基于Matlab和Simulink仿真环境的CANbus专用工具包
Matlab simulink AM
摘要:随着matlab7.0的应用日益广泛，所以有必要对它的三种方针方法，作深入的研究。
本文分析了线性模拟调制的原理 ,分别使用脚本程序、Simulink和GUI三种方法对 AM调制系统进行仿真 ,阐述三种方法进行通信系统仿真的一般步骤 ,以实例说明三种仿真方法的特点。
结果表明 ,三种方法各有优劣 ,脚本程序编写比较简单，基于 Simulink仿真模型能够反映系统的动态工作过程 ,基于G U I的可视化界面具有很好的演示效果 ,都是学习、研究设计通信系统的有力工具。
关键词:下边带信号上边带信号脚本程序图形用户界面仿真调制引言目前 ,计算机仿真已经成为解决工程实际问题的重要手段 ,Matlab7.0软件是其中功能最为强大的仿真软件之一。
目前利用 Matlab7.0进行系统性能仿真,主要有三种方法:其一是通过脚本程序的编写 ,实现相关系统仿真和性能分析;其二是利用 Simulink模块库 ,通过鼠标拖拉的方式建立相关系统的仿真模型 ,对每个模块进行参数设置 ,以达到动态系统仿真和性能分析的目的;其三是利用图形用户界面 GU I ,创建各种菜单、按钮等可视化界面 ,通过函数回调等手段 ,实现人机交互的系统仿真及其性能分析。
Matlab7.0语言比较简单 ,脚本程序的编写也比较简单 ,很多语言结构和风格与常用的 C语言非常相似 ,因此 ,对于初学者而言 ,是很容易上手的。
知的Simulink 软件具有丰富的模块库,其中公共模块库共包含 9个模块库[ 1 ]:连续系统模块库、离散系统模块库、函数与表库、数学运算库、非线性系统模块库、信号与系统模块库、系统输出模块库、系统输入模块库、子系统模块库。
除了公共模块库之外, Simulink中还集成了许多面向不同专业领域的专业模块库,如面向控制系统设计与分析的 Control System Toolbox模块库、面向数字信号处理系统设计与分析的 DSP Blockset模块库、专用于通信系统仿真的通讯模块库等。
matlab的Simulink简介
Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。
在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。
Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。
同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。
Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。
Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。
为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。
Simulink;是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。
对各种时变系统，包括通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统，Simulink提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。
.构架在Simulink基础之上的其他产品扩展了Simulink多领域建模功能，也提供了用于设计、执行、验证和确认任务的相应工具。
Simulink与MATLAB® 紧密集成，可以直接访问MATLAB大量的工具来进行算法研发、仿真的分析和可视化、批处理脚本的创建、建模环境的定制以及信号参数和测试数据的定义。
丰富的可扩充的预定义模块库交互式的图形编辑器来组合和管理直观的模块图以设计功能的层次性来分割模型，实现对复杂设计的管理通过Model Explorer 导航、创建、配置、搜索模型中的任意信号、参数、属性，生成模型代码提供API用于与其他仿真程序的连接或与手写代码集成使用Embedded MATLAB™模块在Simulink和嵌入式系统执行中调用MATLAB算法使用定步长或变步长运行仿真，根据仿真模式(Normal,Accelerator,Rapid Accelerator)来决定以解释性的方式运行或以编译C代码的形式来运行模型图形化的调试器和剖析器来检查仿真结果，诊断设计的性能和异常行为可访问MATLAB从而对结果进行分析与可视化，定制建模环境，定义信号参数和测试数据模型分析和诊断工具来保证模型的一致性，确定模型中的错误平面连杆机构英文名称：planar linkage mechanism定义：所有构件间的相对运动均在平行平面内运动的连杆机构。
第3章 Simulink建模与仿真
将仿真数据写入 mat 文件 将仿真数据写入. mat文件 将仿真数据输出到 将仿真数据输出到 Matlab 工作空间 MATLAB 工作空间 使用 Matlab 使用MATLAB 图形显示数据 图形显示数据
图3.10 系统输出模块库及其功能
第3章 Simulink建模与仿真
模块功能说明：
模块功能说明： 有限带宽白噪声
求取输入信号的数学函数值 对输入信号进行内插运算
求取输入信号的数学函数值 对输入信号进行内插运算 输入信号的一维线性内插
输入信号的一维线性内插
输入信号的二维线性内插 输入信号的二维线性内插 输入信号的 n 维线性内插 输入信号的n维线性内插
M函数（对输入进行运算输出结果） M 函数，对输入进行运算输出结果 多项式求值
第3章 Simulink建模与仿真
模块功能说明： 模块功能说明 ： 连续信号的数值微分 连续信号的数值微分 输入信号的连续时间积分 输入信号的连续时间积分 单步积分延迟，输出为前一个输入 单步积分延迟，输出为前一个输入 线性连续系统的状态空间描述 线性连续系统的状态空间描述
线性连续系统的传递函数描述 线性连续系统的传递函数描述 对输入信号进行固定时间延迟 对输入信号进行固定时间延迟 对输入信号进行可变时间延迟 对输入信号进行可变时间延迟 线性连续系统的零极点模型 线性连续系统的零极点模型
合并输入信号块控制信息 信号组合器信号组合器 信号探测器信号探测器 信号维数改变器 选择或重组信号 信号线属性修改 输入信号宽度
信号维数改变器 选择或重组信号 信号线属性修改 输入信号宽度
第3章 Simulink建模与仿真
模块功能说明： 对信号进行分配
Target模块库：主要提供各种用来进行独立可执行代码 或嵌入式代码生成，以实现高效实时仿真的模块。它 们和RTW、TLC有着密切的联系。 (6) Stateflow库：对使用状态图所表达的有限状态 机模型进行建模仿真和代码生成。有限状态机用来描 述基于事件的控制逻辑，也可用于描述响应型系统。
基于Matlab Simulink的小球弹跳仿真及动画实现
实现了可视化建模 ． ｗｎ ｏ ｓ 在 ｉｄ ｗ 环境下 。 用户通过简单的鼠标 操作
就 可建 立 起 直观 的系 统模 型 。 进 行 仿 真 ； 现 了多 工 作 环 境 问 文 并 实 件互 用 和 数据 交换 ． Ｓｍ ｌ ｋ与 Ｍａ ａ ，ｉ ｌ ｋ与 Ｆ ｒａ 、 如 ｉｕｉ ｎ ｌ ｆ ｂＳｍｕｉ ｎ ｏｔ ｎ Ｃ和 ｒ
转换 后 如 图 １ 示 。 所
图 ３ 积 分 模 块 属 性 设 王 对 话 框
ｉ
２２编 辑模 块 ．
首 先 对 各 个模 块 名 进行 编辑 。 进 行 各 个 模 块 的 属 性 设 定 。 再 其
中 主要 模 块 属 性 如 图 ２ 图 ３所 示 。 ，
最 后 用 仿 真 信 号线 将 各 个模 块 连 接 起 来 ， 图 ４所 示 。 如
ａ ｐ ｅ ，Ｉ ｈ ｒ ｌ ｓｉ ｈ ｏ ｍｉ ａ ｌ ｎ ｔ ｎ ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ｌ ｐ ｒｔ ｎ ｐ ｈ ｓ ｔ ｃ ａｍ ｅ ｔ ｅｆ ｒ ｄ ｂ ｅ ｆ ｃ ｉ ｎ ｈ ｉ ｅ ｏ ｅ ａ ｏ ，Ｔｈ ｓ ａ ｅ Ｏ ｓ ｏ Ｓ ｍｕｉ ｋ ｔ ｈ ＡＴＬ ｓ ｉ ｎ ｕ ｏ ｍｐ ｉ ｉ ｐ ｐ ｒｉ ｔ ｈ ｗ ｉ ｌ ｏ ｔ ｅ Ｍ ｓ ｎ ＡＢ ｆ ｎ ｄ ｎ ｅ ｐ ｎ ｉ ｎ ｕ ｃ ｏ ｘ ａ ｓ ｏ
Ａｂ ｔ ｃ ：ｉ ｌ ｋａ ｅｄ ｅ ａ ｎ ｆ ｈ ｓ ｗｉｅｐｅ ｄｓｆ ｒ ａｋ ｇ ｓｉ ｅｄ ｎ ｍｉ ｙｔｍ ｄ ｌ ｇａ ｄ ｔｅｓ ｌ ｉｎａｐ ｃ ｓｒ ｔ ｍｕｉ ｌ ａｙ ｂ ｃ ｍｅｏ ｅｏ ｅｍｏ ｔ ｄ ｓｒａ ｏｔ ｅｐ ｃ ａｅ ｔ ｙ ａ ｃｓｓ ａ Ｓ ｎ ｒ ｔ ｗａ ｎｈ ｅ ｍｏ ｅｉ ｎ ｉ ａ ｏ ｓｅ ｔ ｎ ｈ ｍｕ ｔ
第五章 SIMULINK仿真基础
设置仿真参数
28
1．解题器（Solver）选项
（1）Simulation time组：设置仿真起止时间。
（2）Solve options组：选择求解器，并为其
指定参数。
– 变步长算法（Variable-step） – 固定步长算法（Fixed-step）。
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2．数据输入输出选项（Data Import/Export）
6
SIMULINK仿真基础
在工程实际中，控制系统的结构往往很复
杂，如果不借助专用的系统建模软件，则 很难准确地把一个控制系统的复杂模型输 入计算机，对其进行进一步的分析与仿真。
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
– None：不做任何反应。 – Warning：提出警告，但警告信息不影响程序的运行。 – Error：提示错误，运行的程序停止。
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观察Simulink的仿真结果
观察仿真结果的方法有以下几种：
– 将仿真结果信号输入到输出模块“Scope”示波
器、“XY Graph”二维X-Y图形显示器与
“Display”数字显示器中，直接查看。 – 将仿真结果信号输入到“To Workspace”模块中， 再用绘图命令在MATLAB命令窗口里绘制出图形。 – 将仿真结果信号返回到MATLAB命令窗口里，再 利用绘图命令绘制出图形。
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第二节 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 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
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MATLABsimulink仿真试验
实验七SIMULINK 仿真集成环境一、实验目的熟悉SIMULINK 的模型窗口、熟练掌握SIMULINK 模型的创建，熟练掌握常用模块的操作及其连接。
二、实验内容(1) SIMULINK 模型的创建和运行。
(2) 一阶系统仿真。
三、实验步骤1．Simulink 模型的创建和运行(1) 创建模型。
①在MATLAB 的命令窗口中输入simulink 语句，或者单击MATLAB 工具条上的SIMULINK 图标，SIMULINK 模块库浏览器。
②在MATLAB 菜单或库浏览器菜单中选择File|New|Model，或者单击库浏览器的图标，即可新建一个“untitle”的空白模型窗口。
③打开“Sources”模块库，选择“Sine Wave”模块，将其拖到模型窗口，再重复一次；打开“Math Operations”模块库选取“Product”模块；打开“Sinks”模块库选取“Scope”模块。
(2) 设置模块参数。
①修改模块注释。
单击模块的注释处，出现虚线的编辑框，在编辑框中修改注释。
②双击下边“Sine Wave”模块，弹出参数对话框，将“Frequency”设置为100；双击“Scope”模块，弹出示波器窗口，然后单击示波器图标，弹出参数对话框，修改示波器的通道数“Number of axes”为3。
③如图A4 所示，用信号线连接模块。
图A4(3) 启动仿真①单击工具栏上的图标或者选择Simulation|Start 菜单项，启动仿真；然后双击“Scope”模块弹出示波器窗口，可以看到波形图。
②修改仿真步长。
在模型窗口的Simulation 菜单下选择“Configuration Parameters”命令，把“Max step size”设置为0.01；启动仿真，观察波形是不是比原来光滑。
③再次修改“Max step size”为0.001；设置仿真终止时间为10s；启动仿真，单击示波器工具栏中的按钮，可以自动调整显示范围，可以看到波形的起点不是零点，这是因为步长改小后，数据量增大，超出了示波器的缓冲。
基于matlab的机械结构仿真程序
基于matlab的机械结构仿真程序基于Matlab的机械结构仿真程序是一种用于模拟和分析机械系统动态行为的工具。
通过使用Matlab编程语言和Simulink仿真环境，我们可以构建出具有各种结构和运动特性的机械系统，并对其进行仿真和优化。
以下是一个基于Matlab的机械结构仿真程序的探讨：1. 简介在介绍这个仿真程序之前，我们首先明确一下机械结构仿真的定义和意义。
机械结构仿真是指通过建立数学模型和运用仿真技术，对机械系统进行虚拟化，以便通过模拟和分析机械系统的行为，获得系统的性能指标和设计优化。
2. Matlab的仿真环境Matlab是一种强大的科学计算软件，具有丰富的工具箱和编程语言。
Simulink是Matlab的一个附属工具，用于建立、模拟和分析动态系统。
Simulink提供了一个直观的图形化界面，使得机械结构仿真程序的搭建更加便捷。
3. 机械结构建模在进行机械结构仿真前，我们需要首先建立机械系统的数学模型。
这包括建立机械结构的几何模型、物理模型和动力学模型。
通过使用Matlab的数学工具箱，可以方便地表示机械结构的运动学和动力学方程，从而实现仿真程序的搭建。
4. 动力学仿真一旦机械结构的数学模型建立完毕，我们可以使用Matlab的仿真工具对机械系统的动态行为进行仿真。
仿真可以模拟机械结构在不同工况下的运动和响应，例如负载变化、初始条件变化等。
通过对仿真数据的分析，我们可以获得机械系统的性能指标，如速度、加速度、力矩等。
5. 仿真结果分析仿真结果的分析是机械结构仿真程序中非常重要的一环。
通过使用Matlab的数据处理和可视化工具，我们可以对仿真结果进行综合分析。
通过绘制机械系统的运动轨迹图、动力学响应曲线和频谱图，我们可以更直观地理解系统的行为特性，并进一步对机械结构进行优化。
6. 优化设计基于仿真结果的分析，我们可以对机械结构的设计进行优化。
通过改变机械结构的几何参数、材料选择和工艺参数等，可以改善系统的性能和可靠性。
应对下一代信号处理系统的设计挑战——MathWorks发布MATLAB和Simulink高级信号处理新工具
进行系统设计、仿真和分析。这些算法以 Ｓｓ ｍ ｙ ｅ ｔ
ｏｊ ｔ形式存在， ｂｃ ｅｓ 即一种新的方便操作和支持复用
的 Ｍ Ｔ Ａ 对象 。 ＡＬＢ
Ｍ ｔ ｏ ｓ 代码生成工具现在支持 Ｅｌｓ ＩＥ嵌 ａ Ｗ ｒ ｈ ｋＣ ｃｐ 、 ｉｅＤ
入式 Ｌ Ｈ、Ｒ ｉ ｘＡ Ｍ处理器以及 Ｓｓ ｍ Ｌ ０ ｎ ｙ ｅ ＣＴＭ ２ 标准。 ｔ ． Ｍｔ ｏ ｓ ａ Ｗ ｒ 代码生成产品针对 Ｅｌｓ 集成开发环境 ｈ ｋ ｃｐｅ ｉ （ Ｅ、 Ｉ ） 嵌人式 Ｌ ｕ 和 Ａ ＭＣｒｘ ８ Ｄ ｉｘ ｎ Ｒ ｏｅ Ａ 处理器支持 ｔ．
布）其功能不断完善。 ， 为应对高级多域信号处理和复杂通
信系统的设计， １ 年９ Ｍ ｔ ｏ ｓ ２０ ０ 月．ａ Ｗ ｒ 发布了针对Ｍ Ｔ Ａ ｈ ｋ ＡＬＢ 和 Ｓ ｕｎ 重要的新功能。００ １ ｉ ｌｋ ｍ ｉ ２ １ 年 ０月， 记者带着疑问与 期待就这一系列重要新功能对 Ｍ ｔ ｒｓ ａ Ｗｏ 公司高级战略 ｈ ｋ 分析师 Ｋ ｎ ａ ｏ ｋ 进行了专访。 ｅ ｒ ｆ ｙ Ｋ ｎｓ Ｋｎ ｅ 表示 ．本次重要构师可以使用 Ｓ ｕｎ ｍ ｉｌ ｋ ｍ ｉ
来设计和验证完整的无线通信系统。 Ｓ ｕｎ 环 为 ｉｌ ｋ ｍｉ
境带来了电路包络和谐波平衡仿真技术， 并为射频
系统架构建模提供了大量的组件库。 ｉＲ 支持多 Ｓ Ｆ ｍ
正如 Ｋｎ ｅ 介绍的那样， 无线 、 传感处理和流媒体作为
化。Ｐ ＡＷｏ ｆｗＡ ｖｏ辅助在Ｘｌｘ Ｆ Ｇ ｒ ｏ ｄｉｒ ｋ ｌ ｓ ｉ 和Ａｔａ ｉ ｎ ｌｒ集 ｅ
分析从多种仪器和其他数据源采集到的信号． 其功能包括 信号采集、 信号分析和处理， 并能实现音频、 、 视频 通信、 雷
基于Matlab／Simulink的车用增压柴油机建模与仿真
（ ｈｎＵ ｉ ｒｉ ｆ ｅｈ ｏ ｇ ， ｈｎ４ ０ ６ ，Ｃ ｉ ） Ｗｕ ａ ｎ ｅｓｙｏ ｃ ｎｌ ｙ Ｗｕ ａ ３ ０ ３ ｈｎ ｖ ｔ Ｔ ｏ ａ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒｉｔ ｄ ｃ ｓ ｔｅ ｒｓ ａｃ ｉｎｆ ａ ｃ ｆｔ ｎ ｉｎ ｈ ｒｃｅ ｉ ｉ ｏ ｕ ｂ ｃ ｓｒ ｃ ： ｈ ｓ ａ ｅ ｒ ｕ ｅ ｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｓ ｉ ｃ ｎ ｅ ｏ ａ ｓｅ ｔｃ ａ ａ ｔｒ ｔ ｆｔ ｒ ｏ ｋ ｎｏ ｇ ｉ ｒ ｓｃ ｄｅ ｅ ｎ ｉｅ ｉ ｕｏ ｂｌ ． ｉｓ ｌ ｇｎ ｎ ａ ｔｍｏ ｉ ｅ ｅ
Ｍ ｏ ｌｎ ｎ Ｓｍ ｕｌｔｏ ｏ ｈ ｃｅ Ｔｕ ｂ ｃ ａ ｇ ｄ Ｄｉｓ ｌ ｄｅｉ ｇ ａ ｄ ｉ ａ ｉｎ ｆＶｅ ｉｌ ｒ ｏ ｈ ｒ ｅ ｅ ｅ Ｅｎ ｉ ｅ ｓ ｄ ｎ ａ ｌｂ ｉ ｕ ｉｋ ｇｎ ｓＢａ ｅ ｏ Ｍ ｔａ ／Ｓｍ ｌ ｎ
Ｙ Ｈｏ ｇ— ｆｎ Ｕ ｎ ｅ ｇ，Ｃ ＨＥＮ ｉ Ｈｕ
Ｋｅ ｒ ｓ ｖ ｈｃｅ ｔ ｒｏ ｋ ｙ ｗｏ ｄ ： ｅ ｉｌ ｕ ｂ ｃ
０ 前言
目前 ， 多数 大功 率柴 油机 、 车用 柴 油 机 均采 用 了
及反 复 ， 时建 立 柴 油 机 模 型 也 是 电控 柴 油 机 硬 件 同 在 环仿 真 中 的重要环 节 。 美 国 ｍ ｔ ｏ ｓ公 司 推 出 的 仿 真 软 件 Ｍ Ｔ Ａ ａ ｗｒ ｈ ｋ ＡＬＢ 是 一 种 通 用 型 的 仿 真 软件 ， 已成 为 国际 控 制 界 应 它
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基于MatlabSimulink的电力系统故障仿真与
基于Matlab/Simulink的电力系统故障仿真与分析112孙 浩 李 艳 张玉欣（1.吉林化工学院 信息与控制工程学院 电气工程系 吉林 吉林 132022；2.北华大学 电气信息工程学院 吉林 吉林 132021）摘 要： 以单机无穷大系统为例，研究系统发生短路故障后故障点的电压电流情况。
利用Matlab软件，在Simulink仿真平台上搭建短路故障模型进行仿真，仿真波形符合理论分析，表明Matlab具有强大的仿真功能，有助于提高电力系统研究和设计的效率和可信度。
关键词： 电力系统；短路故障；Simulink中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）1120023－02U S =220kV。
用三相故障元件来模拟短路故障，通过参数设置，该模0 引言块可以对相相和相地故障进行模拟。
通过Transition times可设置电力系统是一个大规模、时变的复杂系统，对国民经济起故障时间段，故障起始时间设为0.1s，切除时间设为0.25s。
其余着非常重要的作用。
随着电力工业的发展，在电力系统的研参数可用模块的默认值。
究、规划设计中，仿真软件的应用越来越广泛。
MATLAB仿真软件简单易学，使用方便，且提供了丰富的工具箱资源。
对于电力系统仿真，常用的模块库为标准SIMULINK模块库和电力系统模块库。
在Simulink仿真平台上搭建电力系统模型，若工具箱中现有元件模型达不到系统仿真的要求，可以建立子系统并进行封装[1]，使我们可以更加深入地研究电力系统的行为特性。
本文主要利用Matlab软件，在Simulik仿真平台搭建模型，设置参数，对系统短路故障进行仿真，仿真波形与理论分析相符。
1 电力系统短路故障仿真电力系统的故障可分为简单故障和复合故障。
简单故障指的是电力系统中某一处发生短路或断相故障的情况，而复合故障则是指两个以上简单故障的组合。
短路故障包括三相短路、图2 系统仿真模型单相接地短路、两相短路和两相短路接地；断相故障包括断一相、断两相故障。