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1、第7 章 Simulink仿真环境,MATLAB 7.X程序设计,2,主要内容：,Simulink的工作环境； 模型文件的创建和仿真； 子系统的封装过程 。,MATLAB 7.X程序设计,3,7.1 Simulink的启动与退出,7.1.1 Simulink简介 Simulink是用来对动态系统进行建模、仿真和分析的面向框图的仿真软件，是MATLAB的重要组成部分。 Simulink提供建立系统模型、选择仿真参数和数值算法、启动仿真程序对该系统进行仿真、设置不同的输出方式来观察仿真结果等功能。,MATLAB 7.X程序设计,4,7.1.2 Simulink的启动和模型编辑窗口,Simulink
2、的启动方法有下列几种： 1) 在MATLAB的命令窗口输入语句simulink，即可启动Simulink。Simulink启动后会显示Simulink模块库浏览器(Simulink Library Browser)窗口。 2）单击MATLAB主窗口工具栏上的Simulink命令按钮。 3）在MATLAB主窗口File菜单中选择New菜单项下的Model命令，在出现Simulink模块库浏览器窗口的同时，还会出现一个名字为untitled的模型编辑窗口。,MATLAB 7.X程序设计,5,Simulink的模型编辑窗口由菜单、工具栏、模型框图窗口和状态栏等组成。 其中菜单提供了模型建立和仿真的几
3、乎全部功能。工具栏是模型建立和仿真过程中常用功能的命令按钮，模型框图窗口是模型编辑区，状态栏是仿真过程中的状态信息。,MATLAB 7.X程序设计,6,file的常用菜单项功能,菜单项 功能 Model properties模型属性 Print 打印模型 Preferences SIMULINK界面的默认设置选项 Close 关闭当前Simulink窗口,MATLAB 7.X程序设计,7,Edit的常用菜单项功能,菜单项 功能 Create subsystem创建子系统 Mask subsystem封装子系统 Look under mask 查看封装子系统的内部结构 Update diagra
4、m更新模型框图的外观,MATLAB 7.X程序设计,8,View的常用菜单项功能,菜单项 功能 Go to parent 显示当前系统的父系统 Model browser options模型浏览器设置 Block data tips options鼠标位于模块上方时显示模块内部数据 Library browser 库浏览器 Model explorer 模型浏览器 Zoom in/ Zoom out 放大/缩小 Fit system to view 自动选择最合适的显示比例 Normal 以正常比例(100%)显示模型,MATLAB 7.X程序设计,9,Simulation的常用菜单项功能,菜
5、单项 功能 Start / Stop启动/停止仿真 Configuration Parameters 设置仿真参数 Normal 普通Simulink模型 Accelerator 产生加速Simulink模型,MATLAB 7.X程序设计,10,Format的常用菜单项功能,菜单项 功能 Text alignment 标注文字对齐工具 Enable tex commands 使tex 命令有效 Filp name 翻转模块名 Filp block/ Rotate Block翻转/旋转模块 Show name 显示模块的名字 Show port labels 显示端口标签 Foreground
6、color 前景色 Background color 背景色 Screen color 屏幕颜色 Port/signal displays 端口/信号显示 Block displays 显示模块,MATLAB 7.X程序设计,11,tools的常用菜单项功能,菜单项 功能 Simulink debugger Simulink调试器 Fixed_point settings 浮点设置 Model advisor 模型咨询 Lookup table editor 查表编辑 Data class designer 用户定义数据类型设计器 Bus editor 线路编辑 Signal 下半部分设置参数
7、，Wave form为信号类型，Time (t)为仿真时间或外部时间，Amplitude为信号幅值，Frequency为频率。,MATLAB 7.X程序设计,19,2 三角函数,三角函数(Trigonometric Function)是数学函数子库Math中的一个模块,双击三角函数模块，会出现参数设置对话框。对话框的上半部分为参数说明，下半部为参数设置，其中Function为可供选择的三角函数,Output signal type为自动、实数和复数。,MATLAB 7.X程序设计,20,3 数学函数,数学函数（Math function）是数学函数子库Math中的一个模块,双击Math fun
8、ction模块，会出现参数设置对话框。上半部分为参数说明，下半部分为参数设置,其中Function为可供选择的数学函数,Output signal type为自动、实数和复数。,MATLAB 7.X程序设计,21,4 示波器,示波器(Scope)是常用的模块子库中的模块，用来接收输入信号并实时显示信号波形的曲线。 示波器的参数设置对话框有两页，其中General 页可设置坐标轴数目Number of axes，浮点显示floating scope，时间范围Time range ，采样增益Sampling；History 页可设置数据点数Limit data points to last，是否保
9、存到工作空间Save data to workspace。,MATLAB 7.X程序设计,22,7.3 模型文件的创建,7.3.1模块的操作 1 模块的选定 模块的选定有三种方式： 1） 选定单个模块 选定对象只要在模块上单击鼠标，被选定的对象的四角处会出现小黑块编辑框。 2） 选定多个模块 如果选定多个模块，可以按下Shift键，然后再单击所需选定的模块；或者用鼠标拉出矩形虚线框，将所有待选模块框在其中，则矩形框中所有的模块均被选中。 3）选定所有模块 如果要选定所有模块，可以选择菜单EditSelect all。,MATLAB 7.X程序设计,23,2 模块的复制,模块的复制有两种方式：
10、1) 不同模型窗口(包括模型库窗口)之间的模块复制 选定模块，用鼠标将其拖到另一模型窗口。 选定模块，使用菜单和工具栏中的Copy和Paste命令。,2) 在同一模型窗口内的复制模块 选定模块，按下鼠标右键，拖动模块到合适的地方，释放鼠标。 选定模块，按住Ctrl键，再用鼠标拖动对象到合适的地方，释放鼠标。 使用菜单和工具栏中的Copy和Paste命令。,MATLAB 7.X程序设计,24,3 模块的移动,模块的移动有两种方式： 1)在同一模型窗口移动模块 选定需要移动模块，用鼠标将模块拖到合适的地方。,2)在不同模型窗之间移动模块 在不同模型窗之间移动模块，在用鼠标移动的同时按下Shift键
11、。当模块移动时，与之相连的连线也随之移动。,MATLAB 7.X程序设计,25,4 模块的删除,要删除模块，应选定删除模块，按Delete键。 选定待删除模块后，用菜单和工具栏的Edit Cut。,5 模块的缩放 选定需要改变大小的模块，出现小黑块编辑框后，用鼠标拖动编辑框，可以实现放大或缩小。 使用菜单view中的Zoom in /Zoom out。,MATLAB 7.X程序设计,26,6 模块的翻转,选定模块，选择菜单FormatFlip Block可以将模块旋转180度。 选定模块，选择菜单FormatRotateBlock可以将模块旋转90度。,7 编辑和修改模块名 单击模块下面或旁边
12、的模块名，出现虚线编辑框就可对模块名进行编辑、修改。选定模块，选择菜单FormatFont，打开字体对话框设置字体。,MATLAB 7.X程序设计,27,7.3.2 信号线的操作,信号线的操作是创建模型文件时连接模块的操作，常用的信号线的操作如下：,1 模块间连线 先将光标指向一个模块的输出端，待光标变为十字符后，按下鼠标左键并拖动，直到另一模块的输入端。,MATLAB 7.X程序设计,28,2 信号线的分支和折线,1) 分支的产生 将光标指向信号线的分支点上，按鼠标右键，光标变为十字符，拖动鼠标直到分支线的终点，释放鼠标；或者按住Ctrl键，同时按下鼠标左键拖动鼠标分支线的终点。,2) 信号
13、线的折线 选中已存在的信号线，将光标指向折点处，按住Shift键，同时按下鼠标左键，当光标变成小圆圈时，用鼠标拖动小圆圈将折点拉至合适处，释放鼠标。,MATLAB 7.X程序设计,29,3 填加注释,双击信号线后出现矩形文本输入框，可以添加文本注释(label)。,MATLAB 7.X程序设计,30,7.3.3 创建模型文件,创建模型文件时只需用鼠标右键单击Simulink模块库浏览器(Simulink Library Browser)窗口中相应的模块，选择其下拉菜单的第一项,填加到已创建的模型文件中，通过信号线连接各模块即可。,MATLAB 7.X程序设计,31,例7-1 创建方波信号模型。
14、,步骤 鼠标右键单击Simulink模块库浏览器中的模块信号发生器（Signal Generator）,出现下拉菜单,选择其第一项,填加到创建的模型中。 步骤 按照步骤1的方法继续填加示波器模块。 步骤 通过信号线连接两个模块，建立信号发生器模型。,MATLAB 7.X程序设计,32,步骤4 模块的参数设置 双击Signal Generator模块，会出现如图所示的参数设置对话框。上半部分为参数说明，仔细阅读可以帮助用户设置参数。Wave form为波形形式，包括 Sine，Square，sawtooth 和random；Amplitude为正弦幅值。Frequency为正弦频率。,MATLA
15、B 7.X程序设计,33,步骤 5 模块的属性设置 每个模块的属性对话框的内容都相同。属性名及其含义如下： 1) 说明Description 对模块在模型中用法的注释。 2) 优先级Priority 规定该模块在模型中相对于其它模块执行的优先顺序。 3) 标记Tag 用户为模块添加的文本格式标记。,MATLAB 7.X程序设计,34,4) 调用函数Open function 当用户双击该模块时调用的MATLAB函数。 5) 属性格式字符串Attributes format string 指定在该模块的图标下显示模块的哪个参数和格式。,步骤6 选择filesave as以first.mdl保存上
16、述模型。,步骤7 选择simulationstart或工具栏的仿真按钮，仿真first.mdl模型，双击示波器按钮，将显示波形结果。,MATLAB 7.X程序设计,35,7.4 子系统,7.4.1子系统建立的方法 Simulink允许建立类似于MATLAB的函数文件功能的子系统。建立子系统有两种方法： 1 对已存在的模型的某些部分或全部使用菜单命令EditCreate Subsystem，封装为子系统。 2 使用Ports & Subsystems模块库中的Subsystem模块直接创建子系统。,MATLAB 7.X程序设计,36,7.4.2 子系统的封装,把已存在的Simulink模型中的某个部分封装为子系统是建立子系统的重要方法，步骤如下： 1) 用矩形框选择要封装的部分，包括模块和信号线。 2) 在模块窗口菜单选项中选择菜单EditCreate subsystem，出现封装后的子系统。子系统有一个默认的输入端口和输出端口，默认名为In
