simulink建模仿真的学习记录。

目录

一·simulink简介

二·simulink使用

（一）simulink打开方式

（二）simulink基本操作

1.添加模块

2.连接线路

3.运行仿真

4*.建立子系统

（1）方法一：新建一个空白子系统

（2）方法二：组合部分主系统变为子系统

（三）simulink常用模块与实例

1.常用模块陈列

2.连续系统常用模块

3.电力系统模块

4.实例

（1）微分方程仿真求解

①方法一：微分方程法

②方法二：传递函数法

③方法三：状态方程法

（2）电力系统实例

受控开关的使用：

参数的转换：

总结

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一·simulink简介

simulink是MATLAB的一个分支产品，主要用来实现对工程问题的模型化及动态仿真。

以电力系统为例，在simulink环境中，电力系统元器件的模型都用框图来表达，框图之间的连线表示了信号流动的方向。对用户而言，只要熟悉了simulink仿真平台的使用方法以及模型库的内容，掌握基本的电路知识就可以使用鼠标和键盘绘制和组织系统模型，并实现系统的仿真。

二·simulink使用

（一）simulink打开方式

1.方法一：打开MATLAB R2021b，找到simulink图标

2.方法二：在MATLAB命令行窗口输入“simulink”然后回车

按以上方法执行都可以打开如下窗口

建立空白模型

打开库浏览器

simulink模块库包括标准模块库和专业模块库两大类。 标准模块库是 MATLAB 中最早开发的模块库，包括 了连续系统、非连续系统、 离散系统、信号源、显示等各类子模块库。 由于simulink在工程仿真领域的广泛应用，因此各领域专家为满足需要又开发了诸如通信系统、数字信号处理、电力系统、 模糊控制、神经网络等20 多种专业模块库。

一个典型的Simulinnk模型包括以下3种元素：

⚫信号源(Source)：可以是常量、时间、正弦波、锯齿波等。

⚫被模拟的系统模块：连续系统、离散系统。

⚫信号输出(Sink)：可以在示波器、图形记录仪上显示，也可以存储到文件(To File)、导到工作空间(To Workspace)。

（二）simulink基本操作

下面用一个简单的例子来说明simulink的基本操作。

例子：

1.添加模块

以添加正弦信号为例

（1）方法一：从库浏览器中找到simulink-sources-sine wave模块，对其长按鼠标左键，直接拖到空白区域。（或者直接在输入框中搜索模块名称，更为便捷）

（2）方法二：对模块鼠标右键，选择向模型添加模块

然后按如上方法依次添加例子中所需模块：

Integrator(积分模块)，XY Graph，Gain(增益),Scope(示波器)

2.连接线路

按照例子连接模块

需要从连线中引出分支点时，将鼠标移动到分支位置，按住ctrl键，鼠标双击就引出分支啦。

需要删除连线时，选择要删除的线，按键盘的Delete键，或者鼠标右键连线选择剪切。

3.运行仿真

设置运行时间为10s。

双击XY Graph，可能要稍等一会儿，会显示如下图样。

双击示波器

好啦，例子的仿真就结束了。相关模块的参数没有进行修改。

4*.建立子系统

仿真模型比较复杂时，模块的数量很多，都显示在同一窗口会显得拥挤，可以把实现同一种功能或几种功能的多个模块组合成一个子系统，从而简化模型。

（1）方法一：新建一个空白子系统

①新建

按照需要放置模块建立仿真模型，保存。这里建立的子系统如下，命名为zsys。

②引用

打开刚才第一个例子的模型，找到“子系统引用”（把文件名untitled修改为asys了）

打开是这样的

双击打开，找到刚才的子系统文件

找到后，确定，变成这样

再双击打开它，可以看到是我们刚才建立的子系统。如果要在这里对子系统进行修改，需要关闭子系统文件。

退出子系统（两个都可以退出）

③连接主系统与子系统

把主系统的输出连接到子系统（连接方法参考上面引出支路的方法）

打开子系统，发现多了个“1”输入，把它接到示波器上看看（温馨提示：示波器图标可以放大）

双击打开示波器，两个输出波形画在同一坐标系上，可以看到蓝色的就是子系统内把正弦信号乘2增益得到的，黄色的就是主系统输入到子系统的信号。

我们可以调整一下视图布局，就可以得到两个输出波形了

（2）方法二：组合部分主系统变为子系统

如图在主系统中增加了一部分

把这部分直接选中，从右下角的三个蓝色点引出菜单，可以创建子系统

同样可以把主系统的输出引入

（三）simulink常用模块与实例

1.常用模块陈列

2.连续系统常用模块

3.电力系统模块

找到Simscape库，里面包含Electrical电力系统库，注意在使用电力系统模块时，必须先放置powergui模块（powergui的全名叫做电力系统图形化用户接口（必备）， simulink仿真采用的是状态空间方程，所以powergui的 功能就是实现电路图形和状态空间方程的转换。）

4.实例

（1）微分方程仿真求解

①方法一：微分方程法

将原方程改写为：

用积分模块构造微分方程求解模型：

然后加上增益：

仿真结果与仿真时间有关，时间太短，结果还没有收敛，所以仿真时间的设置很重要。

找到“模型设置”，修改求解器配置如下：

得到如下仿真结果：

②方法二：传递函数法

对方程进行拉普拉斯变换，然后添加如下模块：

双击，设置如下参数：

最终模型如下：

③方法三：状态方程法

放置state-space模块

修改参数如下：

（2）电力系统实例

仿真如下：

由于没有直流电流源，采用受控电流源代替，受控端用常数3.5控制为3.5，受控电流源参数设置如下：

初始值也可以为0.

仿真如下：

受控开关的使用：

初始状态有0（断开）和1（闭合）两个状态，勾选External代表控制信号由外部输入，用一个阶跃信号（step）来控制。

仿真如下：

这里由于要记录不同状态的电流和功率，就不用开关，直接分画电路图，当然用开关也是可以的。（纯属懒）

参数的转换：

需要注意，电抗的转换，L=XL/2/pi/f，C=1/XC/2/pi/f

总结

只记录了simulink最基本的用法和电力系统的简单仿真

仅作为课堂记录

欢迎大家有问题积极留言或私信。