GUI指導教程系列(9)：在GUI中調用含未知參數(shù)的Simulink模型培訓講學

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。GUI指導教程系列(9)：在GUI中調用含未知參數(shù)的Simulink模型-本節(jié)教程主要向大家演示使用三種不同的方法，在GUIDE中嵌入HYPERLINK/forum.php?gid=44Simulink模塊。關于原理大家可以參考HYPERLINK/access/helpdesk/help/techdoc/creating_guis/f6-8865.html/access/.g_guis/f6-8865.html在Simulink中能夠直觀快速的搭建系統(tǒng)模型，如果再聯(lián)合GUIDE的面向對象可視化編程，可以

2、說是錦上添花！將Simulink融入到GUIDE中可以方便模型的終端用戶，很容易直接可視化的操控模型參數(shù)和顯示仿真結果，而此時并不需要進入Simulink環(huán)境。構建Simulink模型該部分我們將快速的構建一個Simulink模型方便在后面的GUIDE中使用。本次我們就使用一個簡單的二階“質量-彈簧-阻尼”系統(tǒng)作為示例吧。在使用該教程時，我們假定您已經(jīng)具備Simulink相關建?；A和了解“質量-彈簧-阻尼”系統(tǒng)的理論。因此在這里我就不深入介紹Simulink模型的建立和“質量-彈簧-阻尼”系統(tǒng)的數(shù)學推導。如果的確需要，建議您參考下HYPERLINK/Tutorials/Matlab/Simu

3、link/index.html/Tutorials/Matlab/Simulink/index.html1、先HYPERLINK/down/下載論壇為您制作好的Simulink和GUI模型HYPERLINK/forum.php?mod=attachment&aid=NDQ0OXxhNmY4ZDRlNnwxMzY3NTY4Mjg5fDI1Njg1NXw1ODMysimulink-gui.zip(13.04KB,下載次數(shù):1130)，包含simulink_gui.fig、simulink_gui.m、simulateButton.m和mass_spring.mdl四個文件，將其解壓到HYPERLI

4、NK/MATLAB工作目錄。2、在Simulink中打開模型，框圖如下所示3、請注意增益(Gain)模塊的增益使用的是變量1/m、c/m和k/m，而不是數(shù)值。因為Simulink默認使用基本狀態(tài)空間(BaseWorkSpace)的數(shù)據(jù)，因此在仿真之前必須先在狀態(tài)空間定義參數(shù)m、c和k，否則將出錯。當然我們可以使用set_param()函數(shù)直接設置參數(shù)，這個將會在后面講解。4、由于函數(shù)有自己的狀態(tài)空間(不是BaseWorkspace)，因此在函數(shù)中使用sim()函數(shù)進行模型仿真，即使你在函數(shù)中定義了模型的必要參數(shù)，但是這些參數(shù)只存在于函數(shù)狀態(tài)空間中，模型在仿真是沒法獲取。比如下面的代碼將會導致錯

5、誤functionrunSimulinkModel(m,c,k)%即使在函數(shù)中有模型的參數(shù)輸入或定義，但是Simulink默認只使用基本狀態(tài)空間的數(shù)據(jù)sim(mass_spring);復制代碼5、由于函數(shù)狀態(tài)空間和基本狀態(tài)空間的變量和數(shù)據(jù)不兼容，這就增加了在GUIDE中調用Simulink模型的難度。在接下來的教程中，我們將討論使用三種方法來解決這個問題！GUIDE調用Simulink方法一：主要使用set_param函數(shù)設置仿真參數(shù)，具體參考HYPERLINK/thread-17464-1-1.html/thread-17464-1-1.html方法二：Simulink中提供的simset(

6、)函數(shù)，可以讓用戶自定Simulink模型的運行空間(默認是BaseWorkspace)，我們只要將Simulink設置為從當前工作空間運行就Ok了。關于simset的更多用法，感興趣的網(wǎng)友可以自己參考Matlab幫助！1、在GUIDE中打開simulink_gui.fig文件(不會使用GUIDE，那先看下HYPERLINK/thread-5217-1-1.html/thread-5217-1-1.html)，GUI布局如下所示2、打開simulink_gui.m文件定位到Simulate!按鈕的回調函數(shù)simulate_pushbutton_Callback，在后面添加如下代碼axes(ha

7、ndles.axes1)%將axes1設置為當前坐標系，便于繪制仿真結果m=str2num(get(handles.mass_editText,String);%獲取質量c=str2num(get(handles.damping_editText,String);%獲取阻尼k=str2num(get(handles.spring_editText,String);%獲取勁度系數(shù)%配置Simulink仿真選項，使其使用當前工作空間%設置Simulink從當前工作空間運行options=simset(SrcWorkspace,current);%使用sim()函數(shù)對模型進行仿真%第一參數(shù)是模型名稱

8、%第二個參數(shù)是向量，指定仿真開始和結束時間%如果設置為，則使用在Simulink中設置的始末時間%第三個參數(shù)設置Simulink仿真選項sim(mass_spring,options);%繪制圖形%模型中有一個OUT模塊，使用它我們可以設置輸出變量為tout和yout%然后就可以直接調用Simulink的獲取仿真結果tout和yout進行繪圖了plot(tout,yout)xlabel(Time)ylabel(Displacement)Title(2ndOrderMassSpringSystem)gridon復制代碼3、保存修改，再運行GUI。在文本框中輸入“質量-彈簧-阻尼”系統(tǒng)的三個參數(shù)(

9、注意不要輸入字母、符號或負數(shù))，然后點擊“Simulate！”按鈕，看看我們的勞動成果吧！方法三：1、同樣在GUIDE中打開未經(jīng)有修改的simulink_gui.fig文件2、雙擊“Simulate！”按鈕打開屬性查看器，將Callback屬性修改為simulateButton。以后每次點擊“Simulate！”按鈕時，則GUI只響應simlateButton中定義的操作，而不是simulate_pushbutton_Callback。注意：simulateButton是另外編寫的一個M腳本文件，MATLAB中腳本文件(不同于函數(shù)文件)中的所有變量和數(shù)據(jù)共用基本狀態(tài)空間。3、其實simulat

10、eButton.m腳本的代碼如下%注意到simulateButton.m文件不是一個M函數(shù)(以function開頭的為M函數(shù))，而是M腳本！%Matlab腳本將在基本工作空間運行，它涉及到所有的變量和數(shù)據(jù)都保存在基本工作空間！%而Simulink所有參數(shù)默認調用基本工作空間的數(shù)據(jù)，所以此時我們就可以直接使用sim()函數(shù)進行模型仿真了！clearall%獲取當前GUI窗體的句柄h=gcf;%獲取GUI的handles結構體，它包含了所有控件的信息handles=guidata(h);%選擇當前坐標系，由于后面的繪圖axes(handles.axes1);%獲取文本框中的Simulink仿真參數(shù)m=str2num(get(handles.mass_editText,String);%注意獲取的string是一個字符串，需要使用str2num將其轉換為數(shù)值c=str2num(get(handles.damping_editText,String);k=str2num(get(handles.spring_editText,String);%仿真系統(tǒng)sim(mass_spring);%繪制仿真結果圖形plot(tout,yout)x