第10章MATLAB Simulink仿真软件例题源程序.docx

高教社刘卫国《MATLAB程序设计与应用》（第二版）例题源程序

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第10章：MATLABSimlllink仿真软件

PAGE1王成优?

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王成优?山东大学（威海）MATLAB语言

WangChengyou?ShandongUniversity,Weihai

第10章 MATLABSimlllink仿真软件

例10.1 设系统的微分方程为：

??x?xt

??1 2

?

试建立系统仿真模型。

?x

2

?xe?0.5t

2

例10.2 利用Simulink构建函数曲线y=5t2+16。例10.3 利用Simulink仿真求I=?1xln(1?x)dx。

0

例10.4 有初始状态为0的二阶微分方程x+0.2x+0.4x=0.2u(t)，其中u(t)是单位阶跃函数，试建立系统模型并仿真。

例10.5 PID控制器是在自动控制中经常使用的模块，在工程应用中其标准的数学模型

为

U(s)?K

(1? 1 ?

Ts )E(s)

dp Ts T

d

s/N

i d

其中采用了一阶环节来近似纯微分动作，为保证有良好的微分近似的效果，一般选

N≥10。试建立PID控制器的模型并建立子系统。

例10.6 利用使能子系统构成一个正弦半波整流器。

例10.7 利用触发子系统将一锯齿波转换成方波。

例10.8 采用S函数实现模块y=nx，即模块的功能是把一个输入信号n倍以后再输出。

利用MATLAB语言编写S函数。程序如下：

%*************************************************

%S函数timesn.m，其输出是输入的n倍

%*************************************************function[sys,x0,str,ts]=timesn(t,x,u,flag,n)

switchflag,

case0 %初始化

[sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes;

case3 %计算输出量

sys=mdlOutputs(t,x,u,n);

case{1,2,4,9} %未使用的flag值sys=[];

otherwise %出错处理

error([Unhandleflag=,num2str(flag)]);

end

%*************************************************

%mdlInitializeSizes：当flag为0时进行整个系统的初始化

%*************************************************function[sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes(T)

%调用函数simsizes以创建结构体sizes

sizes=simsizes;

%用初始化信息填充结构体sizessizes.NumContStates=0; %无连续状态

sizes.NumDiscStates=0; %无离散状态

sizes.NumOutputs=1; %有一个输出量

sizes.NumInputs=1; %有一个输入信号sizes.DirFeedthrough=1; %输出量中含有输入量sizes.NumSampleTimes=1; %单个采样周期

%根据上面的设置设定系统初始化参数sys=simsizes(sizes);

%给其他返回参数赋值。

x0=[]; %设置初始状态为零状态

str=[]; %将str变量设置为空字符串

ts=[-1,0]; %假定继承输入信号的采样周期

%初始化子程序结束

%*************************************************

%mdlOutputs：当flag值为3时，计算输出量

%*************************************************functionsys=mdlOutputs(t,x,u,n)

sys=n*u;

%输出量计算子程序结束。

模块的封装与测试。

例10.9 采用S函数来构造非线性分段函数。

3 x

3 x,

?? 3,

?

??3?(x?3)2,

?

y ?

? 2,

?2?(x?5)2,

?

?? 1,

x?1

1?x?3

3?x?4

4?x?5

5?x?6

x