第7章Simulink仿真環(huán)境

1、17.1 simulink與系統(tǒng)仿真與系統(tǒng)仿真 由來：由來： simu(仿真仿真)和和link(連接連接)組成組成 Matlab系統(tǒng)把一系列模塊連接起來，系統(tǒng)把一系列模塊連接起來，構(gòu)成復(fù)雜的系統(tǒng)模型構(gòu)成復(fù)雜的系統(tǒng)模型27.2 simulink的使用的使用1.啟動和退出啟動和退出(1)啟動：啟動：在在Matlab命令窗口中輸入命令窗口中輸入“simulink”，回，回車車在工具欄單擊在工具欄單擊彈出彈出“Simulink Library Browser”窗口窗口32. Simulink瀏覽器瀏覽器菜單欄菜單欄工具欄工具欄模塊說明框模塊說明框基本模塊庫基本模塊庫已安裝專用已安裝專用模塊庫模塊庫模塊

2、查找框模塊查找框模塊顯示框模塊顯示框標(biāo)題欄標(biāo)題欄47.2 simulink的使用的使用1.啟動和退出啟動和退出(1)啟動：啟動：在在Matlab命令窗口中輸入命令窗口中輸入“simulink”，回車，回車在工具欄單擊在工具欄單擊(2)退出退出:關(guān)閉所有模型窗口和關(guān)閉所有模型窗口和simulink模塊窗口模塊窗口5菜單欄菜單欄工具欄工具欄模塊編輯框模塊編輯框當(dāng)前狀態(tài)當(dāng)前狀態(tài)仿真進(jìn)程仿真進(jìn)程仿真解法仿真解法6 file file的常用菜單項(xiàng)功能的常用菜單項(xiàng)功能 菜單項(xiàng)菜單項(xiàng) 功能功能Model propertiesModel properties模型屬性模型屬性PrintPrint 打印模型打印模

3、型PreferencesPreferences SIMULINKSIMULINK界面的默認(rèn)設(shè)置界面的默認(rèn)設(shè)置 選項(xiàng)選項(xiàng)CloseClose 關(guān)閉當(dāng)前關(guān)閉當(dāng)前SimulinkSimulink窗口窗口7EditEdit的常用菜單項(xiàng)功能的常用菜單項(xiàng)功能 菜單項(xiàng)菜單項(xiàng) 功能功能Create subsystemCreate subsystem創(chuàng)建子系統(tǒng)創(chuàng)建子系統(tǒng)Mask subsystemMask subsystem封裝子系統(tǒng)封裝子系統(tǒng)Look under mask Look under mask 查看封裝子系統(tǒng)的查看封裝子系統(tǒng)的 內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)Update diagramUpdate diagram

4、更新模型框圖的外觀更新模型框圖的外觀8 菜單項(xiàng)菜單項(xiàng) 功能功能Go to parentGo to parent 顯示當(dāng)前系統(tǒng)的父系統(tǒng)顯示當(dāng)前系統(tǒng)的父系統(tǒng)Model browser optionsModel browser options模型瀏覽器設(shè)置模型瀏覽器設(shè)置Block data tips optionsBlock data tips options 鼠標(biāo)位于模塊上方時顯鼠標(biāo)位于模塊上方時顯示模塊內(nèi)部數(shù)據(jù)示模塊內(nèi)部數(shù)據(jù)Library browserLibrary browser 庫瀏覽器庫瀏覽器Model explorerModel explorer 模型瀏覽器模型瀏覽器Zoom in/

5、Zoom outZoom in/ Zoom out 放大放大/ /縮小縮小Fit system to viewFit system to view 自動選擇最合適的顯示比例自動選擇最合適的顯示比例NormalNormal 以正常比例以正常比例(100%)(100%)顯示模型顯示模型9菜單項(xiàng)菜單項(xiàng) 功能功能Start / StopStart / Stop啟動啟動/ /停止仿真停止仿真Configuration Parameters Configuration Parameters 設(shè)置仿真設(shè)置仿真參數(shù)參數(shù)Normal Normal 普通普通SimulinkSimulink模型模型Accelera

6、torAccelerator 產(chǎn)生加速產(chǎn)生加速SimulinkSimulink模型模型10 菜單項(xiàng)菜單項(xiàng) 功能功能Text alignment Text alignment 標(biāo)注文字對齊工具標(biāo)注文字對齊工具Enable Enable textex commands commands 使使textex 命令有效命令有效FilpFilp name name 翻轉(zhuǎn)模塊名翻轉(zhuǎn)模塊名FilpFilp block/ Rotate Block block/ Rotate Block翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)/ /旋轉(zhuǎn)模塊旋轉(zhuǎn)模塊Show nameShow name 顯示模塊的名字顯示模塊的名字Show port labels

7、Show port labels 顯示端口標(biāo)簽顯示端口標(biāo)簽Foreground colorForeground color 前景色前景色Background colorBackground color 背景色背景色Screen colorScreen color 屏幕顏色屏幕顏色Port/signal displays Port/signal displays 端口端口/ /信號顯示信號顯示Block displaysBlock displays 顯示模塊顯示模塊11 菜單項(xiàng)菜單項(xiàng) 功能功能Simulink debugger SimulinkSimulink調(diào)試器調(diào)試器Fixed_point

8、settings 浮點(diǎn)設(shè)置浮點(diǎn)設(shè)置Model advisor 模型咨詢模型咨詢Lookup table editor 查表編輯查表編輯Data class designer 用戶定義數(shù)據(jù)類型設(shè)計(jì)器用戶定義數(shù)據(jù)類型設(shè)計(jì)器Bus editor 線路編輯線路編輯Signal & scope manager 信號和示波器管理器信號和示波器管理器Real_time workshop 實(shí)時工作平臺實(shí)時工作平臺External mode control panel 外部的模式控制平臺外部的模式控制平臺Control design 控制設(shè)計(jì)控制設(shè)計(jì)Parameter estination 參數(shù)估計(jì)參數(shù)

9、估計(jì)Report genetor 報(bào)告生成器報(bào)告生成器12 1 模塊的選定模塊的選定模塊的選定有三種方式：模塊的選定有三種方式：1） 選定單個模塊選定單個模塊 選定對象只要在模塊上單擊鼠標(biāo)，被選定的對象的選定對象只要在模塊上單擊鼠標(biāo)，被選定的對象的四角處會出現(xiàn)小黑塊編輯框。四角處會出現(xiàn)小黑塊編輯框。2） 選定多個模塊選定多個模塊 如果選定多個模塊，可以按下如果選定多個模塊，可以按下Shift鍵，然后再單擊鍵，然后再單擊所需選定的模塊；或者用鼠標(biāo)拉出矩形虛線框，將所需選定的模塊；或者用鼠標(biāo)拉出矩形虛線框，將所有待選模塊框在其中，則矩形框中所有的模塊均所有待選模塊框在其中，則矩形框中所有的模塊均被

10、選中。被選中。3）選定所有模塊）選定所有模塊如果要選定所有模塊，可以選擇菜單如果要選定所有模塊，可以選擇菜單EditSelect all。 13模塊的復(fù)制有兩種方式：模塊的復(fù)制有兩種方式：1) 不同模型窗口不同模型窗口(包括模型庫窗口包括模型庫窗口)之間的模塊復(fù)制之間的模塊復(fù)制 選定模塊，用鼠標(biāo)將其拖到另一模型窗口。選定模塊，用鼠標(biāo)將其拖到另一模型窗口。 選定模塊，使用菜單和工具欄中的選定模塊，使用菜單和工具欄中的Copy和和Paste命令。命令。2) 在同一模型窗口內(nèi)的復(fù)制模塊在同一模型窗口內(nèi)的復(fù)制模塊 選定模塊，按下鼠標(biāo)右鍵，拖動模塊到合適的地選定模塊，按下鼠標(biāo)右鍵，拖動模塊到合適的地方，

11、釋放鼠標(biāo)。方，釋放鼠標(biāo)。 選定模塊，按住選定模塊，按住Ctrl鍵，再用鼠標(biāo)拖動對象到合鍵，再用鼠標(biāo)拖動對象到合適的地方，釋放鼠標(biāo)。適的地方，釋放鼠標(biāo)。 使用菜單和工具欄中的使用菜單和工具欄中的Copy和和Paste命令。命令。 14模塊的移動有兩種方式：模塊的移動有兩種方式：1)在同一模型窗口移動模塊在同一模型窗口移動模塊選定需要移動模塊，用鼠標(biāo)將模塊拖到合適選定需要移動模塊，用鼠標(biāo)將模塊拖到合適的地方。的地方。2)在不同模型窗之間移動模塊在不同模型窗之間移動模塊 在不同模型窗之間移動模塊，在用鼠標(biāo)移在不同模型窗之間移動模塊，在用鼠標(biāo)移動的同時按下動的同時按下Shift鍵。當(dāng)模塊移動時，與鍵。

12、當(dāng)模塊移動時，與之相連的連線也隨之移動。之相連的連線也隨之移動。 15要刪除模塊，應(yīng)選定刪除模塊，按要刪除模塊，應(yīng)選定刪除模塊，按Delete鍵。鍵。選定待刪除模塊后，用菜單和工具欄的選定待刪除模塊后，用菜單和工具欄的Edit Cut。 5 模塊的縮放模塊的縮放選定需要改變大小的模塊，出現(xiàn)小黑塊編選定需要改變大小的模塊，出現(xiàn)小黑塊編輯框后，用鼠標(biāo)拖動編輯框，可以實(shí)現(xiàn)放輯框后，用鼠標(biāo)拖動編輯框，可以實(shí)現(xiàn)放大或縮小。大或縮小。使用菜單使用菜單view中的中的Zoom in /Zoom out。16選定模塊，選擇菜單選定模塊，選擇菜單FormatFlip Block可可以將模塊旋轉(zhuǎn)以將模塊旋轉(zhuǎn)180

13、度。度。選定模塊，選擇菜單選定模塊，選擇菜單FormatRotateBlock可以將模塊旋轉(zhuǎn)可以將模塊旋轉(zhuǎn)90度。度。 7 編輯和修改模塊名編輯和修改模塊名單擊模塊下面或旁邊的模塊名，出現(xiàn)虛線單擊模塊下面或旁邊的模塊名，出現(xiàn)虛線編輯框就可對模塊名進(jìn)行編輯、修改。選編輯框就可對模塊名進(jìn)行編輯、修改。選定模塊，選擇菜單定模塊，選擇菜單FormatFont，打開字打開字體對話框設(shè)置字體。體對話框設(shè)置字體。 17 信號線的操作信號線的操作是是創(chuàng)建模型文件時連接模創(chuàng)建模型文件時連接模塊的塊的操作，操作，常用的信號線的操作如下：常用的信號線的操作如下：1 1 模塊間連線模塊間連線先將光標(biāo)指向一個模塊的輸出

14、端，待光先將光標(biāo)指向一個模塊的輸出端，待光標(biāo)變?yōu)槭址?，按下鼠?biāo)左鍵并拖動，標(biāo)變?yōu)槭址?，按下鼠?biāo)左鍵并拖動，直到另一模塊的輸入端。直到另一模塊的輸入端。181) 分支的產(chǎn)生分支的產(chǎn)生 將光標(biāo)指向信號線的分支點(diǎn)上，按鼠標(biāo)右鍵，將光標(biāo)指向信號線的分支點(diǎn)上，按鼠標(biāo)右鍵，光標(biāo)變?yōu)槭址?，拖動鼠?biāo)直到分支線的終光標(biāo)變?yōu)槭址?，拖動鼠?biāo)直到分支線的終點(diǎn)，釋放鼠標(biāo)；或者按住點(diǎn)，釋放鼠標(biāo)；或者按住Ctrl鍵，同時按下鍵，同時按下鼠標(biāo)左鍵拖動鼠標(biāo)分支線的終點(diǎn)。鼠標(biāo)左鍵拖動鼠標(biāo)分支線的終點(diǎn)。2) 信號線的折線信號線的折線 選中已存在的信號線，將光標(biāo)指向折點(diǎn)處，選中已存在的信號線，將光標(biāo)指向折點(diǎn)處，按住按住S

15、hift鍵，同時按下鼠標(biāo)左鍵，當(dāng)光標(biāo)變鍵，同時按下鼠標(biāo)左鍵，當(dāng)光標(biāo)變成小圓圈時，用鼠標(biāo)拖動小圓圈將折點(diǎn)拉至成小圓圈時，用鼠標(biāo)拖動小圓圈將折點(diǎn)拉至合適處，釋放鼠標(biāo)。合適處，釋放鼠標(biāo)。19雙擊信號線后出現(xiàn)矩形文本輸入框，可雙擊信號線后出現(xiàn)矩形文本輸入框，可以添加文本注釋以添加文本注釋(label)。20創(chuàng)建模型文件時只需用鼠標(biāo)右鍵單擊創(chuàng)建模型文件時只需用鼠標(biāo)右鍵單擊Simulink模塊庫瀏覽器模塊庫瀏覽器(Simulink Library Browser)窗口中相應(yīng)的模塊，選擇其下拉窗口中相應(yīng)的模塊，選擇其下拉菜單的第一項(xiàng)菜單的第一項(xiàng),填加到已創(chuàng)建的模型文件填加到已創(chuàng)建的模型文件中，通過信號線連接

16、各模塊即可。中，通過信號線連接各模塊即可。 2122237.6 simulink基本模塊基本模塊1.continuous（連續(xù)系統(tǒng)模塊庫）（連續(xù)系統(tǒng)模塊庫）輸出信號為輸入信號的一階微分輸出信號為輸入信號的一階微分對信號進(jìn)行積分對信號進(jìn)行積分傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)以給定的時間量延遲輸入以給定的時間量延遲輸入2425262.Sources(信號源模塊庫信號源模塊庫)生成一個常量值生成一個常量值數(shù)字時鐘數(shù)字時鐘將沒有連接的輸入端口接地將沒有連接的輸入端口接地脈沖發(fā)生器脈沖發(fā)生器27斜波斜波隨機(jī)信號隨機(jī)信號正弦波正弦波階躍信號階躍信號28293.Math operations(數(shù)學(xué)運(yùn)算模塊庫數(shù)學(xué)運(yùn)算模塊庫)

17、求絕對值求絕對值 求復(fù)數(shù)的模值和輻角求復(fù)數(shù)的模值和輻角求復(fù)數(shù)的實(shí)部和虛部求復(fù)數(shù)的實(shí)部和虛部求和求和30求模塊的輸入乘以一個數(shù)值求模塊的輸入乘以一個數(shù)值將模和輻角合成復(fù)數(shù)將模和輻角合成復(fù)數(shù)數(shù)學(xué)函數(shù)數(shù)學(xué)函數(shù)求點(diǎn)積求點(diǎn)積31求輸入的最大或最小值求輸入的最大或最小值求輸入的積或商求輸入的積或商求三角函數(shù)求三角函數(shù)32實(shí)部和虛部合成復(fù)數(shù)實(shí)部和虛部合成復(fù)數(shù)取整函數(shù)取整函數(shù)符號函數(shù)符號函數(shù)3334354.Signals Routing（信號線路模塊庫）（信號線路模塊庫）多路信號分離器多路信號分離器多路信號傳輸器多路信號傳輸器手動開關(guān)手動開關(guān)將多個單一輸入轉(zhuǎn)化為一個復(fù)合輸出將多個單一輸入轉(zhuǎn)化為一個復(fù)合輸出將一

18、個復(fù)合輸入轉(zhuǎn)化為多個單一輸出將一個復(fù)合輸入轉(zhuǎn)化為多個單一輸出36例例6 將正弦波和脈沖波同時顯示在一臺示將正弦波和脈沖波同時顯示在一臺示波器上波器上37385.Sinks(接收器模塊庫接收器模塊庫)實(shí)時數(shù)據(jù)顯示實(shí)時數(shù)據(jù)顯示示波器示波器39406.User-defined Functions 用戶自定義函數(shù)模塊用戶自定義函數(shù)模塊對輸入應(yīng)用指定的表達(dá)式對輸入應(yīng)用指定的表達(dá)式41427.7 設(shè)置仿真參數(shù)設(shè)置仿真參數(shù) 模型窗口中選擇模型窗口中選擇simulation菜單下的菜單下的configuration parameter，將出現(xiàn)仿真參數(shù)對，將出現(xiàn)仿真參數(shù)對話框話框 solver（解題器）選項(xiàng)：（

19、解題器）選項(xiàng)：1.仿真時間的設(shè)置仿真時間的設(shè)置 start time(開始時間開始時間) 默認(rèn)為默認(rèn)為0s stop time(停止時間停止時間) 默認(rèn)為默認(rèn)為10.0s432.仿真算法和類型仿真算法和類型 在在solver options選項(xiàng)中，提供了兩個仿真選項(xiàng)中，提供了兩個仿真算法類型：變步長（算法類型：變步長（Variable-step）和定步）和定步長（長（Fixed-step）3.仿真步長仿真步長若選變步長，可設(shè)定最大步長（若選變步長，可設(shè)定最大步長（Max step size）、最小步長（）、最小步長（Min step size）和起始步）和起始步長（長（Initid step

20、size）若選定步長，可設(shè)定固定步長。若選定步長，可設(shè)定固定步長。默認(rèn)情況下，步長參數(shù)設(shè)為默認(rèn)情況下，步長參數(shù)設(shè)為auto444.誤差容限誤差容限包括相對容差（包括相對容差（relative tolerance）和絕對容）和絕對容差（差（Absolute tolerance ）,它們是在變長算它們是在變長算法中才出現(xiàn)的，當(dāng)使用某種算法所得到的法中才出現(xiàn)的，當(dāng)使用某種算法所得到的誤差超過容許容限時，就會自動對仿真步誤差超過容許容限時，就會自動對仿真步長進(jìn)行調(diào)整長進(jìn)行調(diào)整45Data Import/Export選項(xiàng)設(shè)置選項(xiàng)設(shè)置在仿真參數(shù)對話框中選擇在仿真參數(shù)對話框中選擇Data Import/Ex

21、port選項(xiàng)，會出現(xiàn)一個對話框。相應(yīng)的選項(xiàng)設(shè)置選項(xiàng)，會出現(xiàn)一個對話框。相應(yīng)的選項(xiàng)設(shè)置分為分為3組：組：Load from workspace、Save to workspace和和Save options。（1）從工作空間中載入數(shù)據(jù)（）從工作空間中載入數(shù)據(jù)（Load from workspace）。）。（2）保存到工作空間（）保存到工作空間（Save to workspace）。）。（3）保存選項(xiàng)（）保存選項(xiàng)（Save options）。）。 46225( )dxxtdt47plot(tout,yout)將輸出信號寫入返回變量，利用將輸出信號寫入返回變量，利用matlab命令命令繪圖繪圖48s

22、imoutplot(tout,simout.signals.values)使用使用to workspace，利用，利用matlab命令繪圖命令繪圖49子系統(tǒng)建立的方法子系統(tǒng)建立的方法 Simulink允許建立類似于允許建立類似于MATLAB的函數(shù)的函數(shù)文件功能的子系統(tǒng)。建立子系統(tǒng)有兩種方文件功能的子系統(tǒng)。建立子系統(tǒng)有兩種方法：法：1 對已存在的模型的某些部分或全部使用對已存在的模型的某些部分或全部使用菜單命令菜單命令EditCreate Subsystem，封裝為封裝為子系統(tǒng)。子系統(tǒng)。2 使用使用Ports & SubsystemsPorts & Subsystems模塊庫中的

23、模塊庫中的SubsystemSubsystem模塊直接創(chuàng)建子系統(tǒng)。模塊直接創(chuàng)建子系統(tǒng)。 505152把已存在的把已存在的Simulink模型中的某個部分封裝為子系模型中的某個部分封裝為子系統(tǒng)是建立子系統(tǒng)的重要方法，步驟如下：統(tǒng)是建立子系統(tǒng)的重要方法，步驟如下：1) 用矩形框選擇要封裝的部分，包括模塊和信號用矩形框選擇要封裝的部分，包括模塊和信號線。線。2) 在模塊窗口菜單選項(xiàng)中選擇菜單在模塊窗口菜單選項(xiàng)中選擇菜單EditCreate subsystem，出現(xiàn)封裝后的子系統(tǒng)。子系統(tǒng)有一出現(xiàn)封裝后的子系統(tǒng)。子系統(tǒng)有一個默認(rèn)的輸入端口和輸出端口，默認(rèn)名為個默認(rèn)的輸入端口和輸出端口，默認(rèn)名為In1和和Out1。若查看子系統(tǒng)的內(nèi)容或?qū)ψ酉到y(tǒng)進(jìn)行再編若查看子系統(tǒng)的內(nèi)容或?qū)ψ酉到y(tǒng)進(jìn)行再編輯，可以雙擊子系統(tǒng)模塊，則會顯示子系統(tǒng)內(nèi)容輯，可以雙擊子系統(tǒng)模塊，則會顯示子系統(tǒng)內(nèi)容的新窗口。在窗口內(nèi)，除原始的模塊外，的新窗口。在窗口內(nèi)，除原始的模塊外，Simulink自動添加了輸入和輸出模塊，分別代表自動添加了輸入和輸出模塊