2-1.2.3.2 Simulink内的Switch模型

这篇博客介绍了Simulink中的四个基本模块:SineWave用于生成正弦波信号源,Const模块用于设置常数参数,Switch模块实现条件判断,而Scope模块则用于显示信号波形。在SineWave中,可以设置信号属性;Const模块允许设置Main中的值和SignalAttributes的输出类型;Switch模块配置了条件和输出值;Scope模块提供了布局和图例设置,并能灵活调整输入端口。这些模块是Simulink仿真中的基础元素。

目录

1. SineWave模块

2. Const模块

3. Switch模块

4. Scope模块


        设定了SineWave模块来创建源,Switch模块来进行判断选择。Scope模块来显示相应输出 。    

运行后的结果 如下所示。

 

 

1. SineWave模块

线性模块,双击模块能够查看相应的模块。

这里如果不清楚可以点击help查看相应的Matlab文档。 

2. Const模块

        一般来说,Const模块包含有两个设置的地方,第一个是主要的信息,设置Main中的Valve模块数值,在Signal Attributes中可以设置输出类型。 

3. Switch模块

         Switch模块中可以设置的有Switch条件,以及设置判定的数值,同样可以设定相应的输出值。

4. Scope模块

        Scope模块中设置有相应的布局和图例展示,同时能够设置所需要的Scope输入口;

可以通过选择输入端口设置,或者是通过设置鼠标直接拉到模块周围,等待出现端口设置。

 

 

<think>好的,用户需要关于用MATLAB Simulink构建电梯模型的第一部分详细指导方案,大约2000字。我需要先理清这个主题的结构,确保内容覆盖关键步骤,同时符合用户的具体要求。 首先,用户提到的是“第一部分”,所以可能需要将教程分成几个部分,第一部分可能涉及基础设置、需求分析、系统架构设计、模块搭建等。我需要明确第一部分的范围,可能包括项目准备、模型框架搭建、基本模块设计等。 下来,要确保内容详细,每一步都有足够的说明,比如如何创建新模型,选择哪些模块库中的组件,如何连模块等。可能需要分步骤讲解,并配以Simulink界面截图的位置说明,过用户没有提到需要图片,所以可能用文字描述代替。 然后,MATLAB版本兼容性需要注意,用户可能使用的是同版本,所以需要指出在R2020a及以上,并提到可能的界面差异。同时,考虑到用户可能是初学者,需要解释Simulink的基本操作,比如如何打开库浏览器,拖放模块,设置参数等。 在建模电梯逻辑时,状态流程图是重点,可能需要使用Stateflow工具,这部分需要详细说明如何创建状态和转移条件。此外,运动模型的建立涉及物理方程,比如电梯的速度和位置计算,这部分需要用LaTeX公式呈现,如$v = \frac{ds}{dt}$,确保符合系统级指令的格式要求。 安全逻辑设计部分需要包括超速检测和紧急制动,可能需要使用比较器和逻辑门模块,这里要具体说明如何连这些模块,并设置参数。信号路由和子系统封装也是关键步骤,需要指导用户如何组织模型,使其更清晰易维护。 验证部分需要说明如何设置测试用例,比如模拟同楼层的请求,检查电梯响应是否符合预期。这部分可能需要使用Step信号和Scope来监测输出。 最后,生成相关问题,考虑用户可能的后续疑问,比如如何添加多电梯协同、能耗优化、与硬件集成等,或者深入状态机设计和物理建模细节。问题需要与第一部分内容相关,并引导用户继续学习后续部分。 需要检查是否符合所有系统级指令,特别是LaTeX格式的正确使用,行内公式用$...$,独立公式用$$...$$,并且正确分段。同时确保回答结构清晰,分步骤说明,语言简洁,避免使用Markdown,用中文自然表达。 可能还需要引用相关文献或Simulink文档,但由于用户未提供引用来源,可能需要假设或提及一般参考资料。最后,确保字数大约2000字,各部分内容详略得当,覆盖用户需求的关键点。</think># MATLAB Simulink构建电梯模型 第一部分详细教程 ## 一、项目准备与环境搭建 ### 1.1 软件版本确认 建议使用MATLAB R2020a及以上版本,确保包含以下工具箱: - Simulink基础模块库 - Stateflow状态机模块 - Simscape Multibody物理建模工具(后续章节使用) 可通过命令`ver`查看已安装工具箱[^1]。 ### 1.2 新建设计文档 1. 创建需求规格说明书(包含载重量、层高、加速度等参数) 2. 绘制系统架构框图(图13. 建立参数对照表(表1) $$ \begin{array}{|c|c|c|} \hline \text{参数名称} & \text{符号} & \text{典型值} \\ \hline 最大载重 & m_{max} & 1000kg \\ 层高 & h & 3.2m \\ 最大加速度 & a_{max} & 1.5m/s^2 \\ \hline \end{array} $$ ## 二、基础模型搭建 ### 2.1 创建新模型 1.MATLAB命令窗口输入`simulink`启动 2. 选择"Blank Model"模板 3. 保存为`Elevator_System_Part1.slx` ### 2.2 核心模块选取 从库浏览器添加以下模块: - Sources模块库:`Step`(模拟楼层呼叫) - Sinks模块库:`Scope`(输出监视) - User-Defined Functions:`MATLAB Function`(控制算法) - Signal Routing:`Bus Creator`(信号聚合) ### 2.3 运动学建模 建立电梯轿厢运动方程: $$ \frac{d^2s}{dt^2} = \frac{F_{motor} - F_{friction}}{m_{cab} + m_{load}} $$ 实现步骤: 1. 添加`Integrator`模块实现二次积分 2. 使用`Gain`模块表示质量倒数$1/(m_{cab}+m_{load})$ 3. 配置`Dead Zone`模块模拟静摩擦力 ## 三、控制系统设计 ### 3.1 状态流程图设计(Stateflow) 1. 创建`Chart`模块 2. 定义状态集合: - 待机状态 - 加速上升 - 匀速上升 - 减速停止 - (下降状态同理) ```matlab state Accelerating entry: disp(&#39;入加速状态&#39;); during: a = a_max; exit: when(speed >= v_cruise) end ``` ### 3.2 安全逻辑设计 实现三重保护机制: 1. 超速检测:使用`Relational Operator`比较实际速度与$v_{max}$ 2. 紧急制动:通过`Switch`模块切换控制信号 3. 位置校正:添加`Reset Integrator`触发机制 ## 四、信号系统实现 ### 4.1 楼层呼叫响应 搭建优先级队列: 1. 使用`Unit Delay`记录请求状态 2. 配置`Sort`模块处理多个请求 3. 通过`Edge Detector`捕获新请求 ### 4.2 位置指示系统 实现方法: 1. 楼层计算:$floor = \frac{position}{h} + 1$ 2. 方向指示:$\frac{ds}{dt} > 0$时点亮↑箭头 3. 使用`7-Segment Display`模块显示楼层 ## 五、模型验证 ### 5.1 测试用例设计 | 测试场景 | 输入条件 | 预期输出 | |---------|---------|---------| | 单层呼叫 | 3层按钮按下 | 准确停靠3层 | | 多层响应 | 2→5→3层依次呼叫 | 按23→5顺序响应 | | 超载保护 | 载重110% | 拒绝运行 | ### 5.2 仿真参数设置 1. 采用变步长求解器`ode45` 2. 设置最大步长0.01s 3. 相对容差设为1e-4 ## 六、子系统封装 1. 框选运动控制模块→右键创建Subsystem 2. 设置参数化Mask: ```matlab parameter &#39;MaxSpeed&#39; { Type: edit Prompt: &#39;最大速度(m/s):&#39; } ``` 3. 添加自定义图标:使用`plot`命令绘制电梯简图
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