Simulink子系统创建与闭环控制系统仿真

本资源主要讲述了如何将闭环控制系统封装成Simulink子系统以及Simulink的基础知识和操作，涉及到模型转换和动态系统建模。 在控制系统设计中，将闭环控制系统封装成子系统是一种常用的方法，便于模块化管理和复用。题目中提到的两个问题都涉及到了这一过程。第一题是一个有初始状态为0的二阶微分方程，其输入为单位阶跃函数。建立系统模型通常有两种方法：一种是直接利用数学公式推导出系统动态方程，然后在Simulink中构建相应的模块；另一种是通过实验数据或者经验公式来确定系统的传递函数，再转化为Simulink模型。对于二阶系统，这通常涉及到积分器和微分器模块的使用，以及适当的增益调整。 第二题则涉及一个单位负反馈控制系统，其开环传递函数已知。Simulink建模时，需要找到与传递函数对应的模块，如传递函数块，然后配置其参数。输入信号为正弦函数，可以通过Sine Wave模块生成。通过连接这些模块，可以形成一个完整的系统模型。仿真后，观察输出响应曲线，分析系统的动态性能，如上升时间、超调量和稳定时间等。 Simulink是MATLAB的一个扩展工具，主要用于动态系统的建模和仿真。它提供了图形化的用户界面，使得用户可以通过拖放模块和连线来构建系统模型，无需编写复杂的代码。Simulink库浏览器包含了大量的预定义模块，涵盖了连续系统、离散系统、信号处理、控制理论等多个领域。 Simulink模型窗口是实际构建模型的地方，用户可以在这里选取模块、调整大小、更改名称，并通过连接模块的输入和输出端口来定义信号流。模块参数的设置是通过双击模块或右键菜单访问的，这允许用户定制模块的行为以适应具体系统需求。 基本的Simulink操作包括： 1. 库浏览器的使用，从中选择合适的模块。 2. 模型窗口的操作，如放大缩小、移动模块、连接模块之间的线。 3. 模块参数设置，通过Block Parameters或Block Properties对话框。 4. 模块连线，通过鼠标操作完成输入输出端口的连接。 通过这些操作，用户可以构建复杂的动态系统模型，并进行实时仿真，观察系统响应，进行系统分析和优化。Simulink的强大在于它的灵活性和可视化，使得工程师能更专注于系统设计而非编程细节。