Simulink自定义模块的建立

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Simulink仿真入门到精通（十三）Simulink创建自定义库

Simulink仿真⼊门到精通（⼗三）Simulink创建⾃定义库当⽤户⾃定义了⼀系列模块之后，可以⾃定义模块库将同类⾃定义模块显⽰到Simulink Browser中，作为库模块⽅便地拖曳到新建模型中。建⽴这样的⾃定义库需要3个条件：

1. 建⽴library的mdl或slx⽂件，将⾃定义模块添加到⽂件中保存；

2. 建⽴名字为slblocks的M函数，定义模块库显⽰到Simulink Browser中的规格；

3. slblock.m与library模型库⽂件需要存放到同⼀路径下，并将路径添加到MATLAB的Set Path中。

添加路径到Set Path。

addpath('C:\Users\lenovo\Desktop')

将希望保存的模块拖到库⽂件中保存。

Library与普通mdl或slx的区别为：

1. Library中的模块不能随意拖动，打开时默认为被锁定的状态；

2. Library的⼯具栏上没有仿真时间和仿真模式的设定；

3. Library的菜单栏⽐⼀般模型⽂件的菜单栏缺少⼏个选项：Simulation、Code和Tools。

将该库⽂件存为Lib_entertainment.slx,并将存储路径添加到MATLAB的搜索路径中。

编写slblock.m⽂件。

function blkStruct = slblocks

% Information for "Blocksets and Toolboxes" subsystem

= sprintf('Just for fun!');

blkStruct.OpenFcn = 'disp(''Open Lib_entertainment Toolbox.'')';

matlab simulink模型搭建方法

Matlab Simulink是一个强大的多领域仿真和模型搭建环境，广泛应用于控制系统、信号处理、通信系统等多个领域。本文将详细介绍Matlab Simulink模型搭建的方法，帮助您快速掌握这一技能。

一、Simulink基础操作

1.启动Simulink：在Matlab命令窗口输入“simulink”，然后按回车键，即可启动Simulink。

2.创建新模型：在Simulink开始页面，点击“新建模型”按钮，或在菜单栏中选择“文件”→“新建”→“模型”，创建一个空白模型。

3.添加模块：在Simulink库浏览器中，找到所需的模块，将其拖拽到模型窗口中。

4.连接模块：将鼠标光标放在一个模块的输出端口上，按住鼠标左键并拖拽到另一个模块的输入端口，松开鼠标左键，完成模块间的连接。

5.参数设置：双击模型窗口中的模块，可以设置模块的参数。

6.模型仿真：在模型窗口中，点击工具栏上的“开始仿真”按钮，或选择“仿真”→“开始仿真”进行模型仿真。

二、常见模块介绍

1.源模块：用于生成信号，如Step、Ramp、Sine Wave等。

2.转换模块：用于信号转换和处理，如Gain、Sum、Product、Scope 等。

3.控制模块：用于实现控制算法，如PID Controller、State-Space等。

4.建模模块：用于构建物理系统的数学模型，如Transfer Fcn、State-Space等。

5.仿真模块：用于设置仿真参数，如Stop Time、Solver Options等。

Simulink中的自定义模块

Fcn 模块 (1)

MATLAB Fcn 模块 (2)

S Function (System Function) (2)

1. 函数的函数头 (3)

2. 函数分析 (3)

3.带参数的S函数 (5)

4.S函数格式及说明 (6)

simulink中子模块的封装 (11)

Fcn 模块

Fcn模块对它的输入进行指定的表达式运算。使用的表达式可由下面的一个或多个部分组成。

u --- 模块的输入。如果u是一个向量，u(i)表示此向量的第i个元素；u(1)或者u表示第一个元素

数值常数(例如表达式5.2*u)

算术运算符(+ - * / ^ 例如表达式u^2+5.2)

关系运算符(== != > < >= <=) --表达式返回1,如果关系为真; 否则返回0

逻辑运算符(&& || !) 表达式返回1,如果关系为真; 否则返回0

括号

数学函数(abs, acos, asin, atan, atan2, ceil, cos, cosh, exp, fabs, floor, hypot, ln, log, log10, pow, power, rem, sgn, sin, sinh, sqrt, tan, tanh.)

Workspace中定义的变量–如果变量名字不是Matlab 保留字符(比如sin)，变量名字会被传递给Matab，从而在Maltab Workspace中获取相应给定的值。矩阵或者向量必须具体到其对应的元素。(比如A(1,1))

注意：Fcn模块中使用的表达式不支持矩阵运算，同样不支持(:) 符。模块输入可以是标量或者向量，但输出总是标量数值。

自定义Simulink模块方法

自定义Simulink模块方法
S-函数
• 实验时，有时发现一些过程用普通的Simu-link模块不易搭建，或者找不到相应的模块。我们可以使用Simulink支持的S-函数格式，用Matlab语言或者C语言写出描述过程的程序，构成S-函数模块，直接调用。用Matlab语言编写S-函数
引导语句为：
• 命令 which('slblocks.m','-all') 找到slblocks.m 文件，复制到自定义模块库所在文件夹，编辑如下
保存，刷新Simulink Library Browser,就可以看到自己的模块库
百度文库
S-函数
• 用C语言编写S-函数可以用Matlab6.1中提供的S-函数编辑程序来设计C语言的S-函数模板也可以用 sfundemos 命令打开S-function demos模块组进行设计
相关S-函数的详细内容可参考《S-函数编写指导》等相关资料
自定义Simulink模块库的添加
自定义Simulink模块库的添加
•
Function[sys,x0,str,ts] = f(t,x,u,flag,p1,p2,· · · )
其中，p1,p2,· · · 是用户自定义的参数，t,x,u,flag等是固定参数。具体细节可参考《系统仿真技术与应用》的6.3节 Simulink中提供了一个sfuntmpl.m的模板文件，可以从这个模板出发构建自己的S-函数，命令 which('sfuntmpl.m','-all') 可以显示模板所在位置。

第08讲 simulink基本操作及模块的构造

16
4、 Math Operations（数学运算模块库） Abs：取绝对值 Algebraic Constraint：输出强制系统输入为零的代数状态 Assignment：对信号进行分配 Bitwise Logical Operator：按位逻辑运算 Combinatorial Logic：逻辑真值查找 Complex to Magnitude-Angle：输出输入复数的幅值与相位 Complex to Real-Imag：输出系统输入的实部或虚部 Dot Product：点乘运算 Gain：比例运算（信号增益） Logical Operator：信号逻辑运算 Magnitude-Angle to Complex：幅值与相位转化为复数形式
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7、Sources（信号源模块库）—信源 Band-Limited White Noise：有限带宽白噪声 Chirp Signal：输出频率随时间线性变换的正弦信号 Clock：仿真时钟信号（输出每个仿真步点的时刻） Constant：常数信号（数值可设置） Digital Clock：以固定速率输出当前仿真时间 From Workspace：来自MATLAB的工作空间输入数据 From File(.mat)：来自数据文件.mat中输入数据 Ground：接地信号 In1：为子系统或其它模型提供输入端口
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Math Function：特定的一些数学函数，包括指数函数、对数函数、求平方、开根号等常用数学函数 Matrix Concatenation：矩阵串联器 Matrix Gain：矩阵增益 MinMax：最值运算 Polynomial：多项式求值 Product ：乘运算 Real-Imag to Complex：从输入实部与虚部构造复数 Relational Operator：关系运算器 Reshape：信号维数改变器 Rounding Function：求整运算 Sign：符号函数

m函数生成simulink模块

1. 引言

m函数是一种在MATLAB中常用的编程语言，用于实现特定的功能和算法。

Simulink是MATLAB的一个功能强大的工具箱，用于建模、仿真和分析动态系统。

在Simulink中，可以通过使用m函数来创建自定义的模块，以便实现更复杂的系

统模型。本文将深入探讨如何使用m函数生成Simulink模块，并提供一些实例来

帮助读者更好地理解。

2. m函数简介

m函数是MATLAB中用于实现特定功能的自定义函数。它由一系列的MATLAB代码组成，可以接受输入参数，并返回输出结果。m函数的语法与MATLAB脚本文件相似，但具有更大的灵活性和复用性。在Simulink中，m函数可以用于创建自定义的模块，以便在系统建模过程中使用。

3. Simulink模块的生成过程

3.1 创建m函数文件

首先，我们需要创建一个m函数文件。在MATLAB的当前工作目录下，右键点击鼠

标并选择”New”->“Function”，然后输入文件名并选择”m文件”作为文件类型。点击”Save”按钮后，MATLAB将自动创建一个空的m函数文件，并将其打开

以供编辑。

3.2 编写m函数代码

在m函数文件中，我们可以根据具体需求编写自定义的MATLAB代码。这些代码既

可以是编写好的函数调用，也可以是一系列的算法和计算过程。无论是什么样的代码，都需要满足函数的输入输出要求。

例如，我们要编写一个简单的m函数用于计算两个数的和。代码如下：

function output = add(a, b)

output = a + b;

simulink中subsystem模块

在Simulink中，Subsystem模块是一种常用的功能模块，用于将系统分解为更

小的模块，以便更好地管理和组织模型。Subsystems可以帮助简化模型结构，提高可读性和维护性，同时也有利于模块化设计和重用。

在Simulink中创建一个Subsystem模块非常简单。首先，您可以在模型中右键

单击空白处，然后选择“Add” -> “Subsystem”来添加一个Subsystem模块。接着，

您可以双击Subsystem模块以进入编辑模式，然后将所需的模块、信号线等拖放到Subsystem中。您还可以通过右键单击Subsystem模块，选择“Subsystems” -> “Model Reference”来将Subsystem模块转换为模型引用，以便更好地组织模型。

在Subsystem模块中，您可以添加输入端口和输出端口，以便与其他模块进行

数据传递。您可以在Subsystem模块中使用各种Simulink模块，如Math Operations、Logic Operations、Signal Routing等，以实现所需的功能。另外，您还可以使用Subsystem模块来模拟子系统、控制算法等，以便更好地模拟系统的行为。

Subsystem模块还可以用于实现模块化设计和重用。通过将系统分解为多个Subsystem模块，可以更好地管理和维护模型。同时，Subsystem模块也可以在不

同模型中进行重用，以提高工作效率和减少重复工作。

总之，Subsystem模块在Simulink中扮演着重要的角色，可以帮助用户更好地

Simulink自定义模块的建立

自定义模型的建立

1，搭建直流电机模型

2，选定要包含到子模块中的所有模块：

单击Edit菜单下Creat Subsystem项，选定的模块即便为子系统：

3，封装子系统

将子系统命名为DC_motor_Subsystem,右击子系统模块，在弹出的菜单中选择Mask Subsystem，打开封装编辑器：

Icon&Ports选项卡可对模块的外框，透明度，图表等进行设置。在Icon Drawing Command 区域中可用命令改变端口名称，添加图片，修改颜色等。

以下命令用于修改端口名称及颜色：

color('red');port_label('input',1,'Control Signal');

color('red');port_label('output',1,'Torque');

color('red');port_label('output',2,'Angle');

color('red');port_label('output',3,'Speed');

输入命令后单击OK，则则子模块变为：

若要添加图片，需将图片放在模型所在目录下，命名为‘DC_motor’，在Icon Drawing Command区域内输入命令：

image(imread('DC_motor.jpg'))

则子模块变为：

4，添加模块到库浏览器

在Simulink库浏览器窗口，选择File菜单下New—Library，打开库编辑窗口，将封装后的DC_motor_subsystem拖入库编辑器并保存为DC_motor_subsystem_lib.mdl 。

simulink怎样添加仿真模块

参考资料：MATLAB/SIMULINK实用教程
《MATLAB/SIMULINK实用教程》是2009年人民邮电出版社出版的图书，作者是张化光、孙秋野。
参考资料：MATLAB/Simulink实用教程：编程、仿真及电子信息学
《MATLAB/Simulink实用教程：编程、仿真及电子信息学》是2017年10月1日清华大学出版社出版的图书，作者是徐国保、赵黎明、吴凡、郭磊。
谢谢观看
参考资料：SIMULINK
Simulink是美国Mathworks公司推出的MATLAB中的一种可视化仿真工具。Simulink是一个模块图环境，用于多域仿真以及基于模型的设计。它支持系统设计、仿真、自动代码生成以及嵌入式系统的连续测试和验证。 Simulink提供图形编辑器、可自定义的模块库以及求解器，能够进行动态系统建模和仿真。 Simulink与MATLAB相集成，能够在Simulink中将MATLAB算法融入模型，还能将仿真结果导出至 MATLAB做进一步分析。Simulink应用领域包括汽车、航空、工业自动化、大型建模、复杂逻辑、物理逻辑，信号处理等方面。
参考资料：Matlab/Simulink动力学系统建模与仿真
《Matlab/Simulink动力学系统建模与仿真》是2019年12月机械工业出版社出版的图书，作者是王砚、黎明安。
参考资料：MATLAB/Simulink系统仿真

Simulink中的自定义模块

Fcn 模块 (1)

MATLAB Fcn 模块 (2)

S Function (System Function) (2)

1. 函数的函数头 (4)

2. 函数分析 (4)

3.带参数的S函数 (8)

4.S函数格式及说明 (9)

simulink中子模块的封装 (16)

Fcn 模块

Fcn模块对它的输入进行指定的表达式运算。使用的表达式可由下面的一个或多个部分组成。

u --- 模块的输入。如果u是一个向量，u(i)表示此向量的第i个元素；u(1)或者u表示第一个元素

数值常数(例如表达式5.2*u)

算术运算符(+ - * / ^ 例如表达式u^2+5.2)

关系运算符(== != > < >= <=) --表达式返回1,如果关系为真; 否则返回0

逻辑运算符(&& || !) 表达式返回1,如果关系为真; 否则返回0

括号

数学函数(abs, acos, asin, atan, atan2, ceil, cos, cosh, exp, fabs, floor, hypot, ln, log, log10, pow, power, rem, sgn, sin, sinh, sqrt, tan, tanh.) Workspace中定义的变量–如果变量名字不是Matlab 保留字符(比如sin)，变量名字会被传递给Matab，从而在Maltab Workspace中获取相应给定的值。矩阵或者向量必须具体到其对应的元素。(比如A(1,1))注意：Fcn模块中使用的表达式不支持矩阵运算，同样不支持(:) 符。模块输入可以是标量或者向量，但输出总是标量数值。

Simulink自定义功能模块

前面讲述了使用Simulink中现有的模块进行仿真，但在实际中，可能有些需要用到的模块在Simulink中没有，因此需要Simulink的模块进行扩展，以适应特殊的仿真应用。

3.7.1自定义功能模块的创建

Simulink提供了自定义功能模块，用户只要按照其规定要求定义一些模块，便可在Simulink仿真中调用和加以使用。自定义功能模块的创建有以下两种方法。

（1）一种方法是采用Signal&Systems模块库中的Subsystem功能模块，利用其编辑区设计组合新的功能模块。

基本操作：首先将Signal&Systems模块库中的Subsystem功能模块复制到打开的模型窗口中，然后双击Subsystem功能模块，进入自定义功能模块窗口，即可利用已有的基本功能模块设计出新的功能模块。

（2）另一种方法是将现有的多个功能模块组合起来，形成新的功能模块。

基本操作：在模型窗口中建立所定义功能模块的子模块。用鼠标将这些需要组合的功能模块选中，然后选择Edit菜单下的Create Subsystem即可。

对于很大的Simulink模型，通过自定义功能模块可以简化图形，减少功能模块的个数，有利于模型的分层构建。

3.7.2自定义功能模块的封装

上面提到的两种方法都只是创建一个功能模块而已，如果要命名该自定义功能模块、对功能模块进行说明、选定模块外观、设定输入数据窗口，则需要对其进行封装处理。

首先选中Subsystem功能模块，再打开Edit菜单中的Mask Subsystem进入mask的编辑窗口，可以看出有3个标签页。

创建simulink模型的步骤

创建Simulink模型的步骤一般包括以下几步：

1. 在MATLAB的主页选项卡中，点击Simulink。

2. 在Simulink®首页，选择一个模板或搜索模板。

3. 选择需要的模板后，点击“Create Model”。

4. 在模型窗口中，从Simulink库中选择块，并将其拖放到模型窗口中。

5. 通过在块间连接线来连接块，这是通过使用鼠标指针从输出点连接到输入点实现的。

6. 单击块以打开块参数对话框，在其中设置块的参数。

7. 运行模拟并观察结果。如果需要，可以返回到步骤3或步骤4并进行修改。

SIMULINK中自定义模块的创建与封装

收稿日期： 2002-12-06 修回日期： 2003-02-28 作者简介：胡琳静（1975-），女，硕士生，研究方向为控制系统的仿真; 孙政顺（1945- ），男，清华大学自动化系副教授，实验中心主任，研究方向为控制理论与控制工程。
Байду номын сангаас
1 S-函数
S-函数实质上是具有特殊调用格式的 MATLAB 函数，它使用特定的语法使动态系统具有交互功能，以连续、离散或连续离散混合方式最大程度地使自身与系统相适应，表征系统动态特性。在仿真过程中，用户使用 S-函数，特别与下列情况有关系：增加一个模块函数至 SIMULINK，将一部分 C 语言程序代码加入模型中，以数学方程形式描述系统，以及应用图形制作等等。 SIMULINK 模型内的每个模块都有如下特征：输入向量 u，输出向量 y，状态向量 x，这些不同向量之间的关系用如下等式来描述：
表1 M 文件标识阶段 0 mdlInitializeSizes [sizes,x0, str,ts] 1 2 3 4 mdlDerivatives mdlUpdate mdlOutputs mdlGetTimeOfNextVarH it 9 mdlTerminate [] dx ds y rnext 连续状态更新离散状态更新输出计算下一采样计算（可选）仿真结束初始化标识器 flag 的含义返回结果模拟阶段调用“C-MEX file”函数

MATLAB 添加自定义的模块到simulink库浏览器

1、创建库文件：打开Simulink Library Browser窗口。要建立Simulink库文件，首先启动Simulink工作窗口，单击菜单栏【File】下的【New】选项，选择【library】选项，

打开一个新的Library窗口界面，此时，用户可以将自己需要添加的一些模块加入到新的窗口中。然后保存为Own_efinition.mdl(所需要定义的库文件名称)。这样，就建立了一个

自定义的库文件。

2、在Matlab路径下创建存放库文件的路径，也即自定义的模块库在Library Browser下的显示位置。注意在Matlab中，每一个模块库文件所在的路径必须不同。

创建的Maltab路径是：D:Program FilesMATLABR2011btoolboxSimulink Simulink MyLibrary （根据自己的Matlab安装路径来确定）,其中MyLibrary为自定义的文件夹。

3、将第一步中建立的库文件拷贝到新建的Matlab路径下。在Matlab主窗口的【File】菜单栏下选择【Set Path】选项，然后单击【Add Folder】按钮，将新建的

路径添加进来,然后保存(Save)，退出(Close)。

4、要显示自定义的模块库，还需要拷贝slblocks.m函数到新建的路径下。在Matlab的命令窗口中输入：

>> which('slblocks.m', '-all')

>> open('D:Program FilesMATLABR2011btoolboxSimulink Simulink blocksslblocks.m')

simulink模块库介绍

Simulink模块库介绍
目录
• Simulink模块库概述 • 常用Simulink模块 • 高级Simulink模块 • 专业Simulink模块 • 自定义Simulink模块 • Simulink模块库的应用场景
01
Simulink模块库概述
定义与特点
定义
Simulink模块库是MATLAB软件中用于建模、仿真和分析动态系统的工具集合。
微控制器模块
支持多种微控制器架构，如ARM、 PIC、AVR等。
外设接口模块
提供与嵌入式系统外设（如GPIO、 UART、SPI等）的接口。
实时操作系统模块
支持多种实时操作系统，如 FreeRTOS、RTX等。
嵌入式算法模块
提供针对嵌入式系统的优化算法，如数字PID控制、模糊逻辑控制等。
实时工作模块
求。
状态估计模块
状态估计模块
这些模块用于估计系统的状态，通常用于信号处理和控制系统等领域。它们提供了各种状态估计算法，如卡尔曼滤波器、扩展卡尔曼滤波器等。
灵活的参数设置
这些模块通常提供灵活的参数设置，用户可以根据实际需求调整参数，以获得更好的状态估计效果。
高效稳定
状态估计模块通常具有高效稳定的性能，能够快速准确地估计系统状态，提高信号处理和控制系统性能。
嵌入式系统开发
利用Simulink模块库中的嵌入式系统开发模块，可以方便地进行嵌入式系统的开发和测试。