實驗2、SIMULINK基本用法

1、simulink的基本知識 一、simulink的啟動,1、在matlab命令窗口中輸入simulink 結(jié)果是在桌面上出現(xiàn)一個稱為simulink library browser的窗口，在這個窗口中列出了按功能分類的各種模塊的名稱。 2 、當然用戶也可以通過matlab主窗口的快捷按鈕來打開simulink library browser窗口,二、simulink的模塊庫介紹,similink模塊庫按功能進行分類，包括以下8類子庫： continuous（連續(xù)模塊） function&tables（函數(shù)和平臺模塊） math（數(shù)學模塊） signals&systems（信號和系統(tǒng)模塊） si

2、nks（接收器模塊） sources（輸入源模塊,1、連續(xù)模塊（continuous） continuous.mdl integrator：輸入信號積分 derivative：輸入信號微分 state-space：線性狀態(tài)空間系統(tǒng)模型 transfer-fcn：線性傳遞函數(shù)模型 zero-pole：以零極點表示的傳遞函數(shù)模型 memory：存儲上一時刻的狀態(tài)值 transport delay：輸入信號延時一個固定時間再輸出 variable transport delay：輸入信號延時一個可變時間再輸出,2、 function&tables（函數(shù)和平臺模塊） function.mdl fcn：

3、用自定義的函數(shù)（表達式）進行運算 matlab fcn：利用matlab的現(xiàn)有函數(shù)進行運算 s-function：調(diào)用自編的s函數(shù)的程序進行運算 look-up table：建立輸入信號的查詢表（線性峰值匹配） look-up table(2-d)：建立兩個輸入信號的查詢表（線性峰值匹配,3、 math（數(shù)學模塊） math.mdl sum：加減運算 product：乘運算 dot product：點乘運算 gain：比例運算 math function：包括指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、求平方、開根號等常用數(shù)學函數(shù) trigonometric function：三角函數(shù)，包括正弦、余弦、正切等 min

4、max：最值運算 abs：取絕對值 sign：符號函數(shù),logical operator：邏輯運算 relational operator：關(guān)系運算 complex to magnitude-angle：由復數(shù)輸入轉(zhuǎn)為幅值和相角輸出 magnitude-angle to complex：由幅值和相角輸入合成復數(shù)輸出 complex to real-imag：由復數(shù)輸入轉(zhuǎn)為實部和虛部輸出 real-imag to complex：由實部和虛部輸入合成復數(shù)輸出,4、signal&systems（信號和系統(tǒng)模塊） sigsys.mdl in1：輸入端。 out1：輸出端。 mux：將多個單一輸入轉(zhuǎn)化

5、為一個復合輸出。 demux：將一個復合輸入轉(zhuǎn)化為多個單一輸出。 ground：連接到?jīng)]有連接到的輸入端。 terminator：連接到?jīng)]有連接到的輸出端。 subsystem：建立新的封裝（mask）功能模塊,5、sinks（接收器模塊） sinks.mdl scope：示波器。 xy graph：顯示二維圖形。 to workspace：將輸出寫入matlab的工作空間。 to file(.mat)：將輸出寫入數(shù)據(jù)文件,6、sources（輸入源模塊） sources.mdl constant：常數(shù)信號。 clock：時鐘信號。 from workspace：來自matlab的工作空間。

6、from file(.mat)：來自數(shù)據(jù)文件。 pulse generator：脈沖發(fā)生器。 repeating sequence：重復信號。 signal generator：信號發(fā)生器，可以產(chǎn)生正弦、方波、鋸齒波及隨意波。 sine wave：正弦波信號。 step：階躍波信號,三 simulink功能模塊的處理,模塊庫中的模塊可以直接用鼠標進行拖曳（選中模塊，按住鼠標左鍵不放）而放到模型窗口中進行處理。 在模型窗口中，選中模塊，則其4個角會出現(xiàn)黑色標記。此時可以對模塊進行以下的基本操作。 移動：選中模塊，按住鼠標左鍵將其拖曳到所需的位置即可。若要脫離線而移動，可按住shift鍵，再進行拖

7、曳。 復制：選中模塊，然后按住鼠標右鍵進行拖曳即可復制同樣的一個功能模塊。 刪除：選中模塊，按delete鍵即可。若要刪除多個模塊，可以同時按住shift鍵，再用鼠標選中多個模塊，按delete鍵即可。也可以用鼠標選取某區(qū)域，再按delete鍵就可以把該區(qū)域中的所有模塊和線等全部刪除,功能模塊的基本操作，包括模塊的移動、復制、刪除、轉(zhuǎn)向、改變大小、模塊命名、顏色設(shè)定、參數(shù)設(shè)定、屬性設(shè)定、模塊輸入輸出信號等,轉(zhuǎn)向：為了能夠順序連接功能模塊的輸入和輸出端，功能模塊有時需要轉(zhuǎn)向。在菜單format中選擇flip block旋轉(zhuǎn)180度，選擇rotate block順時針旋轉(zhuǎn)90度?；蛘咧苯影碿trl

8、+f鍵執(zhí)行flip block，按ctrl+r鍵執(zhí)行rotate block。 改變大?。哼x中模塊，對模塊出現(xiàn)的4個黑色標記進行拖曳即可。 模塊命名：先用鼠標在需要更改的名稱上單擊一下，然后直接更改即可。名稱在功能模塊上的位置也可以變換180度，可以用format菜單中的flip name來實現(xiàn)，也可以直接通過鼠標進行拖曳。hide name可以隱藏模塊名稱。 顏色設(shè)定： format菜單中的foreground color可以改變模塊的前景顏色，background color可以改變模塊的背景顏色；而模型窗口的顏色可以通過screen color來改變,參數(shù)設(shè)定：用鼠標雙擊模塊，就可以進入

9、模塊的參數(shù)設(shè)定窗口，從而對模塊進行參數(shù)設(shè)定。參數(shù)設(shè)定窗口包含了該模塊的基本功能幫助，為獲得更詳盡的幫助，可以點擊其上的help按鈕。通過對模塊的參數(shù)設(shè)定，就可以獲得需要的功能模塊。 屬性設(shè)定：選中模塊，打開edit菜單的block properties可以對模塊進行屬性設(shè)定。包括description屬性、 priority優(yōu)先級屬性、tag屬性、open function屬性、attributes format string屬性。其中open function屬性是一個很有用的屬性，通過它指定一個函數(shù)名，則當該模塊被雙擊之后，simulink就會調(diào)用該函數(shù)執(zhí)行，這種函數(shù)在matlab中稱為回

10、調(diào)函數(shù)。 模塊的輸入輸出信號：模塊處理的信號包括標量信號和向量信號；標量信號是一種單一信號，而向量信號為一種復合信號，是多個信號的集合，它對應(yīng)著系統(tǒng)中幾條連線的合成。缺省情況下，大多數(shù)模塊的輸出都為標量信號，對于輸入信號，模塊都具有一種“智能”的識別功能，能自動進行匹配。某些模塊通過對參數(shù)的設(shè)定，可以使模塊輸出向量信號,例exp5_2.mdl exp5_3.mdl,第四節(jié) simulink自定義功能模塊,一、方法1 exp5_5.mdl 將signal&systems 模塊庫中的subsystem功能模塊復制到打開的模型窗口中。 雙擊subsystem功能模塊，進入自定義功能模塊窗口，從而可以

11、利用已有的基本功能模塊設(shè)計出新的功能模塊,自定義功能模塊有兩種方法，一種方法是采用signal&systems 模塊庫中的subsystem功能模塊，利用其編輯區(qū)設(shè)計組合新的功能模塊；另一種方法是將現(xiàn)有的多個功能模塊組合起來，形成新的功能模塊。對于很大的simulink模型，通過自定義功能模塊可以簡化圖形，減少功能模塊的個數(shù)，有利于模型的分層構(gòu)建,二、方法2 exp5_6.mdl 在模型窗口中建立所定義功能模塊的子模塊。 用鼠標將這些需要組合的功能模塊框住，然后選擇edit菜單下的create subsystem即可,三、自定義功能模塊的封裝 exp5_7.mdl exp5_8.mdl exp

12、5_9.mdl exp5_10.mdl 上面提到的兩種方法都只是創(chuàng)建一個功能模塊而已，如果要命名該自定義功能模塊、對功能模塊進行說明、選定模塊外觀、設(shè)定輸入數(shù)據(jù)窗口，則需要對其進行封裝處理。 首先選中subsystem功能模塊，再打開edit菜單中的mask subsystem進入mask的編輯窗口，可以看出有3個標簽頁。 icon：設(shè)定功能模塊的外觀。 initialization：設(shè)定輸入數(shù)據(jù)窗口（prompt list）。 documentation：設(shè)計該功能模塊的文字說明,1、icon標簽頁,此頁最重要的部分是drawing commands，在該區(qū)域內(nèi)可以用disp指令設(shè)定功能模塊

13、的文字名稱，用plot指令畫線，用dpoly指令畫轉(zhuǎn)換函數(shù)。 注意，盡管這些命令在名字上和以前講的matlab函數(shù)相同，但它們在功能上卻不完全相同，因此不能隨便套用以前所講的格式。 disp(text)可以在功能模塊上顯示設(shè)定的文字內(nèi)容。disp(text1ntext2)分行顯示文字text1和text2 plot(x1 x2 xn,y1 y2 yn)指令會在功能模塊上畫出由x1 y1經(jīng)x2 y2經(jīng)x3 y3 直到xn,yn為止的直線。功能模塊的左下角會根據(jù)目前的坐標刻度被正規(guī)化為0,0，右上角則會依據(jù)目前的坐標刻度被正規(guī)化為1,1。 dpoly(num,den)：按s次數(shù)的降冪排序，在功能模

14、塊上顯示連續(xù)的傳遞函數(shù)。 dpoly(num,den,z)：按z次數(shù)的降冪排序，在功能模塊上顯示離散的傳遞函數(shù),用戶還可以設(shè)置一些參數(shù)來控制圖標的屬性，這些屬性在icon頁右下端的下拉式列表中進行選擇。 icon frame：visible 顯示外框線；invisible：隱藏外框線。 icon transparency：opaque 隱藏輸入輸出的標簽；transparent：顯示輸入輸出的標簽。 icon rotation：旋轉(zhuǎn)模塊。 drawing coordinate：畫圖時的坐標系,2、initialization標簽頁,此頁主要用來設(shè)計輸入提示（prompt）以及對應(yīng)的變量名稱（v

15、ariable）。在prompt欄上輸入變量的含義，其內(nèi)容會顯示在輸入提示中。而variable是仿真要用到的變量，該變量的值一直存于mask workspace中，因此可以與其他程序相互傳遞。 如果配合在initialization commands內(nèi)編輯程序，可以發(fā)揮功能模塊的功能來執(zhí)行特定的操作。 在prompt編輯框中輸入文字，這些文字就會出現(xiàn)在prompt列表中；在variable列表中輸入變量名稱，則prompt中的文字對應(yīng)該變量的說明。如果要增加新的項目，可以點擊邊上的add鍵。up和down按鈕用于執(zhí)行項目間的位置調(diào)整。 control type列表給用戶提供選擇設(shè)計的編輯區(qū)，

16、選擇edit會出現(xiàn)供輸入的空白區(qū)域，所輸入的值代表對應(yīng)的variable；popup則為用戶提供可選擇的列表框，所選的值代表variable，此時在下面會出現(xiàn)popup strings輸入框，用來設(shè)計選擇的內(nèi)容，各值之間用邏輯或符號“|”隔開；如選擇checkbox則用于on與off的選擇設(shè)定,assignment屬性用于配合control type的不同選擇來提供不同的變量值，變量值有evaluate和literal兩種，其含義如下： assignment control type evaluate literal edit 輸入的文字是程序執(zhí)行時所用的變量值； 輸入內(nèi)容作字符串處理 pop

17、up 為選擇的序號，選第一項輸出值為1， 選擇內(nèi)容作字符串處理 往下類推； checkbox 輸出為1或0； 輸出為on或off的字符串,3、documentation標簽頁,此頁主要用來針對完成的功能模塊來編寫相應(yīng)的說明文字和help。 在block description中輸入的文字，會出現(xiàn)在參數(shù)窗口的說明部分。 在block help中輸入的文字則會顯示在單擊參數(shù)窗口中的help按鈕后瀏覽器所加載的html文件中。 mask type：在此處輸入的文字作為封裝模塊的標注性說明，在模型窗口下，將鼠標指向模塊，則會顯示該文字。當然必須先在view菜單中選擇block data tipssho

18、w block data tips,五 simulink仿真的運行,一、設(shè)置仿真參數(shù)和選擇解法器 設(shè)置仿真參數(shù)和選擇解法器，選擇simulation菜單下的parameters命令，就會彈出一個仿真參數(shù)對話框，它主要用三個頁面來管理仿真的參數(shù)。 solver頁，它允許用戶設(shè)置仿真的開始和結(jié)束時間，選擇解法器，說明解法器參數(shù)及選擇一些輸出選項。 workspace i/o頁，作用是管理模型從matlab工作空間的輸入和對它的輸出。 diagnostics頁，允許用戶選擇simulink在仿真中顯示的警告信息的等級,構(gòu)建好一個系統(tǒng)的模型之后，接下來的事情就是運行模型，得出仿真結(jié)果。運行一個仿真的完整過程分成三個步驟：設(shè)置仿真參數(shù)，啟動仿真和仿真結(jié)果分析,1、solver頁,此頁可以進行的設(shè)置有：選擇仿真開始和結(jié)束的時間；選擇解法器，并設(shè)定它的參數(shù)；選擇輸出項。 仿真時間：注意這里的時間概念與真實的時間并不一樣，只是計算機仿真中對時間的一種表示，比如10秒的仿真時間，如果采樣步長定為0.1，則需要執(zhí)行100步，若把步長減小，則采樣點數(shù)增加，那么實際的執(zhí)行時間就會增加。一般仿真開始時間設(shè)為0，而結(jié)束時間視不同的因素而選擇?？偟恼f來，執(zhí)行一次仿真要耗費的時間依賴于很多因素，包括模型的復雜程度、解法器及其步長的選擇、計算機時鐘的速