SIMULINK仿真基础39736
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第六讲 SIMULINK仿真基础
Sinks（输出方式或接收器库）
Sources（输入源库） User-Defined Functions （用户自定义函数库）
1、连续系统模型库（Continuous）
Derivative：输入信号微分 Integrator：输入信号积分 State-Space：线性状态空间系统模型 Transfer-Fcn：线性传递函数模型 Transport Delay：对输入信号进行固定时间延迟 Variable Transport Delay：对输入信号进行可变时间延迟 Zero-Pole：以零极点表示的传递函数模型
结果是在桌面上出现一个用图标形式显示的Library :simulink3的 Simulink模块库窗口。
两种模块库窗口界面只是不同的显示形式，用户可以根据各人喜好进 行选用，一般说来第二种窗口直观、形象，易于初学者，但使用时会 打开太多的子窗口。
模块描述
系统模块
公共模型库
专业模型库ຫໍສະໝຸດ 启动 2 的库浏览器窗口第二节Simulink模型的构建
对Simulink库浏览器的基本操作主要包括： 使用鼠标左键单击模型库，则在Simulink 库浏览器右边的一栏中显示该库中的所有 模块； 使用鼠标左键单击系统模块，则会在模块 描述栏中显示该模块的功能描述； 使用鼠标右键单击系统模块，可以得到该 模块的帮助信息，将模块拖进系统模型中 可以查看模块的参数设置。
10. 信号路由库（ Signal roution ）续 手动选择器 合并输入信号为一个输出 多端口输出选择器 信号组合器 选择或 重组信号 两端口输出选择器
11. 输出方式库（ Sinks ）
以数值形式显示
浮点信号显示器 子系统或模型输出口 信号显示器 输入非零时停止仿真
第五章、SIMULINK仿真基础
8) 参数设定：用鼠标双击模块，就可以进入模块的参数设定窗口，从而 对模块进行参数设定。参数设定窗口包含了该模块的基本功能帮助， 为获得更详尽的帮助，可以点击其上的help按钮。通过对模块的参数 设定，就可以获得需要的功能模块。
9) 属性设定：选中模块，打开Edit菜单的Block Properties可以对模块进 行属性设定。包括Description属性、 Priority优先级属性、Ta软件SIMULA类似，所以
1992年正式将该软件更名为SIMULINK。 SIMULINK的出现，给动态系统建模、设计、仿真和分析与带来
了极大的方便。顾名思义，该软件的名称表明了该系统的两个主
要功能：Simu（仿真）和Link（连接），即该软件可以利用鼠标 在模型窗口上绘制出所需要的控制系统模型，然后利用
4) 转向：为了能够顺序连接功能模块的输入和输出端，功能模块有时 需要转向。在菜单Format中选择Flip Block旋转180度，选择Rotate Block顺时针旋转90度。或者直接按Ctrl+F键执行Flip Block，按 Ctrl+R键执行Rotate Block。 5) 改变大小：选中模块，对模块出现的4个黑色标记进行拖曳即可。 6) 模块命名：先用鼠标在需要更改的名称上单击一下，然后直接更改 即可。名称在功能模块上的位置也可以变换180度，可以用Format菜 单中的Flip Name来实现，也可以直接通过鼠标进行拖曳。Hide Name可以隐藏模块名称。 7) 颜色设定： Format菜单中的Foreground Color可以改变模块的前景颜 色，Background Color可以改变模块的背景颜色；而模型窗口的颜色 可以通过Screen Color来改变。
10) 模块的输入输出信号：模块处理的信号包括标量信号和向量信号；标 量信号是一种单一信号，而向量信号为一种复合信号，是多个信号的 集合，它对应着系统中几条连线的合成。缺省情况下，大多数模块的 输出都为标量信号，对于输入信号，模块都具有一种“智能”的识别 功能，能自动进行匹配。某些模块通过对参数的设定，可以使模块输 出向量信号。
第三章.Simulink仿真
第三章 Simulink仿真基础
（1）分析仿真系统。温度与电量之间是线性关系，所以可得输入和输出之间 的关系式为
第三章 Simulink仿真基础
（2）创建Simulink模型文件。
未修饰的仿真系统图
第三章 Simulink仿真基础
（3）设置模块参数。根据系统的实际物理意义，修改各模块标签名称。
3.5.2 仿真参数设置
1
仿真时间 根据待仿真系统的特性确定。
2
选择仿真算法 主要有欧拉法、阿达姆斯法和尤格库塔法。根据仿真步长，可 以分为变步长算法和固定步长算法两种。
第三章 Simulink仿真基础
3.5.3 示波器的使用
双击示波器模块，即可弹出示波器窗口，如右图所示。
1
示波器参数
单击示波器参数按钮，即可弹出示波器参数对话框，该对 话框有三个选项卡。 （1）General Number of Axes: 设定示波器y轴数量。 Time range： Tick labels： 设定示波器时间轴的最大值。 用于选取数据取样方式。
根据要求用信号线连接各模块。
6
修改外接端子标签并重新定义子系统标签，使子系统更具可读性。
第三章 Simulink仿真基础
2. 组合已存在的模块 当用户的模型中已经存在子系统所需的所有模块，并且已经做好正 确的连接时，就可以使用该方法。具体步骤如下：
1 2
打开已存在的模型。
选中要组合子系统的所有对象，包括各模块及连接线。
第三章
SIMULINK仿真基础
第三章 Simulink仿真基础
Simulink是MATLAB的一个工具箱，它的特点是具有独特的界面 以及独特的“编程技术”，而且源代码不开放。
Simulink仿真基础(1)
信号线
步骤：
（3）设置模块参数：通过双击模块或弹出菜单，可打开该
模块的属性对话框，可设置参数。
如：
Sum：“Icon shape” 设置为“rectangular”， “List of signs”设置为“|+-”。 Transfer Fcn：分母多项式“Denominator” 设置为 “[1 0.6 0]”。 设置传递函数 Step：“Step time”设置为0。
人口数目在 0 至 100 （年） 之间的变化 趋势， 人口逐 渐块放入模型窗口，如：
在“Sources”库中选“step”模块， 在“Continuous”库中选“Transfer Fcn”模块， 在“Math Operations”库中选“Sum”模块， 在“Sinks”库选择“Scope”模块。
步骤：
（2）连接各模块，从信号线引出分支点，构成 闭环系统。
★ 适应面广。包括线性、非线性系统；连续、离散及 混合系统；单任务、多任务离散时间系统。
Simulink文件操作
Simulink模型的文件为MDL模型文件，扩展名为.mdl， 以ASCII码形式存储。
1、新建文件 新建仿真模型文件主要有以下几种方式： ★ 在Matlab命令窗口选择 “File”“New”“Model” ★ 在命令窗口运行simulink命令，在弹出的模块库浏 览器窗口中选择“File”“New”“Model” ★在Simulink模型窗口中选择 “File”“New”“Model”
Simulink建模与仿真基础(1)
Simulink简介
Simulink是Matlab的仿真工具箱，可以用来对 动态系统进行建模、仿真和分析，支持连续的、离散 的以及线性的和非线性的系统。具有以下特点： ★ 用绘制方框图代替编写程序，结构和流程清晰；
步骤：
（3）设置模块参数：通过双击模块或弹出菜单，可打开该
模块的属性对话框，可设置参数。
如：
Sum：“Icon shape” 设置为“rectangular”， “List of signs”设置为“|+-”。 Transfer Fcn：分母多项式“Denominator” 设置为 “[1 0.6 0]”。 设置传递函数 Step：“Step time”设置为0。
人口数目在 0 至 100 （年） 之间的变化 趋势， 人口逐 渐块放入模型窗口，如：
在“Sources”库中选“step”模块， 在“Continuous”库中选“Transfer Fcn”模块， 在“Math Operations”库中选“Sum”模块， 在“Sinks”库选择“Scope”模块。
步骤：
（2）连接各模块，从信号线引出分支点，构成 闭环系统。
★ 适应面广。包括线性、非线性系统；连续、离散及 混合系统；单任务、多任务离散时间系统。
Simulink文件操作
Simulink模型的文件为MDL模型文件，扩展名为.mdl， 以ASCII码形式存储。
1、新建文件 新建仿真模型文件主要有以下几种方式： ★ 在Matlab命令窗口选择 “File”“New”“Model” ★ 在命令窗口运行simulink命令，在弹出的模块库浏 览器窗口中选择“File”“New”“Model” ★在Simulink模型窗口中选择 “File”“New”“Model”
Simulink建模与仿真基础(1)
Simulink简介
Simulink是Matlab的仿真工具箱，可以用来对 动态系统进行建模、仿真和分析，支持连续的、离散 的以及线性的和非线性的系统。具有以下特点： ★ 用绘制方框图代替编写程序，结构和流程清晰；
Simulink仿真操作基本教程
b) 选取模块或模块组
◼ 在 Simulink 模 型 或 模 块 库 窗
口内，用鼠标左键单击所需 模块图标，图标四角出现黑 色小方点，表明该模块已经 选中。
c) 模块拷贝及删除
◼ 在模块库中选中模块后，按 住鼠标左键不放并移动鼠标 至目标模型窗口指定位置， 释放鼠标即完成模块拷贝。
◼ 模块的删除只需选定删除的 模块，按Del键即可。
a) 启动Simulink。
➢ 单击MATLAB Command窗口工具条上的Simulink图标，或者
在MATLAB命令窗口输入simulink，即弹出图示的模块库窗 口界面(Simulink Library Browser)。该界面右边的窗口给出 Simulink所有的子模块库。
➢ 常用的子模块库有 Sources( 信 号 源 ) ， Sink( 显 示输出),Continuous(线性连 续系统)，Discrete（线性离 散系统)，Function & Table （函数与表格)，Math(数学 运算)， Discontinuities (非 线性)，Demo（演示）等。
图9-15 定步长算法
图9-16 变步长算法
第一章 Simulink动态仿真
① Solver页 ➢ Error Tolerance（误差限度）： 算法的误差是指当前状态值与当前
状态估计值的差值，分为Relative tolerance（相对限度）和Absolute tolerance（绝对限度），通常可选auto。
第一章 Simulink动态仿真
a) 启动Simulink
① 用鼠标右键点击Simulink菜单项，则弹出一菜单条，点击该菜单
条即弹出该子库的标准模块窗口.如单击左图中的【Sinks】,出现 “Open the ‘Sinks’Library”菜单条，单击该菜单条，则弹出右图所 示的该子库的标准模块窗口。
◼ 在 Simulink 模 型 或 模 块 库 窗
口内，用鼠标左键单击所需 模块图标，图标四角出现黑 色小方点，表明该模块已经 选中。
c) 模块拷贝及删除
◼ 在模块库中选中模块后，按 住鼠标左键不放并移动鼠标 至目标模型窗口指定位置， 释放鼠标即完成模块拷贝。
◼ 模块的删除只需选定删除的 模块，按Del键即可。
a) 启动Simulink。
➢ 单击MATLAB Command窗口工具条上的Simulink图标，或者
在MATLAB命令窗口输入simulink，即弹出图示的模块库窗 口界面(Simulink Library Browser)。该界面右边的窗口给出 Simulink所有的子模块库。
➢ 常用的子模块库有 Sources( 信 号 源 ) ， Sink( 显 示输出),Continuous(线性连 续系统)，Discrete（线性离 散系统)，Function & Table （函数与表格)，Math(数学 运算)， Discontinuities (非 线性)，Demo（演示）等。
图9-15 定步长算法
图9-16 变步长算法
第一章 Simulink动态仿真
① Solver页 ➢ Error Tolerance（误差限度）： 算法的误差是指当前状态值与当前
状态估计值的差值，分为Relative tolerance（相对限度）和Absolute tolerance（绝对限度），通常可选auto。
第一章 Simulink动态仿真
a) 启动Simulink
① 用鼠标右键点击Simulink菜单项，则弹出一菜单条，点击该菜单
条即弹出该子库的标准模块窗口.如单击左图中的【Sinks】,出现 “Open the ‘Sinks’Library”菜单条，单击该菜单条，则弹出右图所 示的该子库的标准模块窗口。
第十章 simulink仿真基础(原模板)
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在仿真时需要 将积分模块的 初始值设置为 -1，最终可以 得到标准的余 弦曲线。
2013-7-21
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例2：利用simulink来计算“chirp”信号和 正 弦函数信号叠加后的信号波形。 (examp10_1_2.mdl)
2013-7-21
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显示三个波形
2013-7-21
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例3：单自由度系统：
2013-7-21
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10.1.4 建模仿真
1.建模仿真的一般过程: (1)打开一个空白的编辑窗口； (2)将模块库中模块复制到编辑窗口里，并依照 给定的框图修改编辑窗口中模块的参数； (3)将各个模块按给定的框图连接起来； (4)用菜单选择或命令窗口键入命令进行仿真分 析，在仿真的同时，可以观察仿真结果，如 果发现有不正确的地方，可以停止仿真，对 参数进行修正； (5)如果对结果满意，可以将模型保存。
2013-7-21 27
注:若多个模块被选中，则这些模块可以被 当作一个整体进行操作，如移动、复制和 删除等，操作方法和单个模块的操作方法 相同。 6. 修改模块名 鼠标左键双击模块名，则模块名进行编辑 状态。编辑完标签后，在模块名外的任意 位置上单击鼠标，则新的模块名将被承认。
2013-7-21
第十章 SIMULNK仿真基础
2013-7-21
1
主要内容
SIMILINK与建模仿真 模块的基本操作 运行仿真 基本模块介绍 连续系统 子系统及其封装技术
2013-7-21
2
10.1 SIMULINK与建模仿真
10.1.1 SIMULINK
1. SIMULINK是MATLAB软件的扩展，它是实现动态系 统建模和仿真的一个软件包，它与MATLAB语言的 主要区别在于，其与用户交互接口是基于Windows 的模型化图形输入，其结果是使得用户可以把更 多的精力投入到系统模型的构建，而非语言的编 程上。 2.所谓模型化图形输入是指SIMULINK提供了一些按 功能分类的基本的系统模块，用户只需要知道这 些模块的输入输出及模块的功能，而不必考察模 块内部是如何实现的，通过对这些基本模块的调 用，再将它们连接起来就可以构成所需要的系统 模型（以.mdl文件进行存取），进而进行仿真与 分析。
第五章 SIMULINK仿真基础
一、什么是1IntegratorDerivativeState-SpaceTransfer-FcnZero-PoleMemoryTransport Delay Variable Transport Delay2Discrete-time Integrator Discrete Filter Discrete State-Space Discrete Transfer-Fcn Discrete Zero-Pole First-Order HoldZero-Order HoldUnit Delay3FcnMATLAB FcnS-FunctionLook-Up Table Look-Up Table(2-D)4SumProductDot ProductGainMath Function数学函数Trigonometric Function MinMaxAbsSignLogical OperatorRelational Operator Complex to Magnitude-Angle Magnitude-Angle to Complex Complex to Real-Imag Real-Imag to Complex5SaturationRelaySwitch输入端而来，否则输出由第三个输入端而来。
Manual Switch6In1Out1Mux Demux Ground Terminator SubSystem7ScopeXY GraphTo Workspace To File(.mat)8ConstantClockFrom Workspace From File(.mat) Pulse Generator Repeating Sequence Signal Generator意波。
Sine WaveStep1（（（2❑SIMULNK❑母系统。
❑子系统的图标和设置参数对话框。
功能模块的基本操作，包括模块的移动、复制、删除、转向、改变大小、模块命名、颜色设定、参数设定、属性设定、模块输入输出信号等。
Simulink电路仿真入门基础
Gain： 增益 作为后续模块的增益系数。
Continuous模块
Transfer Fcn 传递函数，设置 numerator选
项，分子多项式系数的降幂排列。 Denominator选 项，分母多项式系数的降幂排列。
2021/8/6
7
Sinks模块
Sinks模块库中的模块主要功能是接受信号，并且将接受的信号显示出来。
2021/8/6
15
·Parallel RLC Branch 并联RLC 支路，设置参数可 以去掉任一元件，将其变为单独的电阻、电容或电 感的支路。
将Parallel RLC Branch 模块设置成单一电阻 时，应将参数：“Resistance”设置为所仿真电阻 的真实值，“Inductance”设置为inf ， “Capacitance”设置为0 ；
示波器模块可以接受多个输入信号，每个端口的输入信号都将在
一个坐标轴中显示。如果是向量或矩阵信号，则以不同的颜色表示每个元
素信号；如果信号本身是离散的，则显示信号的阶梯图。
2021/8/6
8（1Biblioteka 示波器的工具栏2021/8/6
9
（2）坐标轴的范围调整
在坐标框内单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中执 行“Axes properties ”命令，可以对坐标轴进行调整， 如图4.1-1所示。“Y-min”、“Y-max”分别是设置Y 轴的 最小值和最大值，在“Title”中可以为坐标轴取个名字， 默认是以输入信号线的标签作为坐标轴的名字。
Sources 模块
阶跃函数，起始时间是第1秒而非0秒。双击step
模块，对仿真起始时间(step time)和阶跃值(Initial value,
Final value)的大小进行设置。
Continuous模块
Transfer Fcn 传递函数，设置 numerator选
项，分子多项式系数的降幂排列。 Denominator选 项，分母多项式系数的降幂排列。
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Sinks模块
Sinks模块库中的模块主要功能是接受信号，并且将接受的信号显示出来。
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·Parallel RLC Branch 并联RLC 支路，设置参数可 以去掉任一元件，将其变为单独的电阻、电容或电 感的支路。
将Parallel RLC Branch 模块设置成单一电阻 时，应将参数：“Resistance”设置为所仿真电阻 的真实值，“Inductance”设置为inf ， “Capacitance”设置为0 ；
示波器模块可以接受多个输入信号，每个端口的输入信号都将在
一个坐标轴中显示。如果是向量或矩阵信号，则以不同的颜色表示每个元
素信号；如果信号本身是离散的，则显示信号的阶梯图。
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8（1Biblioteka 示波器的工具栏2021/8/6
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（2）坐标轴的范围调整
在坐标框内单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中执 行“Axes properties ”命令，可以对坐标轴进行调整， 如图4.1-1所示。“Y-min”、“Y-max”分别是设置Y 轴的 最小值和最大值，在“Title”中可以为坐标轴取个名字， 默认是以输入信号线的标签作为坐标轴的名字。
Sources 模块
阶跃函数，起始时间是第1秒而非0秒。双击step
模块，对仿真起始时间(step time)和阶跃值(Initial value,
Final value)的大小进行设置。