第六章Simulink组件的基本使用方法
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第六章SIMULINK仿真基础
第6章
SIMULINK仿真基础
2013-9-15
本部分内容
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 SIMULINK简介 Simulink模块的操作 SIMULINK仿真的运行 Simpowersystems及其应用 子系统的创建和封装(补充)
引言
在工程实际中，控制系统的结构往往很复杂，如果不借助
Solver options（仿真算法选择）: 定步长支持的算法可在Fixed step size编辑框中指定步 长或选择auto，离散系统一般默认地选择定步长算法， 在实时控制中则必须选用定步长算法； 变步长支持的算法，对于连续系统仿真一般选择ode45 （四/五阶龙格-库塔法），步长范围使用auto项。
即
示波器:显示在仿真过程产生的信号波形。双击 该图标,弹出示波器窗如右图所示：
打开示波器属 性对话框
设置为浮动示波 器 把当前轴的设置 保存为该示波器 的缺省设置
分别管理X-Y、X 和Y轴向变焦
取当前窗中信号 最大、最小值为 纵坐标的上下限
示波器属性对话框
设置Y轴个数 设置显示的时间范围 选择轴的标注方法 确定显示频度(每隔n-1个数 据 点 显 示 一 次 ) 确定显示点的时间间隔(缺省 为 0 表 示 连 续 显 示 )
Discrete State-Space：离散状态空间系统模型
Discrete Transfer-Fcn：离散传递函数模型
First-Order Hold：一阶采样和保持器 Zero-Order Hold：零阶采样和保持器
Unit Delay：一个采样周期的延时
3、Function&Tables（函数和平台模块） --------function.mdl
SIMULINK仿真基础
2013-9-15
本部分内容
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 SIMULINK简介 Simulink模块的操作 SIMULINK仿真的运行 Simpowersystems及其应用 子系统的创建和封装(补充)
引言
在工程实际中，控制系统的结构往往很复杂，如果不借助
Solver options（仿真算法选择）: 定步长支持的算法可在Fixed step size编辑框中指定步 长或选择auto，离散系统一般默认地选择定步长算法， 在实时控制中则必须选用定步长算法； 变步长支持的算法，对于连续系统仿真一般选择ode45 （四/五阶龙格-库塔法），步长范围使用auto项。
即
示波器:显示在仿真过程产生的信号波形。双击 该图标,弹出示波器窗如右图所示：
打开示波器属 性对话框
设置为浮动示波 器 把当前轴的设置 保存为该示波器 的缺省设置
分别管理X-Y、X 和Y轴向变焦
取当前窗中信号 最大、最小值为 纵坐标的上下限
示波器属性对话框
设置Y轴个数 设置显示的时间范围 选择轴的标注方法 确定显示频度(每隔n-1个数 据 点 显 示 一 次 ) 确定显示点的时间间隔(缺省 为 0 表 示 连 续 显 示 )
Discrete State-Space：离散状态空间系统模型
Discrete Transfer-Fcn：离散传递函数模型
First-Order Hold：一阶采样和保持器 Zero-Order Hold：零阶采样和保持器
Unit Delay：一个采样周期的延时
3、Function&Tables（函数和平台模块） --------function.mdl
实验2、SIMULINK基本用法
SIMULINK的基本知识
一、SIMULINK的启动
1、在MATLAB命令窗口中输入simulink 结果是在桌面上出现一个称为Simulink Library Browser的窗口， 在这个窗口中列出了按功能分类的各种模块的名称。
2 、当然用户也可以通过MATLAB主窗口的快捷按钮来打开
Simulink Library Browser窗口。
2) 用鼠标将这些需要组合的功能模块框住，然后选择Edit菜单下的 Create Subsystem即可。
三、自定义功能模块的封装
exp5_7.mdl exp5_8.mdl exp5_9.mdl exp5_10.mdl
上面提到的两种方法都只是创建一个功能模块而已，如果要命名该 自定义功能模块、对功能模块进行说明、选定模块外观、设定输入 数据窗口，则需要对其进行封装处理。
1) 移动：选中模块，按住鼠标左键将其拖曳到所需的位置即可。若要 脱离线而移动，可按住shift键，再进行拖曳。
2) 复制：选中模块，然后按住鼠标右键进行拖曳即可复制同样的一个 功能模块。
3) 删除：选中模块，按Delete键即可。若要删除多个模块，可以同时 按住Shift键，再用鼠标选中多个模块，按Delete键即可。也可以用鼠 标选取某区域，再按Delete键就可以把该区域中的所有模块和线等 全部删除。
c) Assignment属性用于配合Control type的不同选择来提供不同的变量值， 变量值有Evaluate和Literal两种，其含义如下：
Assignment
Control type
Evaluate
Literal
Edit
输入的文字是程序执行时所用的变量值； 输入内容作字符串处理
一、SIMULINK的启动
1、在MATLAB命令窗口中输入simulink 结果是在桌面上出现一个称为Simulink Library Browser的窗口， 在这个窗口中列出了按功能分类的各种模块的名称。
2 、当然用户也可以通过MATLAB主窗口的快捷按钮来打开
Simulink Library Browser窗口。
2) 用鼠标将这些需要组合的功能模块框住，然后选择Edit菜单下的 Create Subsystem即可。
三、自定义功能模块的封装
exp5_7.mdl exp5_8.mdl exp5_9.mdl exp5_10.mdl
上面提到的两种方法都只是创建一个功能模块而已，如果要命名该 自定义功能模块、对功能模块进行说明、选定模块外观、设定输入 数据窗口，则需要对其进行封装处理。
1) 移动：选中模块，按住鼠标左键将其拖曳到所需的位置即可。若要 脱离线而移动，可按住shift键，再进行拖曳。
2) 复制：选中模块，然后按住鼠标右键进行拖曳即可复制同样的一个 功能模块。
3) 删除：选中模块，按Delete键即可。若要删除多个模块，可以同时 按住Shift键，再用鼠标选中多个模块，按Delete键即可。也可以用鼠 标选取某区域，再按Delete键就可以把该区域中的所有模块和线等 全部删除。
c) Assignment属性用于配合Control type的不同选择来提供不同的变量值， 变量值有Evaluate和Literal两种，其含义如下：
Assignment
Control type
Evaluate
Literal
Edit
输入的文字是程序执行时所用的变量值； 输入内容作字符串处理
第六章 Simulink
From File参数设置
传递函数(Transfer function) 参数设置
Numerator为分子多项式系数 Denominator为分母多项式系数
传递函数模块参数设置
示波器(Scope) 参数设置
Y坐标变焦 打开参数对话框 X-Y坐标变焦 X坐标变焦
纵坐标的 自动刻度
恢复保存 过的坐标 设置 浮动示波器 把当前的 坐标设置 保存
点击新建模型窗
Simulink库浏览器
一个例子：建构脉冲输出模型
一个例子：建构脉冲输出模型
2． 建构模型。 （1） 打开函数库的Sources模块库，选择信号源。 （2） 打开函数库的Sinks模块库，将scope模块拖到模 型建构窗口。 （3） 连接两个模块。 （4） 调整模块参数。
一个例子：建构脉冲输出模型
运用基本命令构建模型
(2) 信号线操作：
连接模块。 移动线段。 分割线段。 分支线段。
运用基本命令构建模型
（3）对模型的其他操作
模块参数的改变。 插入模块。 信号线标识。 分离模块。 复原操作。 对模型的注释。
常用的Source库信源模块
名称 功能 说明
Clock
（连续）仿真时 钟
输出每个仿真步 点的时刻
Zero-Order Hold
First-Order Hold Unit Delay
零阶保持器
一阶保持器 采样保持，延迟一个周期
正弦信号参数设置
Amplitude为正弦幅值（以A表 示） Bias为幅值偏移值 (以B表示) Frequency为正弦频率 (以w表 示) Phase为初始相角 (以p表示) Sample time为采样时间 正弦信号可表示为 A*sin(wt+p)+B
第六章 Simulink组件的基本使用方法.
Matlab基础与应用
Simulink组件的基本构成
数学运算模块组（Math Operations） 数学运算模块组内的模块用于对输入信号进行数学操作。
Abs：取绝对值，求取输入信号的绝对值。 Real-Image to Complex：实部虚部合成复数，根据输入的 实部和虚部构建复数信号。 Gain：增益模块，输出为输入与增益的乘积。 Math Function：数学函数模块，对输入信号实现特定的数 学函数运算。 还有其他的一些数学运算模块，其功能是显而易见的，包括 Sum：加减运算模块；Product：乘运算；Dot Product：点 乘运算；Trigonometric Function：三角函数；MinMax：最 值运算；Sign：符号函数；
其他模块 Simulink中还有很多实现其他功能的模块，包括断续模块 组、查表模块组、模型校验模块组等。
Matlab基础与应用
Simulink模型的建立与仿真
模型窗口的建立和保存 模块的有关操作
模块大小调整 模块旋转 模块连接 模块标签的改变 增加阴影 模块参数修正
联机帮助系统 模块输出与打印
Matlab基础与应用
Hale Waihona Puke Simulink组件的基本构成
连续模块组（Continuous） 连续模块组内的模块主要用于对连续系统建模。
Derivative：数值微分器模块，其作用是将输入端的信号经 过一阶数值微分，在输出端输出。
Transfer-Fcn：传递函数模块，使用分子分母多项式的形式
给出传递函数。 Integrator：积分器模块，对输入进行积分，可以设定初始条 件。
Matlab基础与应用
Simulink模型仿真举例
Simulink组件的基本构成
数学运算模块组（Math Operations） 数学运算模块组内的模块用于对输入信号进行数学操作。
Abs：取绝对值，求取输入信号的绝对值。 Real-Image to Complex：实部虚部合成复数，根据输入的 实部和虚部构建复数信号。 Gain：增益模块，输出为输入与增益的乘积。 Math Function：数学函数模块，对输入信号实现特定的数 学函数运算。 还有其他的一些数学运算模块，其功能是显而易见的，包括 Sum：加减运算模块；Product：乘运算；Dot Product：点 乘运算；Trigonometric Function：三角函数；MinMax：最 值运算；Sign：符号函数；
其他模块 Simulink中还有很多实现其他功能的模块，包括断续模块 组、查表模块组、模型校验模块组等。
Matlab基础与应用
Simulink模型的建立与仿真
模型窗口的建立和保存 模块的有关操作
模块大小调整 模块旋转 模块连接 模块标签的改变 增加阴影 模块参数修正
联机帮助系统 模块输出与打印
Matlab基础与应用
Hale Waihona Puke Simulink组件的基本构成
连续模块组（Continuous） 连续模块组内的模块主要用于对连续系统建模。
Derivative：数值微分器模块，其作用是将输入端的信号经 过一阶数值微分，在输出端输出。
Transfer-Fcn：传递函数模块，使用分子分母多项式的形式
给出传递函数。 Integrator：积分器模块，对输入进行积分，可以设定初始条 件。
Matlab基础与应用
Simulink模型仿真举例
matlab之simulink最通俗教程
matlab之simulink最通俗教程Simulink是MATLAB的一个重要工具箱，用于建模和仿真控制系统。
Simulink提供了一种图形化建模环境，可以方便地构建复杂系统，并对其进行仿真和分析。
本文将详细介绍Simulink的基本原理和使用方法，以便初学者快速入门。
Simulink模型由各种模块组成，这些模块可以是系统组件、数学算法或信号处理函数。
用户可以使用Simulink库中的预定义模块，也可以自己编写MATLAB函数来创建自定义模块。
模块之间的连接通过信号线进行，可以传递各种类型的信号，如数值、布尔值和字符串。
使用Simulink建模的第一步是创建一个新模型。
在MATLAB命令窗口中输入“simulink”命令即可打开Simulink库浏览器。
然后，可以从左侧的“Simulink Library Browser”面板中拖动所需的模块到模型窗口中。
常用的模块包括输入输出模块、数学运算模块和逻辑控制模块。
在模型中添加模块后，可以使用鼠标将它们连接在一起。
要创建连接线，只需点击模块输出端口并将鼠标拖动到另一个模块的输入端口。
连接线将自动连接两个模块，形成信号传递路径。
连接线上可以添加箭头标记，用于指定信号的流动方向。
模型的参数和设置可以在模型窗口的右侧“Properties”面板中进行调整。
例如，可以设置模块的初始状态、仿真时间范围和采样时间。
还可以为模块添加注释、设置显示颜色和调整模块大小等。
Simulink提供了多种仿真和分析工具，用于评估模型的性能和行为。
可以使用“Simulate”按钮开始仿真并观察模型的实时响应。
仿真结果可以以图表或波形图的形式显示，并可以保存和导出到MATLAB工作空间中进行后续处理。
还可以使用模型验证和优化工具来检查模型的准确性和效率。
除了基本的建模和仿真功能外，Simulink还支持代码生成和硬件连接。
可以将Simulink模型转换为C代码，并嵌入到嵌入式系统中。
simulink技巧
simulink技巧Simulink是一种功能强大的模型设计和仿真工具，广泛应用于控制系统、信号处理、通信系统等领域。
在Simulink中，我们可以通过拖拽和连接不同的模块来构建系统模型，并进行仿真和分析。
本文将介绍一些Simulink的技巧，帮助读者更好地使用这个工具。
首先，了解Simulink的基本操作是非常重要的。
在Simulink中，我们可以通过拖拽模块库中的模块来构建系统模型。
可以使用鼠标左键点击模块库中的模块，然后将其拖拽到模型窗口中。
连接模块之间的信号可以使用鼠标左键点击模块的输出端口，然后将其拖拽到另一个模块的输入端口上。
通过这种方式，我们可以构建出复杂的系统模型。
其次，了解Simulink的参数设置是非常重要的。
在Simulink中，每个模块都有一些参数可以设置，以满足系统设计的需求。
可以通过双击模块来打开参数设置窗口，然后根据需要进行参数设置。
例如，对于一个增益模块，可以设置增益的值；对于一个积分模块，可以设置积分的初始值。
通过合理设置参数，可以使系统模型更加准确和稳定。
另外，Simulink还提供了丰富的信号处理和分析工具。
在模型窗口中，可以使用鼠标右键点击信号线，然后选择“显示信号”来查看信号的波形。
可以使用鼠标右键点击模块，然后选择“显示输出”来查看模块的输出信号。
此外，还可以使用鼠标右键点击模块，然后选择“显示参数”来查看模块的参数设置。
通过这些信号处理和分析工具，可以更好地理解系统模型的行为和性能。
此外，Simulink还支持MATLAB脚本的编写和调用。
可以在模型窗口中使用鼠标右键点击空白处，然后选择“插入->MATLAB函数”来插入一个MATLAB函数模块。
在这个模块中，可以编写MATLAB脚本来实现一些复杂的计算和算法。
通过调用MATLAB脚本，可以进一步扩展Simulink的功能和灵活性。
最后，Simulink还支持代码生成和硬件连接。
可以使用Simulink Coder将Simulink模型生成C代码，然后在嵌入式系统中运行。
Simulink组件的基本使用方法
信号源模块组（Sources） 这一部分的模块包括各种常用的输入信号，其内容主要包 括：
Constant：常数模块，可以产生一个常数值，用作给定输入。 Signal Generator：信号发生器，可以产生正弦、方波、锯 齿波及随意波。 Step：阶跃波信号，可生成一个按给定的时间开始的阶跃信 号，信号的初始值和终值都可以设定。
Matlab基础与应用
Simulink组件的基本构成
连续模块组（Continuous） 连续模块组内的模块主要用于对连续系统建模。
Derivative：数值微分器模块，其作用是将输入端的信号经 过一阶数值微分，在输出端输出。
Transfer-Fcn：传递函数模块，使用分子分母多项式的形式
给出传递函数。 Integrator：积分器模块，对输入进行积分，可以设定初始条 件。
在传输给输出信号。 Variable Transport Delay：可变时间延迟模块。
Matlab基础与应用
Simulink组件的基本构成
离散模块组（Discrete）
Unit Delay：单位延迟模块，将输入信号做单位延时并保持 一个采样周期，可以设置采样周期和初始值。 Zero-Order Hold：零阶保持器，在一个计算步长内将输出的 值保持在同一个值上。 First-Order Hold：一阶保持器，依照一阶插值的方法计算下 一个步长下的输出值。 Discrete-time Integrator：离散时间积分器，实现离散的欧 拉积分，可以设置初值和采样时间。 Discrete Transfer-Fcn：离散传递函数模型，与连续传递函 数结构相同，可以设置采样时间。
Matlab基础与应用
Simulink组件的基本构成
Constant：常数模块，可以产生一个常数值，用作给定输入。 Signal Generator：信号发生器，可以产生正弦、方波、锯 齿波及随意波。 Step：阶跃波信号，可生成一个按给定的时间开始的阶跃信 号，信号的初始值和终值都可以设定。
Matlab基础与应用
Simulink组件的基本构成
连续模块组（Continuous） 连续模块组内的模块主要用于对连续系统建模。
Derivative：数值微分器模块，其作用是将输入端的信号经 过一阶数值微分，在输出端输出。
Transfer-Fcn：传递函数模块，使用分子分母多项式的形式
给出传递函数。 Integrator：积分器模块，对输入进行积分，可以设定初始条 件。
在传输给输出信号。 Variable Transport Delay：可变时间延迟模块。
Matlab基础与应用
Simulink组件的基本构成
离散模块组（Discrete）
Unit Delay：单位延迟模块，将输入信号做单位延时并保持 一个采样周期，可以设置采样周期和初始值。 Zero-Order Hold：零阶保持器，在一个计算步长内将输出的 值保持在同一个值上。 First-Order Hold：一阶保持器，依照一阶插值的方法计算下 一个步长下的输出值。 Discrete-time Integrator：离散时间积分器，实现离散的欧 拉积分，可以设置初值和采样时间。 Discrete Transfer-Fcn：离散传递函数模型，与连续传递函 数结构相同，可以设置采样时间。
Matlab基础与应用
Simulink组件的基本构成
第六章 simulink模块库介绍
图 29
4、backlash（磁滞回环）模块
该系统可以在三种模式之一： Disengaged —在这种模式下，输入不驱动输出，输 出保持不变。 Engaged in a positive direction —在这种模式下，输 入增加（具有正斜率），输出等于输入减去死区宽度 的一半。 Engaged in a negative direction —在这种模式下， 输入降低（具有负斜率），输出等于输入加上死区宽 度的一半。
1、总线信号生成与总线信号选择模块
Bus creator用于将多个信号合成为一个总线信号； Bus selector选择总线信号的一个或多个。 如图2所示，有三种输入信号：正弦、阶跃、脉冲。 为便于观察，设置阶跃信号阶跃时间为1.2s，初始值 为0，终止值为0.5（如图3所示）。Bus creator输入 信号改为3（图4）。Bus selector选择信号1和3（图 5）。双击scope模块，再单击Parameters参数，将坐 标数改为2。最终运行效果如图6所示。
k x if x0 b (x ) 0 if x0
设m为人的质量，g是重力加速度，a1、a2是空气 阻尼系数，则系统方程可以表示为
m x m g b ( x ) a x a | x | x 1 2
在MATLAB中建立这个方程的Simulink模型，这 里需要使用两个积分器，因为方程中包含的导数的最 高阶数为2，一旦x及其导数模型建立完毕，则可以使 用一个增益模块(Gain模块)表示空气阻力比例系数， 并使用Function模块表示空气阻力中的非线性部分。 因为b(x)是通过门槛为0的x条件式确定的，所以这里 使用一个Switch模块来实现判断条件。最终的系统 Simulink模型方块图如图24 所示。
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Pulse Generator：脉冲发生器，产生脉冲信号的模块。 Sine Wave：正弦波信号，产生正弦波的模块。 Repeating Sequence：重复信号，产生不同规律重复信号
的模块。
Matlab基础与应用
Simulink组件的基本构成
连续模块组（Continuous） 连续模块组内的模块主要用于对连续系统建模。
State-Space：线性状态空间模块，使用矩阵形式表示的系 统模型，可以给出初值。
Zero-Pole：零极点传递函数模块，用指定的零极点建立连 续系统模型，输入可以是向量或者标量。
Transport Delay：时间延迟模块，将输入延迟指定的时间后， 在传输给输出信号。
Variable Transport Delay：可变时间延迟模块。
再减去月末的还款额 p(k)。于是第 k 月月末的余额：
b(k) rb(k 1) p(k)
其中 r 1 I ， I 为月利息。假设初始贷款余额为15000 元，利率为1%，每月偿还200元，试计算100次偿还后的 贷款余额。 根据题目要求建立模型，进行仿真。模型及仿真结果见 下图。
Matlab基础与应用
Constant：常数模块，可以产生一个常数值，用作给定输入。 Signal Generator：信号发生器，可以产生正弦、方波、锯
齿波及随意波。 Step：阶跃波信号，可生成一个按给定的时间开始的阶跃信
号，信号的初始值和终值都可以设定。 Clock：时钟信号，输出仿真中的当前时间，以秒为单位。 From File(.mat)：来自数据文件，从文件读数的模块，可
模型库浏览器（Library Browser） 在matlab的命令窗口中键入 simulink，或者在matlab工具栏 中单击simulink模块库按钮，就 可以打开simulink库，如右图所 示。
Matlab基础与应用
Simulink组件的基本构成
信号源模块组（Sources） 这一部分的模块包括各种常用的输入信号，其内容主要包 括：
Matlab基础与应用
Simulink组件的基本构成
离散模块组（Discrete）
Unit Delay：单位延迟模块，将输入信号做单位延时并保持 一个采样周期，可以设置采样周期和初始值。
Zero-Order Hold：零阶保持器，在一个计算步长内将输出的 值保持在同一个值上。
First-Order Hold：一阶保持器，依照一阶插值的方法计算下 一个步长下的输出值。
Matlab基础与应用
Simulink模型的建立与仿真
模型窗口的建立和保存 模块的有关操作
模块大小调整 模块旋转 模块连接 模块标签的改变 增加阴影 模块参数修正
联机帮助系统 模块输出与打印 模型仿真
Matlab基础与应用
Simulink模型的建立与仿真
仿真参数设置 在模型窗口选择菜单“Simulation”“Configuration parameters…” 解算器（Solver）的设置 (1) 仿真时间设置(Simulation time) 仿真的起始时间(Start time) 仿真的结束时间(Stop time) (2) 解法设置(Solver options) 仿真的过程一般是求解微分方程组，“Solve options”的内 容是针对解微分方程组的设置。 (3) 输出模式Output options 变步长时可进行设置 ，可以达到不同的输出效果。
第六章 Simulink组件的基本使用方法
本章内容 Simulink简介 Simulink组件的基本构成 Simulink模型的建立与仿真 Simulink模型应用举例
Matlab基础与应用
Simulink简介
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。
仿真结果
Simulink模型仿真举例
Matlab基础与应用
谢 谢！
Matlab基础与应用
Matlab基础与应用
仿真结果
Simulink模型仿真举例
Matlab基础与应用
仿真结果
Simulink模型仿真举例
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Matlab基础与应用
Simulink模型仿真举例
x1 y x2 y
x1 x2
x2
(
x12
1)
x2
x1
Matlab基础与应用
系统模型:
Simulink模型仿真举例
Matlab基础与应用
Simulink模型仿真举例
仿真结果 4
2
data1 data2
0
-2
-4
0
2
4
6
8 10 12 14 16 18 20
4 2 0 -2 -4 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5
Sum：加减运算模块；Product：乘运算；Dot Product：点 乘运算；Trigonometric Function：三角函数；MinMax：最 值运算；Sign：符号函数；
Matlab基础与应用
Simulink组件的基本构成
输出池模块组（Sinks）
Out1：输出端口模块，代表整个系统的输出端子。 Scope：示波器，是显示数据结果的有效形式。 XY Graph：XY示波器模块，显示二维图形。 To File(.mat)：将输出写入数据文件，该模块把它的输入值
定的常数进行组合逻辑运算。 Logical Operator：逻辑运算模块，对信号进行逻辑运算。 Relational Operator：关系运算模块，进行关系运算。
Matlab基础与应用
Simulink组件的基本构成
数学运算模块组（Math Operations） 数学运算模块组内的模块用于对输入信号进行数学操作。
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。
Matlab基础与应用
Simulink组件的基本构成
Matlab基础与应用
Simulink模型仿真举例
直接利用传递函数方法 带有磁滞回线的非线性环节 控制系统框图如下所示，其中磁滞宽度 c1 1
通过simulink建立模型
Matlab基础与应用
仿真结果
Simulink模型仿真举例
Matlab基础与应用
Simulink模型仿真举例
离散系统 分期还款问题 设每个月月末贷款余额 b(k)为月初余额与月利息的和，
Abs：取绝对值，求取输入信号的绝对值。 Real-Image to Complex：实部虚部合成复数，根据输入的
实部和虚部构建复数信号。 Gain：增益模块，输出为输入与增益的乘积。 Math Function：数学函数模块，对输入信号实现特定的数
学函数运算。 还有其他的一些数学运算模块，其功能是显而易见的，包括
Matlab基础与应用
Simulink模型仿真举例
状态空间方法 例1：二阶阻尼系统
考虑图中的阻尼二阶系统，设阻尼系数 c 1.0 ，弹簧弹性 系数为 k 2 ，小车质量 m 5kg 。系统无输入，初始位置 距平衡点 1.0m 。试模拟小车的运动。
Matlab基础与应用
Simulink模型仿真举例
间的状态空间模模块，实现IIR与FIR滤波器。 Discrete Zero-Pole：离散零极点模块，用指定的零极点建
立离散系统模型。
Matlab基础与应用
Simulink组件的基本构成
逻辑和位操作模块组（Logic and Bit Operations） 逻辑和位操作模块组内的模块主要用于对输入信号进行逻 辑处理。
Bit Clear：位清零模块，将存储数据指定的位清零。 Bitwise Operator：位操作运算模块，对输入信号进行位操
作。 Combinational Logic：组合逻辑模块，根据指定真值表对输
入信号进行组合逻辑运算。 Compare to Constant：与常数比较模块，将输入信号与设
以从规定的数据文件中读取数据作为其他模块的输入值。
Matlab基础与应用
Simulink组件的基本构成
From Workspace：来自MATLAB的工作空间，可以从工作 空间中读取数据，数据源至少有两列，第一列为单调递增函 数的时间，其他列为对应的数据。
Ground：接地线模块，一般用于表示零输入模块，若一个模 块的输入端子没有接任何模块，在simulink中仿真中经常给 出错误，这个模块就是为了避免这种错误。
Mux：混路器模块，将多路信号依照向量的形式混合成一路 信号。
Demux：分路器模块，将混路器组成的信号分解为多路信号。 Selector：选路器模块，可从多路信号中按希望输出所需的
信号。 Switch：开关模块，由开关量的值选择由哪路输入信号直接
产生输出信号。
其他模块 Simulink中还有很多实现其他功能的模块，包括断续模块 组、查表模块组、模型校验模块组等。
的模块。
Matlab基础与应用
Simulink组件的基本构成
连续模块组（Continuous） 连续模块组内的模块主要用于对连续系统建模。
State-Space：线性状态空间模块，使用矩阵形式表示的系 统模型，可以给出初值。
Zero-Pole：零极点传递函数模块，用指定的零极点建立连 续系统模型，输入可以是向量或者标量。
Transport Delay：时间延迟模块，将输入延迟指定的时间后， 在传输给输出信号。
Variable Transport Delay：可变时间延迟模块。
再减去月末的还款额 p(k)。于是第 k 月月末的余额：
b(k) rb(k 1) p(k)
其中 r 1 I ， I 为月利息。假设初始贷款余额为15000 元，利率为1%，每月偿还200元，试计算100次偿还后的 贷款余额。 根据题目要求建立模型，进行仿真。模型及仿真结果见 下图。
Matlab基础与应用
Constant：常数模块，可以产生一个常数值，用作给定输入。 Signal Generator：信号发生器，可以产生正弦、方波、锯
齿波及随意波。 Step：阶跃波信号，可生成一个按给定的时间开始的阶跃信
号，信号的初始值和终值都可以设定。 Clock：时钟信号，输出仿真中的当前时间，以秒为单位。 From File(.mat)：来自数据文件，从文件读数的模块，可
模型库浏览器（Library Browser） 在matlab的命令窗口中键入 simulink，或者在matlab工具栏 中单击simulink模块库按钮，就 可以打开simulink库，如右图所 示。
Matlab基础与应用
Simulink组件的基本构成
信号源模块组（Sources） 这一部分的模块包括各种常用的输入信号，其内容主要包 括：
Matlab基础与应用
Simulink组件的基本构成
离散模块组（Discrete）
Unit Delay：单位延迟模块，将输入信号做单位延时并保持 一个采样周期，可以设置采样周期和初始值。
Zero-Order Hold：零阶保持器，在一个计算步长内将输出的 值保持在同一个值上。
First-Order Hold：一阶保持器，依照一阶插值的方法计算下 一个步长下的输出值。
Matlab基础与应用
Simulink模型的建立与仿真
模型窗口的建立和保存 模块的有关操作
模块大小调整 模块旋转 模块连接 模块标签的改变 增加阴影 模块参数修正
联机帮助系统 模块输出与打印 模型仿真
Matlab基础与应用
Simulink模型的建立与仿真
仿真参数设置 在模型窗口选择菜单“Simulation”“Configuration parameters…” 解算器（Solver）的设置 (1) 仿真时间设置(Simulation time) 仿真的起始时间(Start time) 仿真的结束时间(Stop time) (2) 解法设置(Solver options) 仿真的过程一般是求解微分方程组，“Solve options”的内 容是针对解微分方程组的设置。 (3) 输出模式Output options 变步长时可进行设置 ，可以达到不同的输出效果。
第六章 Simulink组件的基本使用方法
本章内容 Simulink简介 Simulink组件的基本构成 Simulink模型的建立与仿真 Simulink模型应用举例
Matlab基础与应用
Simulink简介
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。
仿真结果
Simulink模型仿真举例
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谢 谢！
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仿真结果
Simulink模型仿真举例
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仿真结果
Simulink模型仿真举例
1
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0.2
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Simulink模型仿真举例
x1 y x2 y
x1 x2
x2
(
x12
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x2
x1
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系统模型:
Simulink模型仿真举例
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Simulink模型仿真举例
仿真结果 4
2
data1 data2
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0
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8 10 12 14 16 18 20
4 2 0 -2 -4 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5
Sum：加减运算模块；Product：乘运算；Dot Product：点 乘运算；Trigonometric Function：三角函数；MinMax：最 值运算；Sign：符号函数；
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Simulink组件的基本构成
输出池模块组（Sinks）
Out1：输出端口模块，代表整个系统的输出端子。 Scope：示波器，是显示数据结果的有效形式。 XY Graph：XY示波器模块，显示二维图形。 To File(.mat)：将输出写入数据文件，该模块把它的输入值
定的常数进行组合逻辑运算。 Logical Operator：逻辑运算模块，对信号进行逻辑运算。 Relational Operator：关系运算模块，进行关系运算。
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Simulink组件的基本构成
数学运算模块组（Math Operations） 数学运算模块组内的模块用于对输入信号进行数学操作。
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。
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Simulink组件的基本构成
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Simulink模型仿真举例
直接利用传递函数方法 带有磁滞回线的非线性环节 控制系统框图如下所示，其中磁滞宽度 c1 1
通过simulink建立模型
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仿真结果
Simulink模型仿真举例
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Simulink模型仿真举例
离散系统 分期还款问题 设每个月月末贷款余额 b(k)为月初余额与月利息的和，
Abs：取绝对值，求取输入信号的绝对值。 Real-Image to Complex：实部虚部合成复数，根据输入的
实部和虚部构建复数信号。 Gain：增益模块，输出为输入与增益的乘积。 Math Function：数学函数模块，对输入信号实现特定的数
学函数运算。 还有其他的一些数学运算模块，其功能是显而易见的，包括
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Simulink模型仿真举例
状态空间方法 例1：二阶阻尼系统
考虑图中的阻尼二阶系统，设阻尼系数 c 1.0 ，弹簧弹性 系数为 k 2 ，小车质量 m 5kg 。系统无输入，初始位置 距平衡点 1.0m 。试模拟小车的运动。
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Simulink模型仿真举例
间的状态空间模模块，实现IIR与FIR滤波器。 Discrete Zero-Pole：离散零极点模块，用指定的零极点建
立离散系统模型。
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Simulink组件的基本构成
逻辑和位操作模块组（Logic and Bit Operations） 逻辑和位操作模块组内的模块主要用于对输入信号进行逻 辑处理。
Bit Clear：位清零模块，将存储数据指定的位清零。 Bitwise Operator：位操作运算模块，对输入信号进行位操
作。 Combinational Logic：组合逻辑模块，根据指定真值表对输
入信号进行组合逻辑运算。 Compare to Constant：与常数比较模块，将输入信号与设
以从规定的数据文件中读取数据作为其他模块的输入值。
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Simulink组件的基本构成
From Workspace：来自MATLAB的工作空间，可以从工作 空间中读取数据，数据源至少有两列，第一列为单调递增函 数的时间，其他列为对应的数据。
Ground：接地线模块，一般用于表示零输入模块，若一个模 块的输入端子没有接任何模块，在simulink中仿真中经常给 出错误，这个模块就是为了避免这种错误。
Mux：混路器模块，将多路信号依照向量的形式混合成一路 信号。
Demux：分路器模块，将混路器组成的信号分解为多路信号。 Selector：选路器模块，可从多路信号中按希望输出所需的
信号。 Switch：开关模块，由开关量的值选择由哪路输入信号直接
产生输出信号。
其他模块 Simulink中还有很多实现其他功能的模块，包括断续模块 组、查表模块组、模型校验模块组等。