， 分析仿真结果 。另外， SIMULINK在系统仿真领域中已经得到广泛的承认和应用 ， 许 多专用的仿真系统都支持SIM