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1、Simulink 的使用Matlab 的 Simulink 是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。它使得 Matlab 的功能得到进一步的扩展，这种扩展表现在三个方面： (1)实现了可视化建模，在 Windows 环境下，用户可以通过简单的鼠标操作建立直观的系统模型，进行分析仿真。(2)实现了多种环境间的文件共享与数据交换，甚至能够与硬件实现实时信息交换。(3)把理论研究与工程实现有机地结合在一起。Simulink 支持连续、离散及混合的线性系统和非线性系统，并且支持多采样率系统。其可视化建模体现在为用户提供了用方框图进行系统建模的图形接口.Simulink 具有一个较为完整的模型
2、库，包括源节点(Source)、阱节点(Sink)、线性环节(Linear)、非线性环节(Nonlinear)、连线与接口(Connections)和其他环节(Extra)，用户还可以根据需要定制和创建自己的模块。Simulink 模型具有分层的等级结构，用户可以采用由上到下或从下到上的方式构建系统模型。可以从全局的角度来考察系统，然后用鼠标双击其中的子系统模块，来查看下一级的内容，依此类推，可以看到系统模型的全部细节。这种方式帮助用户洞察整个系统模型的体系结构及其各个部分的相互关系。定义完一个模型后，用户可以通过 Simulink 的菜单或者 Matlab 命令对它进行仿真。可以在仿真的同时
3、显示仿真结果，非常实用。除此之外，还可以在用户改变参数之后迅速观察到系统中发生的变化。Simulink 的仿真结果可以输入到 Matlab 工作空间，进行事后处理或者可视化输出。Simulink 的实时工作间(Real-Time Workshop，以后简称 RTW)直接从Simulink 的系统框图自动生成 C 语言代码，这样一来，就允许在更广的计算机平台(包括实时硬件)上执行连续、时间离散及混合系统模型。Simulink RTW 的Ada 扩展的作用是直接从 Simulink 的系统框图自动生成 Ada 浯言代码。1. 启动 Simulink启动 Simulink 通常有三种方式：1)直接从
4、 Matlab 指令窗口选取菜单 File| New| Modal 命令，Matlab 将会打开 Simulink 库浏览器和名为 untitled 的模型窗口。2)在 Matlab 命令窗口中键入 Simulink 命令，Matlab 将会打开 Simulink 库浏览器。3)点击 Matlab 命令窗口工具条的 图标，启动 Simulink 库浏览器。由启动 Simulink 的三种方式，要新建一个模型文件，至少可以采用两种方式：1)直接从 Matlab 指令窗口选取菜单 File|New|Modal 命令。2)先启动 Simulink 库浏览器，然后点击 Simulink 库浏览器的工具
5、条中的“新建模型”图标，建立新的模型文件。如果模型文件已经存在，至少有三种方法打开模型文件：1)从 Matlab 指令窗口选取菜单 File|Open 命令。2)先启动 Simulink 库浏览器，然后点击 Simulink 库浏览器的工具条中的“打开模型”图标，打开已经存在的模型文件，对它进行编辑、修改和仿真。3)在 Matlab 命令窗口中键入模型文件名称，不需要mdl 后缀。Simulink 用不同的窗口显示模块库、模型号和仿真输出图形结果这些窗口不是 Matlab 图形窗口，不能用句柄图形命令来操作。2. Simulink 例本节通过一个实例，先简单地介绍一下 Simulink 环境，
6、然后介绍如何使用Simulink 进行系统建模、系统仿真。现在需要对一个正弦信号积分，显示正弦信号与积分结果，该模型的框图如图 1 所示。图 1 目标正弦积分模型要构建一个模型，必须先启动 Matlab。然后在 Matlab 命令窗口下键入Simulink 命令，便打开一个名为 Simulink Library Browser 的 Simulink 模块库浏览器。将鼠标指针移到 Simulink 库之上点击鼠标右键，将出现弹出菜单 Open the Simulink Library；点击左键选择打开，则启动 Simulink 库的窗口界面。点击新建模型工具条按钮，创建一个新的系统模型，此时 S
7、imulink 打开一个名为 untitled 的空白窗口.将新模型窗口移到屏幕的右侧，使屏幕上能够同时看到窗口的内容和模块库的内容。从模型的功能框图可以看出，该模型用到了如下模块库：源节点库(正弦波模块)。阱节点库(观测器模块)。连续信号库(积分器模块)信号与系统库(多路转换器模块)。现在需要将所需的模块逐一拷贝到模型窗口中。在 Simulink 库浏览器中，将 Simulink 库浏览树展开，点击 Sources 选择源节点库，再在右边找到正弦波模块。将图中的 Scope 拖放到新建的模型窗口中。用同样的方法拷贝其他几个模块。每个模块的图标外面都有符号“” ，表示信号的输入输出，这些端口符
8、号在模块连线以后将消失。进行模块间连线。将鼠标指针移到模块端口附近，鼠标指针变为“+” ，按下左键，拖动鼠标到另一连接点，松开左键即可。在模块连线中，有一条线必须分支，分支线的画法与普通线的画法略有不同。先将鼠标指针移到要分支的线上，按住 Ctrl 键，再按下左键，将鼠标拖到另一连接点，松开左键即可。为方便观察各个模块的名称及其数据，鼠标选取菜单 View |Blockdata tips options 的三个选项。此时将鼠标指针停在正弦波模块上，弹出窗口显示相应模块的名称、参数名称及参数数值、用户定义字符串。如果需要修改模块的属性，只需双击该模块，即可在其属性窗口中任意修改。在本例中，所有模
9、块的属性都使用缺省值，关于如何设置各个模块的属性，后面会专门讨论。选择窗口菜单 Simulation|Start，执行模型仿真。3.构建模型 标准模块的选取构建 Simulink 模型的许多操作，如拷贝模块或删除连线，都需要准确地选取这些对象。选取单一对象，鼠标点击即可。选取多个对象，其操作是按住 Shift 键，用鼠标逐一点击需要选取的对象。另外，模型窗口的菜单 Edit|SelectAll 命令可选择模型窗口中所有的对象。 模块的编辑模块的编辑包括模块的移动、拷贝、剪切、粘贴和删除。所有这些操作都与 Windows 环境下的操作一样。 模块属性的修改对模块进行多种格式设置，格式设置操作均由
10、菜单 Format 中的命令完成。下面分别介绍几种常用的操作。1改变模块的方向菜单命令“Format|Flip Block，旋转模块 180 度；菜单命令“Format|Rotate Block，顺时针旋转模块 90 度。2.改变模块的尺寸该操作与在 Word 中改变图片尺寸的操作一模一样，先选中对象，再移动鼠标到适当位置按下左键，拖动员标即可。3改变模块的名称 在前面的例子中我们已经看到，模块下面都有相应的标题名称，用户可以根据实际情况对模块的标题进行修改。其操作相当简单，用鼠标点击模块标题名称，Simulink 在模块名称外置一方框，删除现有标题，输入新标题，中西文皆可，最后在窗口的其他位
11、置点击鼠标，修改工作完成。菜单命令 Format|Flip Name 改变模块名称的位置。菜单命令 Format|Hide NameFormat|ShowName，显示或隐藏模块名称。菜单命令 Format|Font，显示字体设置对话框，改变模块的字体。在很多情况下，我们希望在系统框图中的适当位置显示各个模块的参数。Simulink 提供了在模块图标下显示对应参数的功能，在实现时至少有两种方法。第一种方法：先选中模块，再运行菜单命令 Edit|Block properties显示模块属性对话框， 然后在 Attributes frmat string 一栏中输入属性格式化字符串。在模块上点击鼠
12、标右键，弹出菜单中同样有 Block properties项，其功能与前者一样。第二种方法：使用函数 set_param 设置模块的 AttributesFormatString 为属性格式化字符串。属性格式化字符串是内嵌参数名称的任意文本字符串(textstring)。内嵌参数名称由参数名称前力口上“”构成，如“” 。Simulink 将属性格式化字符串中每个参数名称替换为对应的参数值，显示在模块图标下面。可以使用换行符(n)将每个参数显示为单独的一行，如对一个正弦波模块： Amp=nFreq=如果参数值不是字符串或整数，Simulink 将参数值显示为“NS” ；如果参数名无效，则显示为“
13、?” 。 模块的连接将鼠标指针置于模块间连线的适当位置，按下鼠标右键，鼠标指针变为“+”，拖动鼠标到合适的位置，释放右键，窗口中出现一条箭头线；再从此箭头开始，按住鼠标右键或左键，拖动鼠标到合适的位置，依此类推，直到完成整个“折”线。 构建子系统在系统模型不断变大、变复杂时，可以采用定义子系统的方式简化系统框图。运用子系可以减少模型窗口中显示模块的数目，并可将功能相关的模块集中在一起，使建立的系统框层次结构化。可以采用两种方法构建子系统：其一是在系统模型中添加 Subsystem 模块，然后将模块打添加内容；其二是先添加子系统中的模块，再将这些模块组合成子系统。本小节就分别介绍两种方法。1添加
14、 Subsystem 模块方法这种方法构建子系统有三个步骤：1)从信号与系统库中拷贝添加 Subsystem 模块。2)双击 Subsystem 打开 Subsystem 模块。3)同构建普通系统一样，为新建的子系统添加所需的模块。用 Input 模块表示从子系统外输入；用 Output 模块表示子系统对外的输出.2由现存模块组合子系统由现存模块组合子系统的操作可以分为两个步骤：1)将所有希望包括在子系统中的模块和连线选择在同一个框中，注意不可以逐一单独选择,不可以用 SelectAll 命令.2)从 Edit 菜单中选择 Create Subsystem 命令，Simulink 将选中的模块
15、用一个 Subsystem 模块代替.如果打开 Subsystem 模块，可以看到其内容。注意 Simalink 添加了 Input和 Output 模块，表示子系统的输入输出。 模型文件的保存及其格式构建好一个模型后，选择菜单命令 File|Save 或 File|SaveAs 将模型存盘。文件是以 ASCII 形式存储的mdl 文件，文件中包含了该模型的所有信息，既包括数学模型内涵，也包括外部框图的形状位置信息。如果是第一次保存某个模型，菜单命令 Pile|Save 将激活标准的文件保存对话框，指定文件路径与名称，点击“保存”按钮即可。值得注意的是模型文件的名称必须以字母开头，只能使用字母
16、、数字和下划线，长度不大于 31 个字符。由于模型文件是以 ASCII 形式存储的，所以可以用 type 指令查看其内容，也可以用字处理器对它进行编辑修改。为了对模型文件有一个比较清楚的了解，现对其简要介绍。准确地说，模型文件是一种结构化的 ASCII 文件，包括文件关键字和描述模型的参数、参数值，其结构如下：Model .BlockDefaults. AnnotationDefaults .System.Block .Line Branch.Annotation.可以用记事本打开某个模型文件看一看，并且动手适当修改。虽然可以用文字编辑器对模型文件进行修改，而且在有些场合确实比较方便，但是建议不要这么做，除非对此有十分的把握。 框图的打印菜单命令 File|Print 执行打印框图的操作。当我们运行打印命令时，Simulink 首先显示打印对话框，该对话框允许选择需要打印的内容。打印工作
