MATLAB simulink仿真

3.1 SIMULINK模块库包含的子模块库






（1）Commonly Used Blocks模块库，为仿真提供常用元件； （2）Continuous模块库，为仿真提供连续系统； （3）Discontinuous模块库，非连续系统元件； （4）Discrete模块库，为仿真提供离散元件； （5）Logic and Bit Operations模块库，逻辑运算和位运算的元件 （6）Lookup Tables模块库，线形插值查表模块库； （7）Math Operations模块库，数学运算功能元件； （8）Model Verification模块库，模型验证库；

（9）Model-Wide Utilities模块库； （10）Ports and Subsystems模块库，端口和子系统； （11）Signals Attributes模块库，信号属性模块； （12）Signals Routing模块库，提供用于输入、输出 和控制的相关信号及相关处理； （13）Sinks模块库，为仿真提供输出设备元件； （14）Sources模块库，为仿真提供各种信号源； （15）User-defined Functions模块库，用户自定义函 数元件； （16）Additional Math &Discrete模块库。


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。

在MATLAB命令窗口中输入simulink3 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。

1.2 发展历史


Simulink的产生 1990年MathWorks公司为MATLAB增加了用于 建立系统框图和仿真的环境 1992年公司将该软件改名为SIMULINK Simulink可以搭建： （1）通信系统物理层和数据链路层； （2）动力学系统； （3）控制系统； （4）数字信号处理系统； （5）电力系统； （6）生物系统； （7）金融系统等。
2.3 Simulink模型的结构
信号源(sources) 系统(systems) 接收器(sinks)
Байду номын сангаас 例：
2.4 仿真简单模型
例1 建立一个模型，将正弦信号输出到示波 器中。 解题步骤： (1) 新建一个模型窗口： (2) 为模型添加所需模块： (3) 连接相关模块，构成所需要的系统模型： (4) 进行系统仿真： (5) 观察仿真结果：
五.设置仿真参数





仿真参数对话框simulation/configuration parameters 设置如下仿真参数： Solver（算法） Data Import/Export（数据输入输出） Diagnostics（诊断） Optimization（优化） Hardware Implementation（硬件工具） Model Referencing（模块引用）

建模仿真的一般过程是： 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。
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。
打开创建模型窗口： 1). file菜单中选择new命令的model 2).模型窗口file菜单选择new命令的model

2.2 建模与仿真

四 SIMULINK功能模块的处理
基本操作包括： 1. 选取模块 2. 复制与删除模块 3. 模块的参数和属性设置_双击 4. 模块外形的调整 5. 模块名的处理 6. 模块的连接 7. 在连线上反映信息—鼠标直接点击

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。 模块库中的模块可以直接用鼠标进行拖曳（选中模块，按住鼠标左 键不放）而放到模型窗口中进行处理。 在模型窗口中，选中模块，则其4个角会出现黑色标记。此时可以 对模块进行以下的基本操作。 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。
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。
变步长模式解法器有：ode45，ode23， ode113，ode15s，ode23s，ode23t，ode23tb和 discrete ode45：缺省值，四/五阶龙格－库塔法，适 用于大多数连续或离散系统，但不适用于刚 性（stiff）系统。它是单步解法器，也就是， 在计算y(tn)时，它仅需要最近处理时刻的结 果y(tn-1)。一般来说，面对一个仿真问题最 好是首先试试ode45。

5.2 数据输入输出选项（Data Import and Export）


主要用来设置Simulink与MATLAB工作空间交换 数值的有关选项。 Load from workspace（从工作空间载入数据）选 中前面的复选框即可从MATLAB工作空间获取时 间和输入变量，一般时间变量定义为t，输入变量 定义为u。 Initial state用来定义从MATLAB工作空 间获得的状态初始值的变量名。 Save to workspace（将输出保存到工作空间） Save options（保存选项）。
5.1解题器（solver）选项
此页可以进行的设置有：选择仿真开始和结束的时间；选择 解法器，并设定它的参数；选择输出项。 （1）Simulation time组：设置仿真起止时间 仿真时间：注意这里的时间概念与真实的时间并不一样， 只是计算机仿真中对时间的一种表示，比如10秒的仿真时 间，如果采样步长定为0.1，则需要执行100步，若把步长 减小，则采样点数增加，那么实际的执行时间就会增加。 一般仿真开始时间设为0，而结束时间视不同的因素而选 择。总的说来，执行一次仿真要耗费的时间依赖于很多因 素，包括模型的复杂程度、解法器及其步长的选择、计算 机时钟的速度等等。
演 示(sinwave.mdl)

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

(model1.mdl)
Chirp信号
显示三个信号model3
三. SIMULINK的基本模块库
1.Simulink（系统仿真模块库） munications Blockset（通信模块库） 3.DSP Blockset（数字信号处理模块库） 4.Control System Toolbox（控制系统模块库）
SIMULINK仿真基础

交互式用户界面开发最后部分内容
主要内容





1. Simulink与系统仿真 2.Simulink的使用 3. Simulink的基本模块 4.功能模块的处理 5.设置仿真参数 6.观察Simulink的仿真结果 7.Simulink子系统
一、Simulink与系统仿真
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。
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、Tag属性、 block annotation属性、callbacks属性。

（2）Solve options组：选择求解器，并为其指定参数。 仿真步长模式： 变步长算法（Variable-step） 固定步长算法（Fixed-step）

变步长模式可以在仿真的过程中改变步长，提供误 差控制和过零检测。固定步长模式在仿真过程中提 供固定的步长，不提供误差控制和过零检测。用户 还可以在第二个下拉选项框中选择对应模式下仿真 所采用的算法。
1.3 较为流行的版本


与MATLAB5.2配用的Simulink2.2 与MATLAB5.3配用的Simulink3.0 与MATLAB6.0配用的Simulink4.0 与MATLAB7.0配用的Simulink6.0。