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SIMULINK动态结构图仿真
实际工程的单闭环控制系统仿真通常是通过SIMULINK动态结构图实现的。实现的思路是先将动态结构图转换为状态空间模型，然后再仿真。
具体过程是用SIMULINK提供的1inmod()和1inmod2()两个函数，从连续系统中提取线性模型。两个函数命令执行后，都可以得到一个用[A，B，C，D]表达的状态空间模型。然后就可以对这个状态空间模型来进行各种仿真。
这种方法之所以被普遍采用，是因为：其一，实际工程的控制系统，是由一个一个环节按特定控制要求连接而成，经抽象及近似处理后即得SIMULINK动态结构图，动态结构图就是可见的原始模型，不需要再费力费时做工作，动态结构图就可以用来进行仿真；其二，除开极少数简单问题外，有了动态结构图再求传递函数，一般都较复杂。因此，通过SMUHNK动态结构图模型实现仿真是较好的方法。 需要特别注意，系统的SMULINK动态结构图模型的.mdl文件在计算机磁盘空间里存放的路径。
实例：简单闭环控制系统的MATLAB仿真
用转速负反馈构成的直流调速系统，其原理框图如图l所示。
图l 转速负反馈直流调速系统原理框图
本系统用直流测速发电机TG作电动机转速n的检测元件，它与被控电动机轴硬性连接，可将电动机转速的变化转换为电压的变化，该电压经分压器分压，即是与转速n成正比的反馈电压Uf，用它与给定电压Ug比较后，得到偏差电压ΔU＝Ug—Uf，该偏差电压ΔU经放大器放大后，其输出电压就是晶闸管触发器的移相控制电压Uk。
晶闸管—直流电机单闭环调速系统（V—M系统）的SIMULINK动态结构图如图2所示。
图中直流电机Pnom＝10kW，Unom＝220V，Inom＝55A，nnom＝1000r／min，电枢电阻Ra＝0.5Ω，V—M系统主电路总电阻R＝1Ω，额定磁通下的电机电动势转速比Ce＝0.1925V．min/r，电枢回路电磁时间常数Ta＝0.017s，系统运动部分飞轮 矩相应的机 电时间常数Tm＝0.075s，系统测速反馈系数Kt＝0.01178V／rpm，
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图2 单闭环调速系统的SIMULINK动态结构图
整流触发装置的放大系数Ks＝44，三相桥平均失控时间Ts＝0.00167s，比例积分调节器的两个系数T1＝0.049s，T2＝0.088s。试绘制出该系统的单位给定阶跃响应曲线；并绘制出在图2中扰动信号作用点处的单位阶跃扰动与单位冲激扰动的响应曲线。
[解]
(1)解题的几点考虑
采用工程上惯用的做法，已将可控硅及其触发装置近似为一阶惯性环节。在图2中，内反馈为额定励磁下直流电机里的电势反馈，这是由直流电机工作原理所决定的。用测速发电机作反馈控制元件构成负反馈闭环控制，这是一个单闭环控制系统。若计及直流电机里的电势反馈闭环，则是一个双闭环系统。
请特别注意，系统动态结构图的.mdl文件在计算机磁盘空间里存放的路径最好选择为MATLABRll＼WORK，这样便可省略路径。
(2)根据题目要求，用step()函数命令编写求单位阶跃响应的MATLAB程序段如下。
[a,b,c,d]=linmod2('dbh2')；sys=ss(a,b,c,d)；step(sys)
图3 dbh2.mdl 结构图
SIMULINK动态结构图dbh2.mdl文件只能存放在MATLAB中，图3即是dbh2.mdl 结构图。
当比例积分调节器仅取为比例放大器（放大倍数Kp＝10）时，图3应修改为如下图4形式，并命名为dbh1.mdl。运行以下程序段可得系统的单位阶跃响应曲线如图5所示，系统阶跃响应呈现为衰减振荡。
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图4 dbh1.mdl 结构图
[a,b,c,d]=linmod2('dbh1')； sys=ss(a,b,c,d)； step(sys)
图5系统阶跃响应呈现为衰减振荡
图6
当比例积分调节器取参数T1＝0.049s与T2＝0.088s时，运行以下程序段可得系统的单位阶跃响应曲线如图6所示，系统阶跃响应稍微超调一点，即迅速衰减。
[a,b,c,d]=linmod2('dbh2')；sys=ss(a,b,c,d)； step(sys)
(3)根据题目要求，调用函数命令impuls()编写求单位阶跃扰动响应、单位冲激 扰动响应的MATLAB程序段。 ?3.m %
[a,b,c,d]=linmod2('dbh3');sys=ss(a,b,c,d);figure(1);step(sys);figure(2); impulse(sys)
程序中dbh3.mdl结构图即图8。运行该程序段可得系统的单位阶跃扰动响应曲 线，如图9所示；单位冲激扰动响应曲线如图10所示。请注意设置图8中信号综合点2的极性，当为阶跃扰动信号时取负极性，为单位冲激扰动信号时取正极性。
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图7 单闭环调速系统的扰动信号作用结构图
图8 dbh3.mdl结构图
图9
图10
这里讨论的单闭环调速系统，转速调节器采用PI调节器后不仅能够保证动态稳定，而且可以消除稳态误差，此外还可以通过引入电流截止负反馈，能限制电流冲击。但是，系统的动态性能不能令人满意，因为这种单闭环调速系统，不能在充分利用直流电动机过载能力的条件下获得快速响应，对扰动的抑制能力也较差，因此其应用范围受到一定的限制。
转速、电流双闭环调速系统，把转速、电流分开控制，因而设置转速、电流两个调节器，并以外环转速调节器的输出作为内环电流调节器的给定，这就形成了转速、电流双闭环调速系统。这种双环系统与单环系统相比，具有动态响应快、抗干扰能力强等优点，是直流自动调速系统的一种基本形式。