MATLAB教程-第7章-Simulink仿真

MATLAB教程_第7章__Simulink仿真第一頁，共26頁。第7章Simulink仿真本章要點Simulink系統(tǒng)的基本模塊仿真模型的編輯仿真參數(shù)的設(shè)置第二頁，共26頁。7.1認識SimulinkSimulink是MATLAB環(huán)境下對動態(tài)系統(tǒng)進行建模、仿真和分析的一個軟件包。該系統(tǒng)的兩個主要功能就是Simu（仿真）和Link（連接）。一、Simulink的啟動和退出1．Simulink的啟動在MATLAB操作桌面下，單擊工具欄中的圖標或在命令窗口鍵入命令Simulink，就會彈出一個名為“SimulinkLibraryBrowser”的瀏覽器窗口。第三頁，共26頁。2．模型的創(chuàng)建

在創(chuàng)建新模型時，單擊SimulinkLibraryBrowser瀏覽器上方工具欄內(nèi)的“建立新模型”圖標、或者單擊MATLAB命令窗口→Model選項，會彈出一個名為Untitled（無標題）的空白窗口，所有控制模塊都創(chuàng)建在這個窗口中。第四頁，共26頁。

二、Simulink基本模塊

在Simulink的模塊庫瀏覽器窗口左側(cè)的Simulink選項上單擊鼠標右鍵，單擊彈出菜單的Openthe‘Simulink’Labray選項，可以打開Simulink模塊庫窗口。

第五頁，共26頁。1．信號源模塊（Sources）

雙擊Simulink模塊庫窗口中的Sources模塊，即可打開信號源模塊。第六頁，共26頁。

信號源模塊

模塊功能模塊功能In1創(chuàng)建輸入端Ground接地Constant常數(shù)Clock當時時間SignalGenerator信號發(fā)生器DigitalClock數(shù)字時鐘Ramp斜波FromFile從文件讀數(shù)據(jù)SineWave正弦波FromWorkspace從工作空間讀數(shù)據(jù)Step階躍信號RandomNumber隨機信號RepeatingSequence重復(fù)序列UniformRandomNumber均勻隨機信號PulseGenerator脈沖發(fā)生器Band-LimitedWhiteNoise帶限白噪聲ChirpSignal快速正弦掃描第七頁，共26頁。2．輸出模塊（Sinks）模塊功能模塊功能Scope示波器ToFile輸出到文件FloatingScope可選示波器ToWorkspace輸出到工作空間XYGraphXY關(guān)系圖Terminator通用終端Outl創(chuàng)建輸出端StopSimulation輸出不為0時停止仿真Display實時數(shù)值顯示第八頁，共26頁。3．連續(xù)系統(tǒng)模塊（Continuous）連續(xù)系統(tǒng)模塊提供積分、微分等連續(xù)系統(tǒng)仿真的常用原件。

第九頁，共26頁。連續(xù)系統(tǒng)模塊的功能

模塊功能模塊功能Integrator積分Zero-Pole零極點Derivative微分Memory延時輸出State-Space狀態(tài)方程TransportDelay傳輸延時TransferFcn傳遞函數(shù)VariableTransportDelay可變傳輸延時第十頁，共26頁。4．離散系統(tǒng)模塊（Discrete）離散系統(tǒng)模塊提供了濾波器、傳遞函數(shù)等離散系統(tǒng)仿真模塊。第十一頁，共26頁。離散系統(tǒng)模塊的功能

模塊功能模塊功能Zero-OrderHold零階保持器DiscreteFilter離散濾波器UnitDelay單位延時采樣保持DiscreteTransferFcn離散傳遞函數(shù)Discrete-TimeIntegrator離散時間積分DiscreteZero-Pole離散零極點DiscreteState-Space離散狀態(tài)方程First-OrderHold一階保持器第十二頁，共26頁。8．數(shù)學(xué)運算模塊（MathOperations）

數(shù)學(xué)運算模塊提供了基本數(shù)學(xué)運算函數(shù)、三角函數(shù)、復(fù)數(shù)運算函數(shù)以及矩陣運算函數(shù)。第十三頁，共26頁。數(shù)學(xué)運算模塊的功能

模塊功能模塊功能Sum求和RoundingFunction取整函數(shù)Product積或商CombinatorialLogic邏輯真值表DotProduct點積LogicOperator邏輯算子Gain常數(shù)增益BitwiseLogicalOperator位邏輯算子SliderGain可變增益RelationalOperator關(guān)系算子MatrixGain矩陣增益ComplextoMagnitude-Angle復(fù)數(shù)的模和輻角MathFunction數(shù)學(xué)運算函數(shù)Magnitude-AngletoComplex模和輻角合成函數(shù)Trigonometricfunction三角函數(shù)ComplextoReal-Imag復(fù)數(shù)的實部和虛部MinMax求最大值Real-ImagtoComplex實部和虛部合成復(fù)數(shù)Abs求絕對值A(chǔ)lgebraicConstraint強迫輸入信號為零Sign符號函數(shù)第十四頁，共26頁。7.2Simulink模塊操作

一、模塊的編輯處理1．模塊的操作（1）添加模塊當要把一個模塊添加到模型中，先在Simulink模塊庫中找到它，然后直接將這個模塊拖入模型窗口中即可。（2）選取模塊當模塊已經(jīng)位于模型窗口中時，只要用鼠標在模塊上單擊就可以選中該模塊，這時模塊的四角上出現(xiàn)一些黑色的小方塊，這些小方塊就是該模塊的關(guān)鍵點，拖動這些黑色小方塊可以改變模塊的大小。第十五頁，共26頁。2．模塊位置和外形的調(diào)整（1）調(diào)整模塊位置（2）調(diào)整模塊大?。?）調(diào)整模塊方向（4）調(diào)整模塊顏色和效果3．模塊名的處理（1）改變模塊名（2）隱藏模塊名（3）改變模塊名的位置4．復(fù)制和刪除模塊（1）復(fù)制模塊（2）刪除模塊第十六頁，共26頁。二、模塊屬性和參數(shù)的設(shè)置

1．模塊參數(shù)的設(shè)置

Simulink中幾乎所有模塊的參數(shù)（Parameters）都允許用戶進行設(shè)置，雙擊要設(shè)置的模塊就可以打開模塊參數(shù)設(shè)置對話框，不同模塊參數(shù)設(shè)置對話框的項目會不同。2．模塊屬性的設(shè)置

與參數(shù)設(shè)置對話框不同，所有模塊的屬性（Properties）設(shè)置對話框都是一樣的。選定要設(shè)置屬性的模塊，然后單擊Edit→BlockProperties…選項；或單擊右鍵在彈出的菜單中選擇BlockProperties…選項。該對話框有三個標簽：General（通用）、BlockAnnotation（模塊注解）和Callbacks（回調(diào)函數(shù)）。

第十七頁，共26頁。三、模塊間的連線

1．連接兩個模塊從一個模塊的輸出端連到另一個模塊的輸入端是Simulink仿真最基本的操作。方法是先移動鼠標指向模塊的輸出端，鼠標的箭頭會變成十字形光標，這時按住鼠標左鍵，拖動鼠標到另一個模塊的輸入端，當十字形光標出現(xiàn)“重影”時，釋放鼠標即完成了連接。2．模塊間連線的調(diào)整用鼠標單擊連線，可以選中該連線。這時會看到線上的一些黑色小方塊，這些是連線的關(guān)鍵點。用鼠標按住關(guān)鍵點，拖動即可以改變連線的方向。

3．連線的分支仿真時經(jīng)常會碰到需要把信號輸送到不同的接收端的情況，這時就需要分支結(jié)構(gòu)的連線?？梢韵冗B好一條線，然后把鼠標移到支線的起點位置，先按下〈Ctrl〉鍵，然后按住鼠標，將連線拖到目標模塊，松開鼠標和〈Ctrl〉鍵即可。第十八頁，共26頁。4．標注連線雙擊需要標注的連線，可以看到一個文本框，在里面輸入標注文字單擊回車鍵確定即可。用鼠標拖動文本框還可以改變標識的位置。另外，在Format→Port/SignalDisplays菜單下還有與連線標注有關(guān)的命令：1）SampleTimeColor：將采樣時間不同的模塊和連線用不同的顏色顯示。2）PortDataTypes：在連線上顯示傳輸數(shù)據(jù)的類型，如double、int32等。5．刪除連線如果想要刪除某條連線，可單擊要刪除的連線，此時連線上出現(xiàn)標記點，表示該連線已經(jīng)被選中，然后單擊模型窗口工具欄中的【剪切】按鈕或者直接單擊鍵盤上的〈Delete〉鍵，即可刪除該連線。第十九頁，共26頁。7.3仿真模型的參數(shù)設(shè)置

選擇模型窗口Simulation→ConfigurationParameters…選項，將出現(xiàn)仿真參數(shù)配置窗口。仿真參數(shù)配置窗口主要分為7個選項卡：Solver（解題器）、DataImport/Export（數(shù)據(jù)輸入/輸出），Optimization（優(yōu)化）、Diagnostics（診斷）、HardwareImplementation（硬件工具）、ModelReferencing（模型引用）和Real-TimeWorkshop（實時工作空間），其中Solver、DataImport/Export和Diagnostics三項經(jīng)常用到。

第二十頁，共26頁。

一、Solver選項卡

（1）Simulinktime設(shè)置仿真起始時間和停止時間。（2）Solveroptions仿真解題器的操作。根據(jù)類型（Type）的變化分為：Variable-step（變步長算法）和Fixed-step（固定步長算法）。第二十一頁，共26頁。二、DataImport/Export選項卡

DataImport/Export選項卡主要用來設(shè)置Simulink與MATLAB工作空間交換數(shù)據(jù)的有關(guān)選項。第二十二頁，共26頁。（1）Loadfromworkspace從工作空間中載入數(shù)據(jù)。1）Input：先選中Input核選框，在后面的編輯框內(nèi)輸入數(shù)據(jù)的變量名。2）Initialstate：表示模塊的初始狀態(tài)。對模塊進行初始化時，先選中Initialstate核選框，（2）Savetoworkspace將輸出保存到工作空間。在Savetoworkspace區(qū)域中，可以選擇的輸出選項有：Time（時間），States（狀態(tài)），Output（輸出端口）和Finalstate（最終狀態(tài)）。第二十三頁，共26頁。（3）Saveoptions保存操作。1）Format：可以選擇數(shù)組、結(jié)構(gòu)和包含時間的結(jié)構(gòu)三種形式。2）Limitdatapointstolast：用來限定保存到工作空間中的數(shù)據(jù)量。3）Decimation：從幾個數(shù)據(jù)中抽取一個數(shù)據(jù)輸出。4）Outputoptions：輸出操作設(shè)置，變步長算法獨有。有三種輸出方式：Refineoutput（細化輸出）、Produceadditionaloutput（產(chǎn)生附加輸出）