第2章 Simulink仿真入门 《MATLAB-Simulink电力系统建模与仿真》课件
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Matlab-Simulink基本模块操作
第2章 Simulink模块操作
表 2-2 控制模块方块图的参数
参数
定义
ScreenColor BackgroundColor
模型方块 图的背景色 模块和标 注的背景色
Fore groun dColor
模块和标 注的前景色
第2章 Simulink模块操作
用户可以把这些参数设置为如下任一值： 'black'，'white'，'red'，'green'，'blue'，'cyan'，'magenta'，
第2章 Simulink模块操作
Simulink模块操作
2.1 模块操作 2.2 改变模块外观 2.3 设置模块参数 2.4 标注方块图 2.5 模块属性对话框 2.6 显示模块输出 2.7 控制和显示模块的执行顺序 2.8 查表编辑器 2.9 鼠标和键盘操作概述
第2章 Simulink模块操作
2.1 模 块 操 作
2.1.1 Simulink模块类型 用户在创建模型时必须知道，Simulink把模块分为两种
类型：非虚拟模块和虚拟模块。非虚拟模块在仿真过程中起 作用，如果用户在模型中添加或删除了一个非虚拟模块，那 么Simulink会改变模型的动作方式；相比而言，虚拟模块在 仿真过程中不起作用，它只是帮助以图形方式管理模型。此 外，有些Simulink模块在某些条件下是虚拟模块，而在其他 条件下则是非虚拟模块，这样的模块称为条件虚拟模块。表 2-1列出了Simulink中的虚拟模块和条件虚拟模块。
第2章 Simulink模块操作 图2-10
第2章 Simulink模块操作
2.2.3 指定方块图颜色 Simulink允许用户在方块图中指定任何模块或标注的前景色
第2章simulink 仿真技术(12ji)
2）模块的复制 如果需要几个同样的模块，可以使用按住 鼠标右键并拖动基本模块可进行拷贝。也 可以在选中所需的模块后，使用【Edit】菜 单上的【Copy】和【Paste】。 3）模块的移动 方法：选取中需移动模块，按住鼠标左键 将模块拖到合适的地方即可。 4）模块的删除 在选中待删除模块后，按鼠标右键,在弹出 的子菜单中单击Clear可以完成。
图 2-9 simulink模模块 模型浏览器中Simulink名下的模型共有9大类: 1) 连续系统(Continuous)模块库
主要用于构建连续控制系统的仿真模型
微分运算:对输入信号的做微分运算
积分运算:对输入信号的做积分运算
状态方程:建立状态方程
计算点积:输出两个输入信号的点积
逻辑运算:与、或、非等逻辑运算符 乘法运算:对输入信号做乘法算符 比较运算:>、<、=等算符
信号综合：综合多路信号
4) 端口和子系统(Ports and Subsystems)模块库 子系统：表示在另一系统之内的子系统 5) 信号分配(Signal Routing)模块库 信号分解：将一个向量信号分解输出 手动开关：双击该开关，开关输出在两个输入
3.simulink模型窗的组成
（1）工具条：最左边的几个图标具有标准Windows的 相应操作功能。 （2）状态栏：以图2-10为例，自左至右的文字表示： ①“Ready”表示模型已准备就绪而等待仿真指令。 ②“100%”表示编辑窗模型的显示比例。
③仿真历经的时刻为“T=0”。
④仿真所选取用的积分算法是“ode45”。此外仿真过程中， 在状态栏的空白格中还会出现动态信息。
2.3 仿真算法及仿真参数设置 从模型编辑窗口的Simulation菜单中选择 Configuration parameters命令，打开一个仿真 参数对话框。仿真参数对话框包含5个可以相互 切换的选项卡：
电力系统的MATLABSIMULINK仿真与应用第2章
MATLAB中还有一种图形管理窗口，执行绘图命令后， 会自动产生该窗口，图形的编辑管理等工作都在这一个窗口 中进行。关于图形管理窗口的知识将在2.6节中详细论述。
2.2 MATLAB语言的基本元素
MATLAB语言提供了丰富的数据类型，如实数、复数、 向量、矩阵、字符串、多维数组、结构体、类和对象等，还 提供了丰富的内置功能函数。这些功能使得MATLAB的编 程功能非常强大。
：进入 SIMULINK 仿真环境界面，作用相当于在 MATLAB 的命令窗口中输入 simulink 命令并按回车键。
：进入 MATLAB 的联机帮助环境界面，允许用户进 行帮助文 档阅读、根据 关键词的帮助 查询、查看演 示范例。
：可进行 MATLAB 当前工 作目录的设置，点击 进入当前工作目录选择界面。
图2-3 当前路径浏览器窗口
5. 工作空间浏览器 当MATLAB启动后，系统自动在内存中开辟一块存储 区用于存储用户在MATLAB命令窗口中定义的变量、运算 结果和有关数据，此内存空间称为MATLAB的工作空间 (workspace)。工作空间在MATLAB刚启动时为空，用户退 出MATLAB后，工作空间的内容将不再保留。 点击图2-1所示MATLAB程序主界面左上窗口中的 “Workspace”属性页，激活工作空间浏览器，如图2-4所示。 在此窗口中可以对工作空间进行管理。
图2-4 工作空间浏览器窗口
如同例2.1，在输入实现勾股定理的命令语句并执行后， 系统工作空间管理窗中显示的信息如图2-4所示。可见，在 执行命令过程中，用户在MATLAB命令窗口中定义的变量 和运算结果确实都已经存储在工作空间中。用户可方便地查 看当前工作空间中存在的变量和值，而且还可进行新变量定 义、变量删除、保存等管理。
2.2 MATLAB语言的基本元素
MATLAB语言提供了丰富的数据类型，如实数、复数、 向量、矩阵、字符串、多维数组、结构体、类和对象等，还 提供了丰富的内置功能函数。这些功能使得MATLAB的编 程功能非常强大。
：进入 SIMULINK 仿真环境界面，作用相当于在 MATLAB 的命令窗口中输入 simulink 命令并按回车键。
：进入 MATLAB 的联机帮助环境界面，允许用户进 行帮助文 档阅读、根据 关键词的帮助 查询、查看演 示范例。
：可进行 MATLAB 当前工 作目录的设置，点击 进入当前工作目录选择界面。
图2-3 当前路径浏览器窗口
5. 工作空间浏览器 当MATLAB启动后，系统自动在内存中开辟一块存储 区用于存储用户在MATLAB命令窗口中定义的变量、运算 结果和有关数据，此内存空间称为MATLAB的工作空间 (workspace)。工作空间在MATLAB刚启动时为空，用户退 出MATLAB后，工作空间的内容将不再保留。 点击图2-1所示MATLAB程序主界面左上窗口中的 “Workspace”属性页，激活工作空间浏览器，如图2-4所示。 在此窗口中可以对工作空间进行管理。
图2-4 工作空间浏览器窗口
如同例2.1，在输入实现勾股定理的命令语句并执行后， 系统工作空间管理窗中显示的信息如图2-4所示。可见，在 执行命令过程中，用户在MATLAB命令窗口中定义的变量 和运算结果确实都已经存储在工作空间中。用户可方便地查 看当前工作空间中存在的变量和值，而且还可进行新变量定 义、变量删除、保存等管理。
simulink 仿真教程(从入门到入土)+报告(真)
Simulink仿真摘要：simulink作为matlab的衍生模组，具有强大的仿真能力。
原则上你可以将任意具有明确映射关系的物理量进行仿真模拟。
对于相互间关系不明确的物理量，则可以通过输入输出数据的采集，然后通过模糊控制的方案替代明确的映射关系。
本文主要针对的是以电焊机电路为主，其他仿真为辅的教程性质的文章。
关键词：matlab Simulink 仿真电焊机教程第一章初识软件 (2)1.1 simulink 简介 (2)1.2 simulink基础页面 (2)1.3 常用库的介绍 (3)1.3.1 simulink库 (4)1.3.1.1 常用模块库 (4)1.3.1.2 其他常用子库模块 (6)1.3.2 电气库Simscape (7)1.3.2.1 Electrical库 (7)1.3.2.2 Specialized Technology库 (8)1.4模块连接 (9)第二章简单仿真系统的建立 (11)2.1传递函数S信号仿真 (11)2.1.1 运放环节的等效替代 (11)2.1.2 等效变换 (12)2.1.3 逻辑仿真 (13)2.2电气库仿真 (13)2.3子系统和模块的建立 (15)2.3.1 子系统的建立 (15)2.3.2 模块的建立 (16)第三章复合仿真 (18)3.1 m函数模块 (18)3.1.1 简单编程 (18)3.1.2 部分函数介绍 (19)3.2 整体模型 (21)3.3 仿真注意事项 (22)3.3.1 注意事项1 (22)3.3.2 注意事项2 (23)3.3.3 注意事项3 (24)3.3.4 注意事项4 (24)结语 (25)第一章初识软件Matlab作为一块应用广泛的软件，在许多领域中具有广泛的应用，所以掌握matlab的一些基础运用是一个很有用的技能。
Matlab广泛应用于数字图像处理，程序控制，仿真模拟等多个领域之中。
这款软件的核心基础在于强大的矩阵计算能力，无论是程序处理还是仿真计算，其本质就是通过矩阵运算的方式得出解。
Matlab系列之Simulink仿真教程
Simulink中的所有功 能都通过模块来实现， 用户可以通过组合不 同的模块来构建复杂 的系统模型。
交互式仿真
Simulink支持交互式 仿真，用户可以在仿 真运行过程中进行实 时的分析和调试。
可扩展性
Simulink具有开放式 架构，可以与其他 MATLAB工具箱无缝 集成，从而扩展其功 能。
Simulink的应用领域
指数运算模块
用于实现信号的指数运算。
减法器
用于实现两个信号的减法 运算。
除法器
用于实现两个信号的除法 运算。
对数运算模块
用于实现信号的对数运算。
输出模块
模拟输出模块
用于将模拟信号输出 到外部设备或传感器。
数字输出模块
用于将数字信号输出 到外部设备或传感器。
频谱分析仪
用于分析信号的频谱 特性。
波形显示器
控制工程
Simulink在控制工程领域 中应用广泛，可用于设计 和分析各种控制系统。
信号处理
Simulink中的信号处理模 块可用于实现各种信号处 理算法，如滤波器设计、 频谱分析等。
通信系统
Simulink可以用于设计和 仿真通信系统，如调制解 调、信道编码等。
图像处理
Simulink中的图像处理模 块可用于实现各种图像处 理算法，如图像滤波、边 缘检测等。
用于将时域信号转换为频域信号，如傅里叶变换、 拉普拉斯变换等。
03 时域变换模块
用于将频域信号转换为时域信号，如逆傅里叶变 换、逆拉普拉斯变换等。
04
仿真过程设置
仿真时间的设置
仿真起始时间
设置仿真的起始时间，通 常为0秒。
步长模式
选择固定步长或变步长模 式，以满足不同的仿真需 求。
交互式仿真
Simulink支持交互式 仿真，用户可以在仿 真运行过程中进行实 时的分析和调试。
可扩展性
Simulink具有开放式 架构，可以与其他 MATLAB工具箱无缝 集成，从而扩展其功 能。
Simulink的应用领域
指数运算模块
用于实现信号的指数运算。
减法器
用于实现两个信号的减法 运算。
除法器
用于实现两个信号的除法 运算。
对数运算模块
用于实现信号的对数运算。
输出模块
模拟输出模块
用于将模拟信号输出 到外部设备或传感器。
数字输出模块
用于将数字信号输出 到外部设备或传感器。
频谱分析仪
用于分析信号的频谱 特性。
波形显示器
控制工程
Simulink在控制工程领域 中应用广泛，可用于设计 和分析各种控制系统。
信号处理
Simulink中的信号处理模 块可用于实现各种信号处 理算法，如滤波器设计、 频谱分析等。
通信系统
Simulink可以用于设计和 仿真通信系统，如调制解 调、信道编码等。
图像处理
Simulink中的图像处理模 块可用于实现各种图像处 理算法，如图像滤波、边 缘检测等。
用于将时域信号转换为频域信号，如傅里叶变换、 拉普拉斯变换等。
03 时域变换模块
用于将频域信号转换为时域信号，如逆傅里叶变 换、逆拉普拉斯变换等。
04
仿真过程设置
仿真时间的设置
仿真起始时间
设置仿真的起始时间，通 常为0秒。
步长模式
选择固定步长或变步长模 式，以满足不同的仿真需 求。
MATLAB-Simulink的基础应用..
7
第3节 仿真模型的搭建方法与步骤
3.1 传感器输出特性仿真
例：已知某直流比较仪的输出特性曲线表达式为： I1=kI2+I0 式中I1和I2分别是一次电流和二次电流，I0为比较 仪的偏置系数，k为比较仪的灵敏度，已知k=114和 I0=110mA，试用Simulink绘制该比较仪的输出特性曲 线。 1. 调用功能模块 确定需要哪些功能模块，并找到所在的模块库。需 要以下模块：Ramp、Constant、Gain、sum、scope。
2
第2节 Simulink的操作方法
2.1 Simulink的运行操作
1、运行Simulink的方法 在MATLAB的命令窗口直接键入“simulink”; 利用MATLAB工具条上的Simulink快捷键图标； 在MATLAB菜单中，选择“File-New-Model” 2、打开已存在的模型文件 在MATLAB主窗口中直接键入文件名（不加扩展 名）； 在MATLAB菜单中，选择“File-Open-Model” 利用MATLAB工具条上的“打开”图标。
13
4. 由功能模块组合成子系统 将现有的多个功能模块组合起来，形成新的功能模块。 例：构建下图所示的子系统
14
第4节 电力系统仿真初探
4.1 电力系统元件库简介
4.1.1 启动电力系统元件库 1. 利用指令窗口启动 在指令窗口中输入以下指令即可。 >> powerlib 2. 利用“开始”导航区启动 Start→Simulink →SimPowerSystem →Block Library 8.1.2 退出电力系统元件库 1. 单击“电力系统元件库”对话框中的File菜单，激活Exit Matlab命令即可； 2. 单击“电力系统元件库”对话框右上角上的“×”按钮即 15 可完成退出。
第3节 仿真模型的搭建方法与步骤
3.1 传感器输出特性仿真
例：已知某直流比较仪的输出特性曲线表达式为： I1=kI2+I0 式中I1和I2分别是一次电流和二次电流，I0为比较 仪的偏置系数，k为比较仪的灵敏度，已知k=114和 I0=110mA，试用Simulink绘制该比较仪的输出特性曲 线。 1. 调用功能模块 确定需要哪些功能模块，并找到所在的模块库。需 要以下模块：Ramp、Constant、Gain、sum、scope。
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第2节 Simulink的操作方法
2.1 Simulink的运行操作
1、运行Simulink的方法 在MATLAB的命令窗口直接键入“simulink”; 利用MATLAB工具条上的Simulink快捷键图标； 在MATLAB菜单中，选择“File-New-Model” 2、打开已存在的模型文件 在MATLAB主窗口中直接键入文件名（不加扩展 名）； 在MATLAB菜单中，选择“File-Open-Model” 利用MATLAB工具条上的“打开”图标。
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4. 由功能模块组合成子系统 将现有的多个功能模块组合起来，形成新的功能模块。 例：构建下图所示的子系统
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第4节 电力系统仿真初探
4.1 电力系统元件库简介
4.1.1 启动电力系统元件库 1. 利用指令窗口启动 在指令窗口中输入以下指令即可。 >> powerlib 2. 利用“开始”导航区启动 Start→Simulink →SimPowerSystem →Block Library 8.1.2 退出电力系统元件库 1. 单击“电力系统元件库”对话框中的File菜单，激活Exit Matlab命令即可； 2. 单击“电力系统元件库”对话框右上角上的“×”按钮即 15 可完成退出。
《MATLAB Simulink 电力系统建模与仿真(第2版)》第1章 MATLAB基本知识
键盘按键 Home End esc del
backspace Alt+ backspace
说明 Ctrl+a，光标置于当前行开头 Ctrl+e，光标置于当前行末尾
Ctrl+u，清除当前输入行 Ctrl+d，删除光标处的字符 Ctrl+h，删除光标前的字符
恢复上一次的删除
第1章 MATLAB基本知识
第1章 MATLAB基本知识
1.2 MATLAB工作环境 1. 菜单和工具栏
【File】菜单 New：用于建立新的.m文件、图形、模型和图形用户界面。 Open：用于打开的.m文件、.fig文件、.mat文件、.mdl文 件、.cdr文件等。 Close Command Window：关闭命令窗口。 Import Data：用于向工作空间导入数据。 Save Workplace As：将工作空间的变量存储在某一文件中。 Set path：打开搜索路径设置对话框。 Preferences：打开环境设置对话框。
第1章 MATLAB基本知识
当前MATLAB对PC机系统的要求为：
支持SSE2指令集的Intel或者AMD处理器； 仅安装MATLAB需要1GB的硬盘空间，典型安装需要 3~4GB； 最小1GB的内存空间，推荐2GB；
2. 安装过程
安装前的设置（包括填写安装密钥、选择安装类 型及确定安装目录等） 安装MATLAB和相应模块 激活MATLAB三个阶段
第1章 MATLAB基本知识
1.4.2 常用运算和基本数学函数
MATLAB中常用的运算符号
算术运算符 + * ^ \
．/ 或 ．\
说明 加 乘
乘方 反斜杠或左除
数组除
算术运算符 -
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。