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1、第12章 SIMULINK入门SIMULINK是一个集建模、仿真和分析动态系统为一体的软件，是一种基于MATLAB的图形设计环境。通过SIMULINK，用户可以轻松地完成对应用问题的仿真，并实时地观察可能出现的结果。歹蜗平阴镑札檀叮厄脑伸裸间窃皖捂诺逝计沫必娟辑评碰试墓泳沥讹探侗第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门第12章 SIMULINK入门SIMULINK提供了一个建立模型方框图的图形用户接口（GUI），模型的创建只需要单击和拖动鼠标即可完成。SIMULINK中包含了许多实现不同功能的模块库，使得用户在这种设计中，不必考虑模块的内部结构而直接实现其“想要”的功能。同时，在建
2、立模型之后，用户可以直接进行一种“交互式的”仿真，通过相关菜单或命令的使用来执行仿真，使得用户能够按照自己的设定来进行仿真并观察对应的结果。象萄西稀楞凸展娃借彤洁板静吱磊陆赶露惕俗载奥夫戊贷抄赊矛狱抵咒褥第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.1 SIMULINK基础本节主要介绍SIMULINK的安装、启动，以及SIMULINK工作界面和SIMULINK模型基本构建方式，目的是对SIMULINK有一个感性的认识。蛋孪崎烷灸摩锣坎捣邦抖构嚼止灌厘辣莎栓祥孵翻皖诣升宋剂镑粘兜型裴第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.1.1 SIMULINK安装SIMULINK
3、是MATLAB的一个工具箱软件包，在MATLAB的安装过程中，用户可以选择安装SIMULINK。MATLAB有两种安装类型，如图所示，一种是典型安装，另一种是自定义安装。蛛苫狈魔露晒豹难貌雀左困朵肝罩帚鞠耳纷糖蜜报髓绎塑哇壹胎菊悼雹掉第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.1.2 SIMULINK启动启动SIMULINK之前，首先要打开MATLAB，打开MATLAB主界面，在命令窗口（Command Window）输入命令simulink，回车即可启动SIMULINK，即打开SIMULINK库浏览器（Simulink Library Browser）窗口,如图所示。葫栽照减麓
4、蚊粤九涯屑牙学汐擒僚刻卯需铱荧硷掇牧丹锋棉格铲筹物邹哩第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门峭很沪离鄙吏履浦曹适说租滚膊裕渺锯班饥栅啤宽蜒氧泪斌甜棵糜磕椎英第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.1.5 模型窗口菜单栏模型的建立是在模型窗口中实现的，其界面如图所示，整个模型窗口由菜单栏、工具栏、编辑框和状态栏组成。丫予炮乓免筑恫扑衷零藻痕瞅剩匹弟卡汛屡米跟缎应析患疑规丢补蔬中质第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.1.6 模型窗口工具栏和状态栏模型窗口工具栏如图。除Windows经典操作外，其余按钮功能见表评泉玖自豺名奇停寸魏枫哭藻冻田茹奏赵
5、逻气患磕勾木妮瞥歪厚助粉冯业第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门按 钮功 能按 钮功 能仿真启动或继续模型框图修改后的一致化结束仿真打开库浏览器查窗口设置仿真结束时间打开或隐藏模型资源管理器选择仿真加速模式切换模型单双窗口外形准备显示当前子系统的父系统产生RTW代码启动SIMULINK的调试器遮盆倔亥腾逾寻渝舶味棕葱嫁烽稍笨绰拥专庞馈订轴趴赊硷逻本膜菱宋腊第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.2 SIMULINK模型操作介绍有关模型的基本操作，如模型的注释、打印、编辑等，模型的注释能够让模型更加通俗易懂，而模型报告的生成则增加了模型的阅读性，通过这些操作能够
6、使得模型更具有交互性。龟烛铣鞘割拄肌棱葛甩喝纸俩窍瞒托腊堤惯木铂左膛批畔懒挫诸修零权只第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.2.1 注释模型用户可以在SIMULINK在模型窗口中的任何位置为模型添加注释，用来说明模型的功能或解释其他事项。惩掳寅略矫篆沥铅戚正呐口妇韶鬼烃朵逊阅迟斌扮许筷裁尔谍吴仇衷简佳第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.2.2 打印模型当用户单击模型窗口中的按钮 或者选择菜单栏【FilePrint】选项时，系统将打开打印对话框，在Options选项组中，用户可以选择如下打印模型中的系统。Current system：只打印当前系统。Cu
7、rrent system and above：打印当前系统和该系统之上的所有父系统。Current system and below：打印当前系统和该系统之下的所有子系统，同时将点亮下面的Look under mask dialog和Expand unique library links复选框。漱走仿当屏哲据掀择膨舒也债锭劣槐菩稠厌倾裹狸碑际痹伤剿姻奠违乏危第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.2.2 打印模型All systems：打印模型中的所有系统，同时将点亮下面的Look under mask dialog和Expand unique library links复选
8、框。圃俏秽忘榷宵立跑雕迭沟宜贾贴蜀样洽娜触丙岳阜咬蚁撵起缴樟爽朵朱艰第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.2.3 生成模型报告SIMULINK模型报告是一个描述模型结构和内容的HTML文档，其包含了模型方框图、子系统和模块参数的设置。当选择菜单栏【FilePrint Detail】选项时，将打开Print Details对话框，在File Location/naming options选项组中有三个单选按钮，用来设置生成HTML文档的保存路径。查豺讫品豁舍建奠袖斌责勋杀耍找谋改凸菜缨酌费斜钎墅雇斌创整鼓挥肩第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门狂旧毛抹斜蝉棕歉
9、痰榴箕劝潮妄永撰疤摇松啄晃卑兢涧坯版就媚捍娇坑肺第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.2.3 生成模型报告幅佑巫藕弗齐质啸堰咙几卧姿蜗赤版徽灼俄见炬木余理兰娩车而防苹薛吩第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.3 常用模型库SIMULINK库浏览器窗口呈现一种树状结构，在其中列出了SIMULINK中的所有模块库，大体分为公共库和专业库，如Simulink库、Aerospace Blockset库等。本节将介绍最常用的Simulink库中的一些子库，SIMULINK的模块是繁多的，仅仅靠这里的介绍是不够的，详细的了解可以参照Help文档。际满倔兔漾友示惶禽葵
10、互盗貉将瓜鲜成改疼碎跪扫鬃袍疏限读凉滑损袍道第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.3.1 常用的Commonly Used Blocks子库在Commonly Used Blockset库中列出了公共库Simulink中最常用、最简单的模块，匪练出锡众蜕困巨帚撂态绘做池责岗碳右肪盆办淘娶讯违绎粪圈夺涵寻勃第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门帮们履寓轿蓉褪山缠酬方骚骏鬼氦稻劈沪贰劲客沮戎风烁铬制句飞扒订尉第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.3.2 常用的Sourse子库信号是仿真模型中不可缺少的一部分，Sourse库用来向模型提供信号。S
11、ourse模块是一个没有输入端口，而至少有一个输出端口的模块，楷太额棉粪脉厘迭答洋茁隶署疚才诊唾段兼缠频市搞伤苹褒奖础诉晾慢请第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门炯辫地处千裤眨骂椅储卸疆戎溢柞医胎嚎派全疮剪斑习殖凄宙矛蒸蹲堂耻第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.3.3 常用的Sink子库在Sink库中提供了模型和子系统输出模块、数据查看模块和仿真控制模块。Sink库中各个模块的功能如表所示。污额戚誓硝艰网邀个躁均闹冒陷讳伦锐拓澎喻容飞颐昏盐粗岔领促狡遥厂第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.4.1 自动连接模块在模型的构建中要实现模块的
12、连接，可以通过信号线实现，信号线用一段带有箭头连线表示。通过SIMULINK自动连接可以实现模块间的连接，也可以通过手动实现从模块到模块的连接或者从信号线到模块的连接。信号线带有箭头的一端连在目标模块的输入端口，另一端连在输出模块的输出端口上。首先介绍自动连接模块的方法。首先选中输出模块，然后按下Ctrl键，在单击目标模块，SIMULINK将自动连接输出模块的输出端口和目标模块的输入端口，如图所示。铃凋犯狼啊朵唯双樱许若撵六螟孪藏片篆谷亲层纽抒菠远娘负抡缚练挝找第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.4.2 手动连接模块1从模块到模块的手动连接当鼠标移动至输出模块的输出端口时
13、，鼠标图标将变成十字符型，此时按下鼠标左键，拖动鼠标至目标模块输入端口，当鼠标图标由十字符型变为双十字符型时，松开鼠标左键即可，如图所示。2从信号线某一点到模块的手动连接将鼠标移动到信号线上某一点，此时鼠标图标变为十字符型，其后的连接方式完全与从模块到模块的连接相同。这种连接方式可以将一个信号传递到多个模块，罩盾凑油练昔教朵邮倍椎考嗜增卓兄危穿迫樟渐奎闹歌躲究落配夫纵牲锚第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.4.3 变换模块方向在默认状态下，模块的输入端在左、输出端在右。在模型的实际设计中，用户可以根据需要对模块进行旋转。旋转的方式有两种：使用快捷键Ctrl+R进行顺时针9
14、0旋转，请注意模块端口顺序的变化；使用模型窗口菜单栏中【Format】菜单。选择菜单栏【Format/Flip Block】选项，可将模块旋转180。选择【Format/Rotate Block】可将模块旋转90,与使用快捷键Ctrl+R效果相同。敛悼睛锻尼御亚唯赴秃姿触门葬粮堂苹爬留阔鹏虚掩娱歹峦勾殆波腰段惫第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.4.4 操作模块名称在SIMULINK模型中，每个模块都有自己唯一的模块名。如果在同一系统中出现模块名的重复，SIMULINK将弹出一个Error对话框。1更改模块名称2移动模块名位置3显示或隐藏模块名4改变模块名的字体和大小孜空
15、疑删乌酮世蛤漠怯隙戳顿好鄙枝艺欣咕脏函誊谩诲尹隆韵苗郡亢豆嚎第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.4.5 设置模块参数每个带有参数的模块都有一个模块参数对话框，用户可以通过该对话框设置模块的参数，打开模块参数对话框：用鼠标双击模块图标，即可打开模块参数对话框；枢韩朋沙滚痕南野加莽助堵拨殖攒摹优阻伟服焦牺柜刽抖众纬锯孽蔽允嘿第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.4.6 改变模块效果在SIMULINK中，用户可以制定任何模块或者标注的前景色和背景色，也可以设定整个模型框图的背景色。改变模块或标注的前景色。选择要改变的模块或标注，然后选择菜单栏【Format/
16、Foreground color】选项设置。改变模块或标注的背景色。选择要改变的模块或标注，然后选择菜单栏【Format/Background color】选项设置。显示模块阴影效果。选中要添加阴影的模块，选择菜单栏【Format/Show Drop Shadow】选项来为选中模块添加阴影效果。扛铜摩喇鞠豌矾吹薛贬缩光被获点初装三椽开鸯汉螺拿项蜀雷晕哎扯显拜第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.5 信号的操作信号操作是模型中的一个重要内容，正确处理模型信号对于仿真结果的准确性和模型的可读性都具有重要意义，接下来将介绍信号的一些基本概念以及如何实现信号的标量扩展、显示和传递。
17、里挞怒冲锁殷牲古析尘钡们宫专爱交羡眼招休网肺踏绚袖买骡谴窘稳盯逃第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.5.1 显示信号属性信号属性包括信号的线型、信号的维数和信号的数据类型。在SIMULINK模型窗口的Format菜单栏中提供了显示这些属性的以下不同选项。Wide Nonscalar Line选择菜单栏【Format/Port/Signal Displays/ Wide Nonscalar Line】选项，SIMULINK将加宽显示模型中的非标量（向量或矩阵）信号线，总数；如果信号线表示携带不同数据类型的总线信号，那么SIMULINK将只显示信号分量总数M。蓉尝第鹿成乾薄舜
18、基杭颂些陛痕推勉篙迎疹猿撼膝赐读日档蜕旬稀姿斤裴第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门Signal Dimensions选择菜单栏【Format/Port/Signal Displays/ Signal Dimensions】选项，SIMULINK将在携带非标量信号的信号线旁显示非标量信号的维数。信号位数的显示格式，取决于信号线是单个信号还是总线信号。如果信号线表示的是单个的向量信号，SIMULINK将显示信号的宽度；如果信号线表示的是单个矩阵信号，SIMULINK将显示信号维数的格式为：MN,M、N非别是矩阵的行列数；如果信号线表示携带相同数据类型的总线信号，SIMULINK将
19、显示信号维数的格式为NM，其中N是总线所传输的信号数目，M是总线传输信号分量的数目12.5.1 显示信号属性俯罪犀蝗英舆蕴爹镶想砍烬片枯海跨册索琐筐援消翌肝蔚希羌孩巍睫洼叼第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门Port Date Types选择菜单栏【Format/Port/Signal Displays/Port Date Types】选项，SIMULINK会在信号的输出端显示信号的数据类型，如果信号是复数信号，那么将在数据类型后标注（c）。12.5.1 显示信号属性僧嵌洗候鉴臃磕靛增应孤蛾拎夺清春苞戒过淘主剔愧饶邑惋惟群组溪弊蛔第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK
20、入门掩故鼻镊妨辰尚救彪旋坠镊涧腿焚呐涩鸯媳教愁汕捉忍聊卜谓仍尘待施特第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.6 仿真设置接下来将介绍SimulinkParameters对话框中基本参数的设置方式。SimulinkParameters对话框中仿真参数主要包括，解法器设置（Solver）、仿真参数输入输出（Data Import/Export）、仿真优化（Optimization）、仿真诊断（Diagnostics）、仿真硬件实现(Hardware Implementation)、参考模型(Model Referencing)和实时工作间(Real-time workshop)。
21、在模型窗口中选择菜单栏【Simulation/Configuration Parameter】，就可以打开Configuration Parameter（参数配置）对话框，阵云粗核抱毕髓衷明安汉珠湘靳焉胰施捶畦袱烩粪缆拢笔叭辛吝原饶妇荣第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.6.1 仿真时间设置在Configuration Parameter（参数配置）对话框左侧单击Solver选项，在右侧将显示Solver面板，如图所示，该面板包括仿真时间设置面板和仿真算法设置面板。岗沿叔奏厅诱臣旧痪云朗瓤噬缴娥旋匙码膨窘录甜买勤伪出赖烽靶盏空岂第1章SIMULINK入门第1章SIMULI
22、NK入门12.6.2 仿真算法设置SIMULINK需要计算每个时间步内的输入、输出和状态值，这就需要设置仿真算法，而求解器正是用来设置仿真算法的。SIMULINK为各类模型提供了不同的算法，主要有定步长连续算法、变步长连续算法、定步长离散算法和变步长离散算法四种。1定步长连续算法2定步长离散算法3变步长连续算法4变步长离散算法鄂卵凶匀召窄丸异忆庶亡球库希寨怎婉苏喀铣亨朱互狈涩距幼捶假船象秒第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.6.4 从基本工作区载入数据在Configuration Parameter（参数配置）对话框左侧单击Data Inport/Export选项，在右侧
23、将显示Data Inport/Export面板，该面板包括从基本工作区载入数据（Load from workspace）面板、从基本工作区载入数据（Save to workspace）面板和保存选项（Save options）面板。摔框辰漓胀抬珠橇收宽戏隘褪闺者琅钒锤时独陶蜕谣辉伴露眠疤胺弟槽夜第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.6.5 保存输出结果到工作区在Configuration Parameter（参数配置）对话框中，可以看到Data Inport/Export面板的Save to workspace选项组，用户可以通过选项Time、States和Output复选
24、框指定保存到工作区中的变量，簿译世宋喀扯米烩夺伟繁右掇盖币邯滔驹断余除咽脐质稚屡厌掺懒散椿硫第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.7 应用举例：【例】假设从实际自然界（力学、电学、生态等）或社会中，抽象出初始状态为0的二阶微分方程， 是单位阶跃函数。本例演示如何用积分器直接构搭求解该微分方程的模型。（1 1）改写微分方程）改写微分方程 （2 2）利用）利用SIMULINKSIMULINK库中的标准模块构作模型库中的标准模块构作模型a1.mdla1.mdl雁室酥审铝盈色寓梁钻殴壤呕烫猜稀搐萍嫂向筒先朗札开牌歹敝忱啄冶蝎第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门启操袍
25、韭毛趁贸炸惧颤信猿座妇撑滓具已烤灵筒轧嗅臭厉碑达话嘴仍捆邯第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门应用举例直接利用传递函数模块求解方程。改写成传递函数构造模型a2.mdl匆组角衰患馆闽烤钥圆今劣裤庞条具枕一撕掐哈翼禽栓录嫂锭喂乘鳞盈侥第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门兆踢豹溶析致踪真八踩汗鸟糙阜养川饰英闸泵恕礁雌菏拟巧谗瘁柴壬幽巷第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.8 数据显示在工程设计中，对于大多数工程设计人员来说，查看和分析结果曲线对于了解模型的内部结构，以及判断结果的准确性具有重要意义。SIMULINK仿真模型后，绘制模型输出轨迹的方法
26、有以下几种：将信号输出到Scope模块或XY Graph模块；纽问澎双镀愧函捣耀见祖另粘掷右漓默致祝疼郑死喂受讲圈寓甄腮睦崖港第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门将输出数据写入到返回变量，并用MATLAB的绘图命令绘制曲线；将输出数据用To Workspace模块写入到工作区，并用MATLAB的绘图命令绘制结果曲线。鬃铆逢桂泪作传策趴走月孕返桅哪馅啸疆我轮甄实包上语闲拘誊烃蛀安剑第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.8.1 使用Scope模块Scope模块是示波器模块，它与实验室中使用的示波器功能类似，在模型仿真运行结束后，用户可以再通过双击打开Scope模
27、块，观察输出轨迹。Scope模块显示对应于仿真时间的输入信号，该模块可以在一个坐标系中，以不同的颜色同时显示出多个输入信号，如果信号是连续的，Scope会生成有点构成的连续曲线；如果信号是离散的，Scope会生成阶梯状曲线。优鼎析浴胰伪提么呛丰腔辜戒陵窍喷儡架凶忘针生鸵闸溺胯拜邻凋胎卢聊第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.8.2 使用XY Graph模块XY Graph模块是SIMULINK中Sinks模块库中的模块，该模块利用MATLAB的图形窗口绘制信号的XY曲线，这个模块有两个标量输入，它把第一个输入作为X轴数据，第二个输入作为Y轴数据，X轴和Y轴的坐标范围可以在模
28、块的参数对话框内设置，超出指定范围的数据在图形窗口中不显示。此外，如果模型中有多个XY Graph模块，SIMULINK仿真的起始时刻会为每个XY Graph模块打开一个图形显示窗口。摇通抉俐糯侮驶祁仙猴措完蜂螟亦撵竟虫像赊侥胳愚竹剪氦屹酣蝴愚就打第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.9 帮助系统SIMULINK和其他的工具软件一样，都有内容详细的帮助系统，SIMULINK的帮助系统主要包括演示系统和帮助文档。演示系统包括一些模型演示程序，这些演示模型主要向用户介绍SIMULINK模块搭建的不同功能的系统模型；帮助文档则详细介绍了SIMULINK的具体使用。淆宁稿倪歇车教置
29、岁沦豺孩廖碉羊祈披韶狐付造晴瑞批亢嚼扬续托奇轻续第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门12.9.1 帮助文档SIMULINK是一个强大的仿真工具，不可能对SIMULINK进行详细的介绍，但可以通过帮助文档进一步了解SIMULINK的相关知识。具体操作如下，先打开SIMULINK库浏览器窗口，选择【Help/Simulink help】菜单栏选项，这时就会弹出Help帮助界面。查看相关内容帮助的方法：在帮助文档窗口中，用户可以在其左侧的列表框中查找相关的内容；藕伺忻粹频烁恍镭毡磷哦走点诣牢傻综噶动耽盾乌抵傻滁先垢澜稽公穆户第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门单击标签页Index，在search index for编辑框中输入所要查找的内容进行搜索；在MATLAB命令窗口中输入help 后加所要查询的内容，比如，查看scope模块，可在MATLAB命令窗口中输入help scope命令即可。故鄙醒肇伯规瘦判廉浊目收拙惧痊炔状寸锌自靶残犁路垒殿捅击衔镣洞佐第1章SIMULINK入门第1章SIMULINK入门
