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1、MATLAB Simulink 应用,主要内容,引言 Simulink的特点 Simulink 启动 Simulink 窗口环境 Simulink 模型组成 Simulink 基本操作 Simulink常用模块库 Simulink仿真方法与仿真参数的选择 Simulink模块化与封装 S函数及其应用,引 言,在工程实际中，许多实际系统的结构往往很复杂，如果不借助专用的系统建模软件，则很难准确地把该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，Math Works软件公司为MATLAB提供了新的控制系统模型图输入与仿真工具，并命名为SIMULAB，该工具很快就在控制工程界获
2、得了广泛的认可，使得仿真软件进入了模型化图形组态阶段。但因其名字与当时比较著名的软件SIMULA类似，所以1992年正式将该软件更名为Simulink 。 Simulink的出现，给控制系统分析与设计带来了福音。顾名思义，该软件的名称表明了该系统的两个主要功能：Simu（仿真）和Link（连接），即该软件可以利用鼠标在模型窗口上绘制出所需要的控制系统模型，然后利用Simulink提供的功能来对系统进行仿真和分析。,引 言,Simulink是MATLAB软件的扩展，它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包，它与MATLAB语言的主要区别在于，其与用户交互接口是基于Windows的模型化图形输入，其
3、结果是使得用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建，而非语言的编程上。 所谓模型化图形输入是指Simulink提供了一些按功能分类的基本的系统模块，用户只需要知道这些模块的输入输出及模块的功能，而不必考察模块内部是如何实现的，通过对这些基本模块的调用，再将它们连接起来就可以构成所需要的系统模型（以.mdl文件进行存取），进而进行仿真与分析。,Simulink的特点,提供图形用户界面（GUI），只要通过点击拖拽 就可完成模型的创建。 系统具有分层功能，可以将系统分成多层，每层又可分成好几部分，使我们组织系统简洁有效。 模型构建完后，可以启动系统仿真功能来分析该系统的动态特性。 仿真结果可以图形方
4、式进行显示 类似示波器，便于观察输出结果 可以仿真线性、非线性系统 可以构建连续时间模型或离散时间模型,Simulink 启动,由于Simulink是基于MATLAB环境之上的高性能的系统级仿真设计平台，因此启动Simulink之前必须首先运行MATLAB，然后才能启动Simulink并建立系统模型。启动有四种方法： 在MATLAB命令窗口中输入simulink 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 :
5、simulink3的Simulink模块库窗口。 可以通过单击MATLAB主窗口工具条上的Simulink图标打开。 可以通过单击MATLAB主窗口菜单选择FileNewModel 弹出一个Untitled的Simulink模型窗口，再选择View Show Library Browser，弹出Simulink Library Brower模块库窗口,Simulink 启动,Simulink 窗口环境,从Simulink窗口中可以看到Simulink所有提供的模块库及建立模型所需的所有具体模块。,标题栏,菜单栏,工具栏,模块说明框,基本模块库,已安装专 用模块库,模块查找框,模块显示框,Sim
6、ulink 窗口环境,MATLAB提供了一个专用的Simulink模型编辑窗口，进行模型的搭建和仿真。窗口打开方式有两种： File-New-Model。 点击工具栏上的新建图标。,菜单栏,工具栏,模块编辑区,当前状态,仿真进程,仿真解法,Simulink 模型组成,一个典型的Simulink模型由信源、系统以及显示等三个部分组成，它们的关系如下图所示：信源：提供系统的输入信号，如常量、正弦波、方波等。 系统：对仿真对象的数学抽象，比如是连续线性系统，还是连续非线性系统？对输入信号求和，还是对输入信号进行了其他处理？ 显示：接收信号的部分，用户可以把它送到“示波器”显示出来，或者保存到相应的m
7、at文件中去。,Simulink 仿真简例,例子：在Simulink中构建模型：对一个正弦波信号进行积分处理，然后将原始正弦信号和积分后的信号送到示波器中同时显示出来。 步骤： 打开一个新的窗口，找到相应的模块，并将它们移到模型中去。需要的模块有：输入源模块(Sources)中的正弦波模块；接收器(Sink)模块中的示波器模块；连续系统(Continous)模块组中的积分(Integrator)模块；信号路线(Signal Routing)模块组的信号混路(Mux)模块 。 连接模块。将鼠标放到模块的输出端口，等光标变为十字时按住鼠标移动到另一模块的输入端，释放鼠标即可。如果信号线存在分路，按
8、住Ctrl键并同将鼠标放到信号线上，等光标变为十字即可引出分支信号线。 保存模型文件。 运行仿真：simulationstart或点击图标。,yyx_simu01.mdl,Simulink 基本操作,模型文件的操作 Simulink所建立的模型文件的后缀名为.mdl。模型文件实际上是一种结构化了的ASCII文件，它描述了模型的关键字和参数。模型文件可以通过M文件编辑器打开，并可进行模型的查看和修改。 模块的操作 模块的选定选定单个模块、多个模块（shift键的使用，方框选定、复制） 模块大小的调整 模块方向的调整 选定模块，FormatRotate block：模块顺时针旋转90 选定模块，F
9、ormatFlip block：模块顺时针旋转180 模块位置的调整 模块的删除 模块名的操作（隐藏（hide name）、显示（show name）、模块名位置调整（Flip name）、双击模块名） 模块的插入,Simulink 基本操作,模块的操作 模块参数设置（双击模块） 信号线的操作 信号线的连接：光标连接、按住Ctrl键连续单击欲连接的两个模块，simulink将自动连接所选模块 分支线的连接：鼠标右键连接、按住Ctrl键拖动鼠标 信号线的折曲： 信号线的删除 信号线的标签：双击要进行标注的信号线（编辑、复制（按住Ctrl键拖动鼠标）、移动、删除（Shift键选中Delete） 信
10、号线标签的传递（1）先对进行复路前的信号进行标注，分别标为s(1)、s(2)，在使用标签传递的信号线上标上“ simin=Sin_signal(1,0,0.5*pi,0,0,8,100)；,function Sin_signal=Sin_signal(A,Bias,W,Phase,t0,te,N) t=linspace(t0,te,N); Data=A*sin(W*t+Phase)+Bias; Sin_signal=t Data;,Simulink常用模块库,Sources（输入源模块） From File 模块 可以从mat文件中的第一个矩阵中读取数据作为输入信号，该矩阵的第一行被认为给出了
11、一组时刻值，其余行给出了相应的信号值。在使用此模块时需要设置mat文件名和采样时间。, save_data=simin; save mydata save_data,Simulink常用模块库,Sinks（接收器模块） Scope：示波器，显示信号曲线。 XY Graph：绘制两个信号关系曲线。 Out1：输出端口 Display：将信号值显示于模块窗口 To Workspace：将结果保存到MATLAB的工作空间。 To File(.mat)：将仿真结果保存为.mat文件。 Terminator：终止一个未连接的输出端口,Simulink常用模块库,Sinks（接收器模块） Scope：示波
12、器，显示信号曲线。 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出来，并以不同的颜色加以区分。若为离散信号，则显示信号的阶梯图。示波器工具栏介绍 坐标轴的范围调整：在坐标框内单击鼠标右键Axes properties 示波器参数设置 General Number of axes：用于设定轴的个数，可以实现多个输入信号的显示 Time range：用于设定X轴（时间轴）的显示范围 Sampling下拉列表：Decimation可设置显示频度，若设为n，则每隔n-1个数据点都给予显示 Sample time若为0，显示连续信号，-1显示方式取决于输入信号，任何大于0的数据表示显示离散信号的时间间隔 Floating scope：游离示波器 Data history,
