的simulink仿真

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1、的simulink仿真Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望3 31 1 快速入门快速入门快速入门快速入门 SIMULINK是一个进行动态系统建模、仿真和综合分析的是一个进行动态系统建模、仿真和综合分析的集成软件包。它可以处理的系统包括：线性、非线性系统；集成软件包。它可以处理的系统包括：线性、非线性系统；离散、连续及混合系统；单任务、多任务离散事件系统。离散、连续及混合系统；单任务、多任务离散事件系统。 在在 SIMULINK 提供的图形用户界面提供的图形用户界面GUI上

2、，只要进行鼠标上，只要进行鼠标的简单拖拉操作就可构造出复杂的仿真模型。它外表以方块的简单拖拉操作就可构造出复杂的仿真模型。它外表以方块图形式呈现，且采用分层结构。图形式呈现，且采用分层结构。 从建模角度讲，这既适于自上而下（从建模角度讲，这既适于自上而下（Top-down）的设计流的设计流程（概念、功能、系统、子系统、直至器件），又适于自程（概念、功能、系统、子系统、直至器件），又适于自下而上（下而上（Bottum-up） 逆程设计。逆程设计。 从分析研究角度讲，这种从分析研究角度讲，这种 SIMULINK 模型不仅能让用户模型不仅能让用户知道具体环节的动态细节，而且能让用户清晰地了解各器知道

3、具体环节的动态细节，而且能让用户清晰地了解各器件、各子系统、各系统间的信息交换，掌握各部分之间的件、各子系统、各系统间的信息交换，掌握各部分之间的交互影响。交互影响。23 31 1 快速入门快速入门快速入门快速入门（续续续续1 1） 在在 SIMULINK 环境中，用户将观察到现实世界中非线性因环境中，用户将观察到现实世界中非线性因素和各种随机因素对系统行为的影响。素和各种随机因素对系统行为的影响。 在在 SIMULINK 环境中，用户可以在仿真进程中改变感兴趣环境中，用户可以在仿真进程中改变感兴趣的参数，实时地观察系统行为的变化。的参数，实时地观察系统行为的变化。 在在MATLAB 5.3

4、版版中，可直接在中，可直接在 SIMULINK 环境中运作的环境中运作的工具包很多，已覆盖通信、控制、信号处理、工具包很多，已覆盖通信、控制、信号处理、DSP、电力系电力系统等诸多领域，所涉内容专业性极强。统等诸多领域，所涉内容专业性极强。 本讲由浅入深地讲述本讲由浅入深地讲述 SIMULINK 对各种数学、工程问题的对各种数学、工程问题的建模、仿真和分析的基本方法，采用建模、仿真和分析的基本方法，采用“算例算例”作为主体，配以作为主体，配以适量的归纳性表述。适量的归纳性表述。 例例3_1_1：信号发生器和示波器。：信号发生器和示波器。 例例3_1_2：实现两个正弦信号的相乘。：实现两个正弦信

5、号的相乘。33 32 2 模型的创建和模型文件模型的创建和模型文件模型的创建和模型文件模型的创建和模型文件321 SIMULINK 模型是什么？模型是什么？ SIMULINK 模型有以下几层含义：模型有以下几层含义： 在视觉上表现为直观的方框图；在视觉上表现为直观的方框图； 在文件上则是扩展名为在文件上则是扩展名为 mdl 的的ASCII代码；代码； 在数学上表现为一组微分方程或差分方程；在数学上表现为一组微分方程或差分方程； 在行为上则模拟了实际系统的动态特性在行为上则模拟了实际系统的动态特性 。 SIMULINK 模型通常包含三种模型通常包含三种 “组件组件”： 信源（信源（ Source

6、s）：可以是常数、时钟、白噪声、正弦波、）：可以是常数、时钟、白噪声、正弦波、阶梯波、扫频信号、脉冲生成器、随机数产生器等信号源；阶梯波、扫频信号、脉冲生成器、随机数产生器等信号源； 系统（系统（ System）：即指被研究系统的）：即指被研究系统的 SIMULINK 方框图；方框图； 信宿信宿（ Sink）：可以是示波器、图形记录仪等。）：可以是示波器、图形记录仪等。 对于具体的对于具体的 SIMULINK 模型而，不一定完全地包含这三大模型而，不一定完全地包含这三大组件。例如：研究初始条件对系统影响就不必包含信源组件。组件。例如：研究初始条件对系统影响就不必包含信源组件。43 32 2 模

7、型的创建和模型文件模型的创建和模型文件模型的创建和模型文件模型的创建和模型文件（续续续续1 1）322 SIMULINK 模型的创建模型的创建 创建模型文件；创建模型文件； 选择对象；选择对象； 模块的操作；模块的操作； 连线的操作；连线的操作； 创建子系统；创建子系统； 仿真的配置仿真的配置 ； 对模型的注释；对模型的注释； 保存模型；保存模型； 仿真和结果分析。仿真和结果分析。53 32 2 模型的创建和模型文件模型的创建和模型文件模型的创建和模型文件模型的创建和模型文件（续续续续2 2）323 SIMULINK 模型文件模型文件 SIMULINK 除了可以通过图形界面设计模块外除了可以通

8、过图形界面设计模块外 ，也可以，也可以通过直接编写通过直接编写 mdl 文件来设计仿真模型图。文件来设计仿真模型图。 一个有输入和输出的图形界面设计模块。一个有输入和输出的图形界面设计模块。 用用 mdl 文件编写有输入和输出的增益器。文件编写有输入和输出的增益器。 （在（在 Word下下 ）（韩利竹（韩利竹P161）GainInOut11163 33 3 仿真运行仿真运行仿真运行仿真运行331 使用菜单进行仿真使用菜单进行仿真 设置仿真参数和选择求解器设置仿真参数和选择求解器通过选择菜单通过选择菜单 Simulation 下的下的 Parameters 菜单项，用来设置菜单项，用来设置仿真参

9、数和选择求解器。其中有三个页面管理这些仿真参数。仿真参数和选择求解器。其中有三个页面管理这些仿真参数。 在在 Solver 页面，设置开始和停止时间，选择求解器和指定页面，设置开始和停止时间，选择求解器和指定求解器（求解器（solver）的参数，另外还可以选择一些输出选项。的参数，另外还可以选择一些输出选项。 在在 Workspace I/O 页面，管理对页面，管理对 MATLAB 工作空间的输工作空间的输入和输出。入和输出。 在在 Diagnostics 页面，可以选择在仿真期间显示的警告信息页面，可以选择在仿真期间显示的警告信息的层次。的层次。 在在 Solver options 中，中，

10、 SIMULINK 模型的仿真涉及到一组模型的仿真涉及到一组常微分方程（常微分方程（ODEs）的数值积分。如果模型是连续系统，的数值积分。如果模型是连续系统，使用使用ode45方法方法；如果模型不是连续系统，使用如果模型不是连续系统，使用discrete方法。方法。例例3_1_2：实现两个正弦信号的相乘。：实现两个正弦信号的相乘。（ AM AM .mdl ）73 33 3 仿真运行仿真运行仿真运行仿真运行（续续续续1 1）332 通过命令行运行仿真通过命令行运行仿真 通过命令行运行仿真与通过菜单运行仿真相比通过命令行运行仿真与通过菜单运行仿真相比 ，有如下的，有如下的 一些优点：一些优点： 可

11、以不理睬模块中的初始条件（参数可以不理睬模块中的初始条件（参数 x0 ）；）； 可以定义任何外部输入（用参数可以定义任何外部输入（用参数 ut ）；）； 可以由一个可以由一个M 文件来启动一个仿真，并且允许模块中的文件来启动一个仿真，并且允许模块中的参数发生改变参数发生改变 。 用来进行仿真的命令有四个：用来进行仿真的命令有四个： 使用使用 set_param 命令：开始、停止或者继续仿真或者更新命令：开始、停止或者继续仿真或者更新模块的方框图。模块的方框图。 get_param 命令来检查一个仿真的状态。命令来检查一个仿真的状态。 使用使用 sim 命令：启动仿真命令；命令：启动仿真命令；

12、使用使用 simset 命令：用来向命令：用来向 sim 命令产生或者编辑仿真参数命令产生或者编辑仿真参数和积分法属性的命令；和积分法属性的命令； 使用使用 simget 命令：可以得到选项结构体属性和参数。命令：可以得到选项结构体属性和参数。83 33 3 仿真运行仿真运行仿真运行仿真运行（续续续续2 2）334 综合算例综合算例 （M3_ex3_3_1.m）例例3_3_1：求非线性系统求非线性系统 的相平面轨迹、的相平面轨迹、平衡点，并进行稳定性分析。平衡点，并进行稳定性分析。本例演示：（本例演示：（A）SIMULINK模型和模型和MATLAB指令的配合使用。指令的配合使用。（B）sim

13、, simset , trim 指令的应用。指令的应用。（C）二阶系统相轨迹的精良图形。二阶系统相轨迹的精良图形。93 34 4 系统建模系统建模系统建模系统建模 3 34 41 1 连续系统建模连续系统建模连续系统建模连续系统建模 线性系统建模举例线性系统建模举例例例3_4_1：复位积分器的功用示例。复位积分器的功用示例。 例例3_4_2：积分模块直接构造微分方程求解模型。积分模块直接构造微分方程求解模型。 例例3_4_3：直接利用传递函数模块求解方程。直接利用传递函数模块求解方程。 在仿真启动时，积分器从零开始对在仿真启动时，积分器从零开始对 0.5 t 进行积分。当复位口进行积分。当复位

14、口信号信号 t-5=0 瞬间，积分器被重置为零。此后，再对瞬间，积分器被重置为零。此后，再对0.5 （ t-5 ）进行积分。）进行积分。假设从实际自然界（力学、电学、生态等）或社会中，抽象假设从实际自然界（力学、电学、生态等）或社会中，抽象出有初始状态为出有初始状态为0的二阶微分程的二阶微分程 ， 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。分方程的模型。 对二阶微分程进行拉氏变换：对二阶微分程进行拉氏变换：可以得到：可以得到： 103 34 41 1 连续系统建模连续系统建模连续系统建模连续系统建模（续）续）续）续）

15、非线性系统建模举例非线性系统建模举例例例3_4_4：求非线性系统求非线性系统 的相平面轨迹、的相平面轨迹、平衡点，并进行稳定性分析。平衡点，并进行稳定性分析。本例综合演示：本例综合演示：（A）SIMULINK模型和模型和MATLAB指令的配合使用。指令的配合使用。（B）sim , simset , trim 指令的应用。指令的应用。（C）二阶系统相轨迹的精良图形。二阶系统相轨迹的精良图形。（1）非线性系统由）非线性系统由 SIMULINK 模型模型M3_ex3_4_4 _ mdl 表达。表达。 （2）编写绘制传统状态轨迹（）编写绘制传统状态轨迹（State trajectory）的的M文件文件

16、M3_ ex 3_4 _4.m 113 34 42 2 离散时间系统和混合系统建模离散时间系统和混合系统建模离散时间系统和混合系统建模离散时间系统和混合系统建模 用组合逻辑模块产生用组合逻辑模块产生 的的“逻辑和逻辑和”结果结果 及及“逻辑逻辑或或”结果结果 。（1）建立输入输出关系。）建立输入输出关系。（2）建立模型）建立模型M3_ex3_4_5.mdl 123 34 42 2 离散时间系统和混合系统建模离散时间系统和混合系统建模离散时间系统和混合系统建模离散时间系统和混合系统建模（续）续）续）续） 多速率离散时间系统：计算机就是这样的系统。它的多速率离散时间系统：计算机就是这样的系统。它的

17、CPU、串行串行/并行控制器并行控制器、 磁盘驱动器、输入磁盘驱动器、输入 键盘就采用不同的工作键盘就采用不同的工作速率。再如通信系统也是多速率系统。速率。再如通信系统也是多速率系统。 离散离散-连续混合系统：在现代控制系统中连续混合系统：在现代控制系统中 ，通常被控的对象，通常被控的对象是连续时间的（物理）子系统，而控制器是由逻辑控制器或是连续时间的（物理）子系统，而控制器是由逻辑控制器或计算机构成的离散子系统。对于这种离散计算机构成的离散子系统。对于这种离散-连续混合系统，模连续混合系统，模型参数设置页中的几乎所有型参数设置页中的几乎所有 Solver 解算方法都能采用解算方法都能采用 。

18、 可以使该模型及其所有子系统按采样速率着色：连续时间部可以使该模型及其所有子系统按采样速率着色：连续时间部分用黑色；离散时间部分用红色；离散、连续混合的子系统分用黑色；离散时间部分用红色；离散、连续混合的子系统被着黄色。被着黄色。133 35 5 子系统的创建、封装及受控执行子系统的创建、封装及受控执行子系统的创建、封装及受控执行子系统的创建、封装及受控执行 利用利用 SIMULINK 的封装（的封装（Mask）功能功能 ，可以定做一个模块，可以定做一个模块或一个子系统的对话框和图标或一个子系统的对话框和图标 。 引用子系统的理由是：研究分析系统时引用子系统的理由是：研究分析系统时 ，进行概念

19、抽象，进行概念抽象（Abstraction of concepts）的需要；为提高工作效率和可靠的需要；为提高工作效率和可靠性，实施模块性，实施模块“重用（重用（Reuse）” 的需要。的需要。 仿真建模中子系统的作用，类仿真建模中子系统的作用，类 似于似于 MATLAB 指令运行中的指令运行中的M函数文件函数文件。 前面介绍了如何利用库标准模块建立被研究系统的仿真模型。前面介绍了如何利用库标准模块建立被研究系统的仿真模型。下面着重介绍如何利用下面着重介绍如何利用“分层分层”思想建立比较复杂的仿真模型，思想建立比较复杂的仿真模型，介绍建立这种分层模型所需的各种子系统（介绍建立这种分层模型所需的

20、各种子系统（ Subsystem ）。）。 封装的一个重要用途是帮助用户创建一个对话框来接受参封装的一个重要用途是帮助用户创建一个对话框来接受参数。这样就无需打开子系统中各个模块的对话框，然后再逐数。这样就无需打开子系统中各个模块的对话框，然后再逐个输入参数。个输入参数。143 35 51 1 用封装的办法创建模块用封装的办法创建模块用封装的办法创建模块用封装的办法创建模块1。封装模块功能。封装模块功能例例3_5_1：封装线性方程封装线性方程 y=mx+b 的模型。的模型。 （ M3_ex3_5_1.mdl） 子系统子系统mx+b 包含了一个包含了一个Gain模块，命名为模块，命名为Slope

21、，其增其增益常数为益常数为m；一个一个Constant模块，命名为模块，命名为Intercept，其常数其常数值参数指定为值参数指定为b。这些参数代表一条直线的斜率和截距。这些参数代表一条直线的斜率和截距。 封装该子系统产生一个用户对话框和图标。对话框包含对封装该子系统产生一个用户对话框和图标。对话框包含对斜率和截距的提示。斜率和截距的提示。 用户向封装对话框输入用户向封装对话框输入 Slope和和 Intercept 的值。封装将这的值。封装将这些封装参数映射给底层模块。些封装参数映射给底层模块。 在在 SIMULINK 中产生线性方程中产生线性方程 y=mx+b 的模型，并生成的模型，并生

22、成 mx+b 子系统。子系统。153 35 51 1 用封装的办法创建模块用封装的办法创建模块用封装的办法创建模块用封装的办法创建模块（续）续）续）续）2。产生封装提示对话框。产生封装提示对话框 要产生这个系统的封装，先选取子系统模块，然后从要产生这个系统的封装，先选取子系统模块，然后从 Edit 菜单中选取菜单中选取 Mask Subsystem 命令命令。 封装提示对话框开始时大都显示封装提示对话框开始时大都显示 Mask Editor 对话框的对话框的Initialization 选项卡。选项卡。 把把 Slope 和和 Intercept 定义为定义为 Edit 控件控件。3。产生封装

23、模块描述和帮助文本。产生封装模块描述和帮助文本 在在 Documentation 选项卡中可以定义模块的封装类型、模选项卡中可以定义模块的封装类型、模块描述和帮助文本。块描述和帮助文本。4。产生模块的图标。产生模块的图标 可以在可以在 Mask Editor 对话框的对话框的 Icon 选项卡中定义图标。选项卡中定义图标。163 35 52 2 条件执行子系统条件执行子系统条件执行子系统条件执行子系统 在在 SIMULINK 模块库中，有两个特殊模块：模块库中，有两个特殊模块：Enable 模块和模块和Trigger 模块。如果把这种模块放到某个子系统中，则该子系模块。如果把这种模块放到某个子

24、系统中，则该子系统是否起作用将取决于外界的某个条件（状态或事件统是否起作用将取决于外界的某个条件（状态或事件 ）是否）是否满足，这样就构成了所谓的条件执行子系统（满足，这样就构成了所谓的条件执行子系统（Conditionally Executed Subsystem） 。 常用的条件执行子系统有：常用的条件执行子系统有：使能子系统使能子系统 （ Enabled Subsystem ）；）；触发子系统触发子系统 （ Trigged Subsystem ）；）；触发使能子系统触发使能子系统 （ Trigged and Enabled Subsystem ）。）。17使能子系统使能子系统使能子系统使

25、能子系统例例3_5_2：利用使能原理构成一个半波整流器。本例演示使能子系统的创建利用使能原理构成一个半波整流器。本例演示使能子系统的创建及工作机理。及工作机理。 （ M3_ex3_5_2.mdl）（1）打开）打开SIMULINK的新建模型窗口。的新建模型窗口。（2）从从SIMULINK库库中中提提取取三三个个模模块块Sine wave、 Subsystem 、 Scope 到到新新建建窗窗。然然后后进进行行文文件件保保存存操操作作，并并起起文文件件名名为为M3_ex3_5_2 （这这保保存存操操作作只只为以后调用方便，并非必要）。为以后调用方便，并非必要）。（3）双击空子系统模块）双击空子系统

26、模块Subsystem ，打开其结构模型窗。打开其结构模型窗。（4）从从SIMULINK库库中中拷拷贝贝In输输入入口口模模块块、Out输输出出口口模模块块、Enable使使能能模模块块到到子子系系统统的的结结构构模模型型窗窗；把把In 模模块块的的输输出出直直接接送送到到Out模模块块的的输输入入端端；Enable模模块块无无须须进进行行任任何何连连接接，且且本本例例采采用用它它的的缺缺省省设设置置；便便实实现现了了题题目目所所需使能子系统需使能子系统。（5）完成完成M3_ex3_5_2窗口中各模块间的连接。窗口中各模块间的连接。（6）双双击击示示波波器器模模块块，打打开开显显示示窗窗。然然

27、后后选选择择M3_ex3_5_2窗窗口口菜菜单单项项【Simulation:Start】，】，就可看到半波整流后的波形。就可看到半波整流后的波形。18触发子系统触发子系统触发子系统触发子系统例例3_5_3：利用触发子系统获得零阶保持的采样信号。利用触发子系统获得零阶保持的采样信号。 本例演示：触发子系统工作原理；在本例演示：触发子系统工作原理；在MATLAB指令窗中运行指令窗中运行SIMULINK模模型。（型。（ M3_ex3_5_3.mdl）（1）构造如图所示的仿真模型（）构造如图所示的仿真模型（ M3_ex3_5_3 _ mdl）（2）在在MATLAB指令窗中运行指令窗中运行SIMULIN

28、K模型（模型（ M3_ex3_5_3.m）t,x,y=sim(M3_ex3_5_ 3 _ mdl ,10);clf,hold onplot(t,y(:,1),b)stairs(t,y(:,2),r)stairs(t,y(:,3),c:),hold offaxis(0 10 -1.1 1.1),box onlegend(sinewave,output,trigger,4) 19触发使能子系统触发使能子系统触发使能子系统触发使能子系统把触发模块和使能模块装置在同一个子系统中，就构成触发把触发模块和使能模块装置在同一个子系统中，就构成触发使能子系统。该系统的行为方式与触发子系统相似使能子系统。该系统

29、的行为方式与触发子系统相似 ，但只有，但只有当使能信号为当使能信号为“正正”时，触发事件才起作用。时，触发事件才起作用。203 36 6 常用工具箱简介常用工具箱简介常用工具箱简介常用工具箱简介具有具有16种功能强大的应用工具箱。种功能强大的应用工具箱。我们我们常用工具箱常用工具箱有有 SIMULINK、COMM、DSP 等。等。213 37 7 仿真设计实例仿真设计实例仿真设计实例仿真设计实例371 幅度调制的仿真（幅度调制的仿真（amdsb_tc.mdl） 幅度调制可以分为标准调幅（幅度调制可以分为标准调幅（SAM）、）、抑制载波双边带抑制载波双边带（DSB-SC）、）、单边带（单边带（S

30、SBAM）、）、残留边带（残留边带（VSBAM）和和平衡正交调幅（平衡正交调幅（QAM）。）。 设调制信号为设调制信号为m(t) ，其幅度为其幅度为1V，载波信号为载波信号为 ，角，角频率为频率为 ，各种调幅方式的已调波的表达式如下：，各种调幅方式的已调波的表达式如下： 标准调幅：标准调幅：其中调制度其中调制度 的数值范围的数值范围 在之间。在之间。 抑制载波双抑制载波双边带调幅：边带调幅：单边带调幅：单边带调幅： 为调制信号为调制信号 的希尔伯特（的希尔伯特（Hilbert）变换。变换。223 37 7 仿真设计实例仿真设计实例仿真设计实例仿真设计实例（续续续续1 1） 幅度调制解调器可以分

31、为包络检波和同步解调两种基本方幅度调制解调器可以分为包络检波和同步解调两种基本方式，包络检波适用于标准调幅和残留边带调幅，而同步解调式，包络检波适用于标准调幅和残留边带调幅，而同步解调适用于各种幅度调制方式。适用于各种幅度调制方式。 包络检波器的结构十分简单，它包括一个（或两个）检包络检波器的结构十分简单，它包括一个（或两个）检波二极管和一个低通滤波器。波二极管和一个低通滤波器。 同步解调器的核心部分是由一个乘法器和一个低通滤波同步解调器的核心部分是由一个乘法器和一个低通滤波器构成，由于同步解调要求在接收端必须产生一个与输入器构成，由于同步解调要求在接收端必须产生一个与输入载波信号同步的本地载

32、波信号，因此同步解调器中还必须载波信号同步的本地载波信号，因此同步解调器中还必须有一个载波恢复装置，电路十分复杂。有一个载波恢复装置，电路十分复杂。233 37 7 仿真设计实例仿真设计实例仿真设计实例仿真设计实例（续续续续2 2）372 平衡正交调幅与解调（平衡正交调幅与解调（qam.mdl） 平衡正交调幅与解调的仿真采用模块仿真的方式，整个系统平衡正交调幅与解调的仿真采用模块仿真的方式，整个系统的概念是十分清晰的。从中可以观察到两路调制信号的波形，的概念是十分清晰的。从中可以观察到两路调制信号的波形，载波信号的波形和频谱，两路解调信号的波形。载波信号的波形和频谱，两路解调信号的波形。 平衡

33、正交调幅的特点是可以在同一载波频率上调制两路不平衡正交调幅的特点是可以在同一载波频率上调制两路不同的信号，其中一路信号调制在正弦波上，而另一路信号则同的信号，其中一路信号调制在正弦波上，而另一路信号则调制在余弦波上。调制在余弦波上。 平衡正交调幅的解调采用同步解调的方式。在模拟电视广播平衡正交调幅的解调采用同步解调的方式。在模拟电视广播中，两路色差信号的传输就是采用平衡正交调幅的方式。中，两路色差信号的传输就是采用平衡正交调幅的方式。 信号发生器的参数设置：频率为信号发生器的参数设置：频率为 1Hz，信号幅度为信号幅度为1V，调制调制信号的类型分别为正弦波和锯齿波。信号的类型分别为正弦波和锯齿

34、波。 正弦载波发生器的参数设置：角频率为正弦载波发生器的参数设置：角频率为 200 （频率为（频率为 100Hz），），相位为相位为0，信号幅度为信号幅度为1V，采样时间间隔为采样时间间隔为0.0025s（采样频率为采样频率为 400Hz ）。）。243 37 7 仿真设计实例仿真设计实例仿真设计实例仿真设计实例（续续续续3 3） 余弦载波发生器的参数设置：角频率为余弦载波发生器的参数设置：角频率为 200 （频率为（频率为 100Hz），），相位为相位为 ，信号幅度为信号幅度为1V，采样时间间隔为采样时间间隔为0.0025s（采样频率为采样频率为 400Hz ）。）。 各个示波器的参数设置：

35、显示时间范围均为各个示波器的参数设置：显示时间范围均为2s ； Input示波示波器的器的Y轴设置为轴设置为1.2V和和-1.2V；QAM示波器的示波器的Y轴设置为轴设置为1.5V和和-1.5V；Output示波器的示波器的Y轴设置为轴设置为0.6V和和-0.6V。 滤波器的参数设置：采用滤波器的参数设置：采用4阶的切比雪夫阶的切比雪夫II型低通滤波器，通型低通滤波器，通带的转折频率归一值为带的转折频率归一值为0.5（频率为（频率为 100Hz ），阻带衰减为），阻带衰减为40dB。 采样模块的参数设置：采样时间间隔为采样模块的参数设置：采样时间间隔为0.0025s（采样频率采样频率为为 40

36、0Hz ）。）。25MATLAB MATLAB 5.3 5.3 版中的版中的版中的版中的 16 16 种工具箱种工具箱种工具箱种工具箱返回返回1 Simulink 库库 Communications Blockset（通信模块集）通信模块集） Control System Toolbox（控制系统控制系统工具箱工具箱工具箱工具箱） Dials & Gauges Blockset（面板和仪表模块集面板和仪表模块集） DSP Blockset（数字信号处理模块集数字信号处理模块集） Fixed-Point Blockset（定点模块集定点模块集） Fuzzy Logic Toolbox（模糊逻辑工

37、具箱模糊逻辑工具箱） NCD Blockset（非线性控制设计模块集非线性控制设计模块集） Neural Network Blockset（神经网络模块集神经网络模块集） MPC Blockset（ MPC 模块集模块集） Power System Blockset（电源系统模块集电源系统模块集） Real-Time Windows Target（实时窗口目标库实时窗口目标库） Real-Time Workshop（实时工作空间库实时工作空间库） Stateflow（状态流程库状态流程库） Simulink Extras（ Simulink附加库附加库） System ID Blockset（

38、系统辨识模块集系统辨识模块集）返回返回226例例3_1_1：信号发生器和示波器。：信号发生器和示波器。返回返回（sig_scope.mdl） 通过这个例子，对于系统仿真工具箱的使用有一个比较具体通过这个例子，对于系统仿真工具箱的使用有一个比较具体的认识。的认识。 首先从源模块库内拖出三个信号发生器模块。首先从源模块库内拖出三个信号发生器模块。 然后对它们分别进行设置：一个为噪声源，另外两个为正弦然后对它们分别进行设置：一个为噪声源，另外两个为正弦波，频率分别为波，频率分别为0.2Hz和和0.6Hz。 接着从接着从 SimulinkMath 模块库内拖出一个加法器，将它的模块库内拖出一个加法器，

39、将它的输入端设置为三个。输入端设置为三个。 最后从输出模块库内拖出一个示波器。将上述五个模块连接最后从输出模块库内拖出一个示波器。将上述五个模块连接在一起。在一起。 进行系统仿真。进行系统仿真。27例例例例3_1_23_1_2：实现两个正弦信号的相乘。：实现两个正弦信号的相乘。：实现两个正弦信号的相乘。：实现两个正弦信号的相乘。返回返回（刘敏（刘敏（刘敏（刘敏P99-AM P99-AM .mdl ）计算计算 将两个正弦源的频率设置为将两个正弦源的频率设置为1Hz和和10Hz，信号幅度均为信号幅度均为1V；要求显示两个正弦波以及相乘后的波形要求显示两个正弦波以及相乘后的波形 ，因此要求示波器，因

40、此要求示波器有三个输入端。有三个输入端。 进行系统仿真。进行系统仿真。 仿真参数设置：仿真参数设置： 仿真时间设置：仿真时间设置：0 到到 2s。 仿真步长设置：定步长（仿真步长设置：定步长（Fixed-Step）。）。 仿真算法设置：龙格仿真算法设置：龙格-库塔法的库塔法的 5 阶算法（阶算法（ode5）。）。28Simulink Simulink 库库库库返回返回 Sources 库库 Sinks 库库 Discrete 库库 Continuous 库库 Math 库库 Nonlinear 库库 Signals & Systems 库库 Functions & Tables 库库29Sou

41、rces Sources 库库库库返回返回Band-Limited White Noise（限带白噪声限带白噪声）Chirp Signal（扫频信号扫频信号）Clock（时钟时钟）Constant（常量）常量）Digital Clock（数字时钟数字时钟） Discrete Pulse Generator（离散脉冲生成器离散脉冲生成器）From Workspace（从工作空间读取数据从工作空间读取数据）From File（从文件读数据从文件读数据）Pulse Generator（脉冲生成器脉冲生成器）Ramp（倾斜）倾斜）Random Number（随机数产生器随机数产生器）Repeating

42、 Sequence（重复序列）重复序列）30Sources Sources 库库库库（续）续）续）续）返回返回Signal Generator（信号发生信号发生 器器）Sine Wave（正弦波正弦波）Step（阶跃阶跃）Uniform Random Number（均匀分布随机数）均匀分布随机数）31Sinks Sinks 库库库库返回返回Display（显示显示）Scope（示波器示波器）Stop Simulation（停止仿真）停止仿真）To File（写入文件写入文件）To Workspace（写到工作空间写到工作空间）XY Graph（显示平面图形显示平面图形）32Discrete D

43、iscrete 库库库库返回返回Discrete Filter（离散滤波器离散滤波器）Discrete State Space（离散状态空间离散状态空间）Discrete-Time Integrator（离散时间积分器离散时间积分器）Discrete Transfer Fcn（离散传递函数离散传递函数）Discrete Zero-Pole（数字零极点函数数字零极点函数）First-Order Hold（一阶保持）一阶保持）Zero-Order Hold（零阶保持零阶保持）Unit Delay（单位延迟单位延迟）33Continuous Continuous 库库库库返回返回Derivative

44、（导数导数）Integrator（积分器积分器）Memory（记忆）记忆）State Space（状态空间状态空间） Transfer Fcn（传递函数传递函数） Transport Delay（传递延迟传递延迟） Variable Transport Delay（可变传输延迟）可变传输延迟） Zero-Pole（零零-极点极点） 34Math Math 库库库库返回返回Abs（绝对值绝对值）Algebraic ConstraintCombinatorial Logic（组合组合逻辑逻辑）Complex to Magnitude-Angle Complex to Real-Image Dot

45、Product（点乘点乘）Gain（增益增益） Logical Operator（逻辑逻辑运算运算） Magnitude-Angle to Complex（）（）Math Function（数学函数数学函数）Matrix Gain（矩阵增益矩阵增益）MinMax（最大最小值最大最小值）35Math Math 库库库库（续）续）续）续）Product（乘积乘积）Real-Image to ComplexRelational Operator（关系关系运算运算）Rounding Function（圆整函数圆整函数）Sign（符号符号） Slider Gain（滑块增益滑块增益） Sum（和和） T

46、rigonometric Function（三角函数三角函数） 返回返回36Nonlinear Nonlinear 库库库库返回返回Backlash 模块模块Coulomb and Viscous Friction（库仑和粘性摩擦库仑和粘性摩擦）Dead Zone（死区）死区）Manual Switch（手动开关手动开关 ） Multiport Switch（多路转换开关多路转换开关） Quantizer（量化）量化） Rate Limiter（限速器限速器）Relay（继电器继电器） Saturation（饱和）饱和）Switch（选择开关选择开关） 37Signals & Systems

47、Signals & Systems 库库库库返回返回Bus Selector（总线选择器总线选择器）Configurable Subsystem（可配置子系统可配置子系统）Data Store Memory（数据存储器数据存储器）Data Store Read（读数据存储读数据存储） Data Store Write（写数据存储写数据存储） Data Type Conversion（数据类型转换数据类型转换） Demux（解混）解混） Enable（激活）激活） From（导入）导入）Goto（传出传出 ）Goto Tag Visibility（传出标记符的可见性传出标记符的可见性）Groun

48、d（接地接地）Hit Crossing（捕获穿越点捕获穿越点）38Signals & Systems Signals & Systems 库库库库（续）续）续）续）返回返回IC（初始状态初始状态）Inport（输入端口输入端口）Merge（合并合并）Model Info （模型信息）模型信息）Mux （混合混合）Outport（输出端口输出端口） Probe （探测器探测器）Selector（选择器选择器） Subsystem（子系统）子系统）Terminator（终结器终结器）Trigger（触发器触发器）Width（宽度宽度）Function-Call Generator（函数调用发生器函

49、数调用发生器）39Functions & Tables 库库返回返回Fcn（函数表达式函数表达式 ）Look-Up Table（查找表查找表 ）Look-Up Table （2-D）（）（二维查找表二维查找表 ）MATLAB Fcn （MATLAB 函数函数 ）S-Function（ S 函数函数 ） 40Communications BlocksetCommunications Blockset返回返回 Channel Coding（信道编码库信道编码库） Channels（信道库信道库） Comm Sinks（通信接收库）通信接收库） Comm Sources（通信源库通信源库） Modu

50、lation（调制和解调库调制和解调库） Source Coding（源编码库源编码库） Synchronization（同步库同步库） Utility Functions（实用函数库实用函数库）41Channel CodingChannel Coding（信道编码库信道编码库信道编码库信道编码库）返回返回 该库中又包含的有：模块该库中又包含的有：模块编码库编码库和卷积和卷积编码库编码库。 模块编码库中包含有各种编码和模块编码库中包含有各种编码和解解码成对模块以及演示模块。码成对模块以及演示模块。 线性编码模块组：有二进制向量线性编码、解码和演示三个线性编码模块组：有二进制向量线性编码、解码和

51、演示三个模块，二进制序列线性编码、解码和演示三个模块。模块，二进制序列线性编码、解码和演示三个模块。 循环编码模块组：有二进制向量循环编码、解码和演示三个循环编码模块组：有二进制向量循环编码、解码和演示三个模块，二进制序列循环编码、解码和演示三个模块。模块，二进制序列循环编码、解码和演示三个模块。 Hamming 编码模块组：有二进制向量编码模块组：有二进制向量 Hamming 编码、解码编码、解码和演示三个模块，二进制序列和演示三个模块，二进制序列 Hamming 编码、解码和演示三编码、解码和演示三个模块。个模块。 BCH 编码模块组：有二进制向量编码模块组：有二进制向量 BCH 编码、解

52、码和演示编码、解码和演示三个模块，二进制序列三个模块，二进制序列 BCH 编码、解码和演示三个模块。编码、解码和演示三个模块。 42Channel CodingChannel Coding（信道编码库信道编码库信道编码库信道编码库） （续）续）续）续）返回返回 Reed-Solomon 编码模块组：有整数向量编码模块组：有整数向量 RS 编码、解码和编码、解码和演示三个模块，二进制向量演示三个模块，二进制向量 RS 编码、解码和演示三个模块，编码、解码和演示三个模块，整数序列整数序列 RS 编码、解码和演示三个模块，二进制序列编码、解码和演示三个模块，二进制序列 RS 编码、解码和演示三个模块

53、。编码、解码和演示三个模块。 卷积编码库中包含有：卷积编码、卷积编码库中包含有：卷积编码、Viterbi 解码和演示三个解码和演示三个模块。模块。43ChannelsChannels（信道库信道库信道库信道库）返回返回该库中包含的模块有：该库中包含的模块有： 加零均值加零均值 Gauss 白噪声白噪声 （AWGN） 信道模块及四个演信道模块及四个演示模块。示模块。 加二进制误差信道模块及演示模块。加二进制误差信道模块及演示模块。 有限二进制误差信道模块及演示模块。有限二进制误差信道模块及演示模块。 定参数定参数 Rayleigh 衰减信道模块，变参数衰减信道模块，变参数 Rayleigh 衰减

54、信衰减信道模块及演示模块。道模块及演示模块。 定参数加定参数加 Rician 噪声信道模块，变参数加噪声信道模块，变参数加 Rician 噪声信噪声信道模块及两个演示模块。道模块及两个演示模块。44Comm SinksComm Sinks（通信接收库）通信接收库）通信接收库）通信接收库）返回返回该库中包含的模块有：该库中包含的模块有： 触发写文件模块及触发文件触发写文件模块及触发文件 I/O 演示模块。演示模块。 触发眼孔图样触发眼孔图样/散布图模块及演示模块。散布图模块及演示模块。 采样时间眼孔图样采样时间眼孔图样/散布图模块及演示模块。散布图模块及演示模块。 误差率计算模块及演示模块。误差

55、率计算模块及演示模块。45Comm SourcesComm Sources（通信源库通信源库通信源库通信源库）返回返回该库中包含的模块有：该库中包含的模块有： 触发文件读入模块及触发文件触发文件读入模块及触发文件 I/O 演示模块。演示模块。 采样读工作空间变量模块，具有采样读工作空间变量模块，具有同步同步脉冲的采样读工作空脉冲的采样读工作空间变量模块。间变量模块。 具有采样率的向量脉冲模块。具有采样率的向量脉冲模块。 伪随机序列发生器模块及演示模块。伪随机序列发生器模块及演示模块。 均匀分布噪声发生器模块及演示模块。均匀分布噪声发生器模块及演示模块。 Gauss 分布噪声发生器模块及演示模块

56、。分布噪声发生器模块及演示模块。 随机整数发生器模块及均匀分布整数演示模块。随机整数发生器模块及均匀分布整数演示模块。 46Comm SourcesComm Sources（通信源库通信源库通信源库通信源库） （续）续）续）续）返回返回 Poisson 分布随机整数发生器模块及演示模块。分布随机整数发生器模块及演示模块。 二进制向量发生器模块及演示模块。二进制向量发生器模块及演示模块。 Bernoulli 分布随机数发生器模块及演示模块。分布随机数发生器模块及演示模块。 Rayleigh 分布噪声发生器模块及演示模块。分布噪声发生器模块及演示模块。 Rician 分布噪声发生器模块及演示模块。

57、分布噪声发生器模块及演示模块。47ModulationModulation（调制和解调库调制和解调库调制和解调库调制和解调库）返回返回调制库中包含四个模块库，它们是：数字基带调制模块库，调制库中包含四个模块库，它们是：数字基带调制模块库，数字通带调制模块库，模拟基带调制模块库，模拟通带调制数字通带调制模块库，模拟基带调制模块库，模拟通带调制模块库。模块库。 数字基带调制模块库，包含的模块有：数字基带调制模块库，包含的模块有： 基带基带 MASK（Multiple Amplitude Shift Keying ，多幅键，多幅键控法控法）调制、解调及演示三个模块。调制、解调及演示三个模块。 基带基

58、带 S-QASK（ Quadrature Amplitude Shift Keying ，正，正交振幅相移键控法交振幅相移键控法）调制、解调及演示三个模块。调制、解调及演示三个模块。 基带基带 A-QASK 调制、解调及演示三个模块。调制、解调及演示三个模块。 基带基带 MFSK（ Multiple Frequency Shift Keying ，多频移，多频移键控法键控法）调制模块，基带相干调制模块，基带相干 MFSK 调制模块，基带非相干调制模块，基带非相干 MFSK 调制模块及演示四个模块。调制模块及演示四个模块。 基带基带 MPSK（ Multiple Phase Shift Keyi

59、ng ，多相移键控，多相移键控法法）调制、解调及演示三个模块。调制、解调及演示三个模块。48ModulationModulation（调制和解调库调制和解调库调制和解调库调制和解调库） （续续续续1 1）返回返回 数字通带调制模块库，包含的模块有：数字通带调制模块库，包含的模块有： 通带通带 MASK 调制、解调及演示三个模块。调制、解调及演示三个模块。 通带通带 S-QASK 调制、解调及演示三个模块。调制、解调及演示三个模块。 通带通带 A-QASK 调制、解调及演示三个模块。调制、解调及演示三个模块。 通带通带 MFSK 调制模块，通带相干调制模块，通带相干 MFSK 调制模块，通带非调

60、制模块，通带非相干相干 MFSK 调制模块及演示四个模块。调制模块及演示四个模块。 。 通带通带 MPSK 调制、解调及演示三个模块。调制、解调及演示三个模块。 通带通带 DPSK （ Differential Phase Shift Keying ，差分相移，差分相移键控法键控法）调制、解调两个模块。调制、解调两个模块。 通带通带 MSK （ Minimun Phase Shift Keying ，最小相移键，最小相移键控法控法）调制、解调两个模块。调制、解调两个模块。 通带通带 OQPSK （ Offset Quadrature Phase Shift Keying ，偏移正交相移键控法偏

61、移正交相移键控法）调制、解调两个模块。调制、解调两个模块。49ModulationModulation（调制和解调库调制和解调库调制和解调库调制和解调库） （续续续续2 2）返回返回 模拟基带调制模块库，包含的模块有：模拟基带调制模块库，包含的模块有： 基带基带 DSB-SC（Double Side Band Shift Control ，双边频带，双边频带移位控制移位控制）AM （ Amplitude Modulation ，调幅，调幅） 、解调、解调及演示三个模块。及演示三个模块。 基带基带 QAM（ Quadrature Amplitude Modulation ，正交幅度，正交幅度调制

62、调制） 、解调及演示三个模块。、解调及演示三个模块。 基带基带 FM（ Frequency Modulation ，调频，调频 ） 、解调及演示、解调及演示三个模块。三个模块。 基带基带 PM（ Phase Modulation ，相位调制，相位调制） 、解调及演示、解调及演示三个模块。三个模块。 基带基带 SSB-AM（ Single Side Band Amplitude Modulation ，单边带调幅单边带调幅） 、解调及演示三个模块。、解调及演示三个模块。 具有传输载波的基带具有传输载波的基带AM 、解调及演示三个模块。、解调及演示三个模块。50ModulationModulati

63、on（调制和解调库调制和解调库调制和解调库调制和解调库） （续续续续3 3）返回返回 模拟通带调制模块库，包含的模块有：模拟通带调制模块库，包含的模块有： 通带通带 DSB-SC AM 、解调及演示三个模块。、解调及演示三个模块。 通带通带 QAM 、解调及演示三个模块。解调及演示三个模块。 通带通带 FM 、解调及演示三个模块。、解调及演示三个模块。 通带通带 PM 、解调及演示三个模块。、解调及演示三个模块。 通带通带 SSB-AM 、解调及演示三个模块。、解调及演示三个模块。 具有传输载波的通带具有传输载波的通带AM 、解调及演示三个模块。、解调及演示三个模块。51Source Codi

64、ng（源编码库源编码库）返回返回 该库中包含的模块有：该库中包含的模块有： 标量量化编码、解码及演示三个模块。标量量化编码、解码及演示三个模块。 激活量化编码及演示两个模块。激活量化编码及演示两个模块。 DPCM（Differential Pulse Code Modulation ，差分脉码差分脉码调制技术调制技术 ）编码、解码及演示三个模块。编码、解码及演示三个模块。 规则压缩、解压两个模块。规则压缩、解压两个模块。 A 规则压缩、解压两个模块。规则压缩、解压两个模块。52SynchronizationSynchronization（同步库同步库同步库同步库）返回返回 该库中包含的模块有：

65、该库中包含的模块有： PLL（Phase Locked Loop ，相同步回路，锁相回路相同步回路，锁相回路）模模块，基带块，基带 PLL 模型模块及演示模块。模型模块及演示模块。 进料泵进料泵 PLL 模块。模块。 线性化基带线性化基带 PLL 模块。模块。 53Utility Functions（实用函数库实用函数库）返回返回 离散时间模积分器模块。离散时间模积分器模块。 模积分器模块。模积分器模块。 离散离散VCO（Voltage Controlled Oscillator，压控振荡器）压控振荡器）模块。模块。 VCO（Voltage Controlled Oscillator，压控振荡

66、器）模块。压控振荡器）模块。 可复位数值计数器模块。可复位数值计数器模块。 错误计数器模块。错误计数器模块。 数据绘画器及演示两个模块。数据绘画器及演示两个模块。 二进制编码器和解码器两个模块。二进制编码器和解码器两个模块。该库中包含的模块有：该库中包含的模块有： 窗口积分器模块。窗口积分器模块。 包络检测器模块。包络检测器模块。54Utility Functions（实用函数库实用函数库） （续）续）续）续）返回返回 十进制整数标量到向量转换器模块。十进制整数标量到向量转换器模块。 交错模块及两个演示模块。交错模块及两个演示模块。 预定复位积分模块。预定复位积分模块。 信号边沿检测模块信号边

67、沿检测模块 。 十进制整数向量到标量转换器模块。十进制整数向量到标量转换器模块。 扰频器、解扰器及演示三个模块。扰频器、解扰器及演示三个模块。 寄存器移位及演示两个模块。寄存器移位及演示两个模块。 触发缓冲器模块。触发缓冲器模块。 触发向量信号重新分布及演示两个模块。触发向量信号重新分布及演示两个模块。 向量信号重新分布及演示两个模块。向量信号重新分布及演示两个模块。55DSP BlocksetDSP Blockset返回返回 DSP Sinks（ DSP 接收库接收库） DSP Sources（ DSP 源库源库） Estimation（估计库估计库） Filtering（滤波器库滤波器库） General DSP（ 通用通用 DSP 库库） Math Function（数学函数库数学函数库）（陈桂明（陈桂明P153159）56综合算例综合算例综合算例综合算例返回返回（1）非线性系统由）非线性系统由SIMULINK模型模型M3_ex3_3_1 _ mdl表达。表达。（M3_ex3_3_1.m）（张志涌（张志涌P384）例例3_3_1：求非线性系统求非线性系统 的相平面轨迹。的相平面轨迹。（2）编写绘制传统状态轨迹的）编写绘制传统状态轨迹的M文件文件M3_ex3_3_1 .m。（3）运运行行M文文件件（M3_ex3_3_1.m），可可以以得得到到传传统统状状态态轨轨迹图迹图。57