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1、simulink matlab仿真环境教程Simulink是面向框图的仿真软件。演示一个Simulink的简单程序【例1.1】创建一个正弦信号的仿真模型。步骤如下: (1 在MATLAB的命令窗口运行simulink命令,或单击工具栏中的图标,就可以打开Simulink模块库浏览器(Simulink Library Browser 窗口,如图1.1所示。 图7.1 Simulink界面(2 单击工具栏上的图标或选择菜单“File”“New”“Model”,新建一个名为“untitled”的空白模型窗口。(3 在上图的右侧子模块窗口中,单击“Source”子模块库前的“+”(或双击Source,
2、或者直接在左侧模块和工具箱栏单击Simulink下的Source子模块库,便可看到各种输入源模块。(4 用鼠标单击所需要的输入信号源模块“Sine Wave”(正弦信号,将其拖放到的空白模型窗口“untitled”,则“Sine Wave”模块就被添加到untitled窗口;也可以用鼠标选中“Sine Wave”模块,单击鼠标右键,在快捷菜单中选择“add to untitled”命令,就可以将“Sine Wave”模块添加到untitled窗口,如图1.2所示。(5 用同样的方法打开接收模块库“Sinks”,选择其中的“Scope”模块(示波器拖放到“untitled”窗口中。(6 在“un
3、titled”窗口中,用鼠标指向“Sine Wave”右侧的输出端,当光标变为十字符时,按住鼠标拖向“Scope”模块的输入端,松开鼠标按键,就完成了两个模块间的信号线连接,一个简单模型已经建成。如图1.3所示。(7 开始仿真,单击“untitled ”模型窗口中“开始仿真”图标,或者选择菜单“Simulink”“Start”,则仿真开始。双击“Scope”模块出现示波器显示屏,可以看到黄色的正弦波形。如图1.4所示。图7.2 Simulink界面(8 保存模型,单击工具栏的图标,将该模型保存为“Ex0701.mdl ”文件。1.2 Simulink 的文件操作和模型窗口1.2.1 Simul
4、ink 的文件操作1. 新建文件新建仿真模型文件有几种操作: 在MA TLAB 的命令窗口选择菜单“File ”“New ”“Model ”。 在图1.1的Simulink 模块库浏览器窗口选择菜单“File ”“New ”“Model ” ,或者单击工具栏的图标。 在图1.3的Simulink 模型窗口选择菜单“File ”“New ”“Model ” ,或者单击工具栏的图标。 2. 打开文件 打开仿真模型文件有几种操作: 在MA TLAB 的命令窗口输入不加扩展名的文件名,该文件必须在当前搜索路径中,例如输入“Ex0701”。 在MA TLAB 的命令窗口选择菜单“File ”Open ”
5、或者单击工具栏的图标打开文件。 在图1.1的Simulink 模块库浏览器窗口选择菜单“File ”“Open ”或者单击工具栏的图标打开“.mdl ”文件。 图7.3 Simulink 模型窗口 图7.4 示波器窗口 在图1.3的Simulink 模型窗口中选择菜单“File ”“Open”或者单击工具栏的图标打开文件。 1.2.2 Simulink 的模型窗口模型窗口由菜单、工具栏、模型浏览器窗口、模型框图窗口以及状态栏组成。 1. 状态栏2. 工具栏模型窗口工具栏如图1.6所示。 3. 菜单Simulink 的模型窗口的常用菜单如表1.1所示。图7.5 双窗口模型窗口表1.1模型窗口常用
6、菜单表 1.3 模型的创建1.3.1模块的操作1. 对象的选定选定单个对象选定对象只要在对象上单击鼠标,被选定的对象的四角处会出现小黑块编辑框。选定多个对象如果选定多个对象,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,则矩形框中所有的对象均被选中,如图1.7所示。 图7.7 选定多个对象选定所有对象如果要选定所有对象,可以选择菜单“Edit”“Select all”。2. 模块的复制(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,使用菜单的“Copy”和“Paste”命令。选定模块,使用工具栏
7、的“Copy”和“Paste”按钮。(2 在同一模型窗口内的复制模块(如图1.8所示选定模块,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”按钮。 图7.8 在同一模型窗口复制对象3. 模块的移动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。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。当模块移动时,与之相连的连线也随之移动。4. 模块的删除要删除模块,应选定待删除模块,按Delete键;或者用菜单“Edit”“Clea
8、r”或“Cut”;或者用工具栏的“Cut”按钮。5. 改变模块大小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。6. 模块的翻转模块翻转180度选定模块,选择菜单“Format”“Flip Block”可以将模块旋转180度,如同1.9中间为翻转180度示波器模块。模块翻转90度选定模块,选择菜单“Format”“Rotate Block”可以将模块旋转90度,如图1.9右边示波器所示。如果一次翻转不能达到要求,可以多次翻转来实现。图7.9 翻转模块7. 模块名的编辑修改模块名单击模块下面或旁边的模块名,出现虚线编辑框就可对模块名进行修改。模块名字体设置选定
9、模块,选择菜单“Format”“Font”,打开字体对话框设置字体。模块名的显示和隐藏选定模块,选择菜单“Format”“Hide /Show name”,可以隐藏或显示模块名。模块名的翻转选定模块,选择菜单“Format”“Flip name”,可以翻转模块名。1.3.2信号线的操作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,按下鼠标键并拖动,直到另一模块的输入端。2. 信号线的分支和折曲(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到分支线的终点,如图1.10所示
10、。 图7.10 信号线的分支(2 信号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,如图1.11所示。 图7.11 信号线的折线3. 信号线文本注释(label添加文本注释双击需要添加文本注释的信号线,则出现一个空的文字填写框,在其中输入文本。修改文本注释单击需要修改的文本注释,出现虚线编辑框即可修改文本。移动文本注释单击标识,出现编辑框后,就可以移动编辑框。复制文本注释单击需要复制的文本注释,按下Ctrl键同时移动文本注释,或者用菜单和工具栏的复制操作。4. 在信号线中插入模块如果模块只有一个
11、输入端口和一个输出端口,则该模块可以直接被插入到一条信号线中。1.3.3给模型添加文本注释(1 添加模型的文本注释在需要当作注释区的中心位置,双击鼠标左键,就会出现编辑框,在编辑框中就可以输入文字注释。(2 注释的移动在注释文字处单击鼠标左键,当出现文本编辑框后,用鼠标就可以拖动该文本编辑框。1.4 Simulink的基本模块1.4.1基本模块Simulink的基本模块包括9个子模块库。1.输入信号源模块库(Sources输入信号源模块是用来向模型提供输入信号。常用的输入信号源模块源如表1.2所示。表1.2 常用的输入信号源模块表 2. 接收模块库(Sinks接收模块是用来接收模块信号的,常用
12、的接收模块如表1.3所示。表1.3 常用的接收模块表 3. 连续系统模块库(Continuous连续系统模块是构成连续系统的环节,常用的连续系统模块如表1.4所示。表1.4 常用的连续系统模块表 4. 离散系统模块库(Discrete离散系统模块是用来构成离散系统的环节,常用的离散系统模块如表1.5所示。表1.5 常用的离散系统模块表 1.4.2常用模块的参数和属性设置1. 模块参数设置 (1 正弦信号源(Sine Wave 双击正弦信号源模块,会出现如图1.13所示的参数设置对话框。图1.13的上部分为参数说明,仔细阅读可以帮助用户设置参数。Sine type 为正弦类型,包括Time-ba
13、sed 和Sample-based ;Amplitude 为正弦幅值;Bias 为幅值偏移值;Frequency 为正弦频率;Phrase 为初始相角;Sample time为采样时间。(2 阶跃信号源(Step阶跃信号模块是输入信号源,其模块参数对话框如图1.14所示。其中:Step time 为阶跃信号的变化时刻,initial value 为初始值,Final value 为终止值,Sample time 为采样时间。(3 从工作空间获取数据(From workspace从工作空间获取数据模块的输入信号源为工作空间。 【例1.2】在工作空间计算变量t 和y ,将其运算的结果作为系统的输入
14、。t=0:0.1:10; y=sin(t; t=t;y=y;然后将“From Workspace ”模块的参数设置对话框打开,如图1.15(a所示,在“Data ”栏填写“t,y”,单击“OK ”按钮完成。则在模型窗口中该模块就显示为图1.15(b。用示波器作为接收模块,可以查看输出波形为正弦波。图7.14 阶跃信号模块的参数图7.13 模块的参数设置“Data ”的输入有几种,可以是矩阵、包含时间数据的结构数组。“From Workspace ”模块的接收模块必须有输入端口,“Data ”矩阵的列数应等于输入端口的个数+1,第一列自动当成时间向量,后面几列依次对应各端口。t=0:0.1:2*
15、pi; y=sin(t; y1=t;y;save Ex0702 y1%保存在“Ex0702.mat ”文件中(4 从文件获取数据(From file从文件获取数据模块是指从mat 数据文件中获取数据为系统的输入。 y1=t;y;save Ex0702 y1%保存在“Ex0702.mat ”文件中然后将“From File ”模块的参数设置对话框打开,如图1.16所示,在“File name ”栏填写“Ex0702.mat ”,单击“OK ”按钮完成。用示波器作为接收模块,可以查看输出波形。(5 传递函数(Transfer function传递函数模块是用来构成连续系统结构的模块,其模块参数对话框如图1.17所示。图7.15 (a 模块参数设置 (b 从工作空间获取数据模块图7.16 From File 参数设置图7.
