第3章 MATLAB与SIMULINK简介
matlab simulink设计与建模-概述说明以及解释
matlab simulink设计与建模-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以描述该篇文章的主题和内容的重要性。
可以参考以下写法：引言部分首先概述了文章的主要内容和结构，主要涉及Matlab Simulink的设计与建模方法。
接下来，我们将详细介绍Matlab Simulink 的基本概念、功能和应用，并探讨其在系统设计和仿真建模中的重要性。
本文旨在向读者提供一种全面了解Matlab Simulink的方法，并帮助他们在实际工程项目中运用该工具进行系统设计和模拟。
通过本文的阅读，读者将能够深入了解Matlab Simulink的优势和特点，并学会如何使用其开发和设计各种复杂系统，从而提高工程的效率和准确性。
在接下来的章节中，我们将重点介绍Matlab Simulink的基本概念和设计方法，以及实际案例的应用。
最后，我们将通过总结现有的知识和对未来发展的展望，为读者提供一个全面的Matlab Simulink设计与建模的综合性指南。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将以以下几个部分展开对MATLAB Simulink的设计与建模的讨论。
第一部分是引言部分，其中概述了本文的主要内容和目的，并介绍了文章的结构安排。
第二部分是正文部分，主要包括MATLAB Simulink的简介和设计与建模方法。
在MATLAB Simulink简介部分，将介绍该软件的基本概念和功能特点，以及其在系统设计和建模中的优势。
在设计与建模方法部分，将深入讨论MATLAB Simulink的具体应用技巧和方法，包括系统建模、模块化设计、信号流图、仿真等方面的内容。
第三部分是结论部分，主要总结了本文对MATLAB Simulink设计与建模的讨论和分析，并对其未来的发展方向进行了展望。
通过以上结构安排，本文将全面介绍MATLAB Simulink的设计与建模方法，以期为读者提供一个全面而系统的了解，并为相关领域的研究和应用提供一些借鉴和参考。
MATLAB与simulink
接收器模块（ Sinks ） sinks.mdl
Scope：示波器。 XY Graph：显示二维图形。 To Workspace：将输出写入MATLAB的工作空间。 To File(.mat)：将输出写入数据文件。
输入源模块（ Sources ） sources.mdl
等常用数学函数 Trigቤተ መጻሕፍቲ ባይዱnometric Function：三角函数，包括正弦、余弦、正切
等 MinMax：最值运算 Abs：取绝对值 Sign：符号函数
Logical Operator：逻辑运算 Relational Operator：关系运算 Complex to Magnitude-Angle：由复数输入转为幅值和相角
模型 First-Order Hold：一阶采样和保持器 Zero-Order Hold：零阶采样和保持器 Unit Delay：一个采样周期的延时
函数和平台模块(Function&Tables) function.mdl
Fcn：用自定义的函数（表达式）进行运算 MATLAB Fcn：利用matlab的现有函数进行运算 S-Function：调用自编的S函数的程序进行运算 Look-Up Table：建立输入信号的查询表（线性峰值
输出
Magnitude-Angle to Complex：由幅值和相角输入合成复数 输出
Complex to Real-Imag：由复数输入转为实部和虚部输出 Real-Imag to Complex：由实部和虚部输入合成复数输出
非线性模块（ Nonlinear ） nonlinear.mdl
SIMULINK仿真基础
SIMULINK简介
matlab与simulink设计与建模
matlab与simulink设计与建模【原创版】目录1.MATLAB 与 Simulink 简介2.MATLAB 的应用领域3.Simulink 的应用领域4.MATLAB 与 Simulink 的结合5.案例：使用 MATLAB 与 Simulink 进行通信仿真6.总结正文一、MATLAB 与 Simulink 简介MATLAB 是一款广泛应用于科学计算、数据分析、可视化和算法开发的软件，它有强大的矩阵计算能力和各种工具箱，可以满足各种工程和科研需求。
Simulink 是 MATLAB 旗下的一款建模和仿真工具，主要用于动态系统建模、仿真和分析。
二、MATLAB 的应用领域MATLAB 在许多领域都有广泛的应用，如信号处理、图像处理、通信、控制、金融分析等。
在信号处理方面，MATLAB 提供了丰富的信号处理函数和工具箱，可以方便地实现各种信号处理算法。
在图像处理方面，MATLAB 的图像处理工具箱可以实现图像的读取、显示、保存、滤波、边缘检测等操作。
三、Simulink 的应用领域Simulink 主要用于动态系统的建模、仿真和分析。
在通信领域，Simulink 可以用于通信系统的建模和仿真，可以模拟各种通信信道、调制解调器、编码解码器等。
在控制领域，Simulink 可以用于控制系统的建模和仿真，可以模拟各种控制器、控制器、执行器等。
四、MATLAB 与 Simulink 的结合MATLAB 和 Simulink 可以相互结合使用，可以实现从建模、仿真到分析的全过程。
在通信仿真方面，可以先用 MATLAB 设计通信信号，然后使用 Simulink 构建通信系统，最后用 MATLAB 进行信号处理和分析。
五、案例：使用 MATLAB 与 Simulink 进行通信仿真假设我们需要设计一个简单的通信系统，包括信号调制、信道传输和信号解调。
首先，我们可以使用 MATLAB 设计信号调制和信号解调的算法，然后将这些算法用 Simulink 构建成一个通信系统。
第三章 Simulink基础
同一模型中复制模块 （1）按下ctrl键，选中要复制的模块 （2）拖到喜欢的位置 删除模块 选中后，点击右健中的clear 或按键盘的delete 断开模块连接 按下shitf键，选中模块并从模型中的原始位置 拖支模块即可。 改变模块的方向 Format菜单中选择flip block命令旋转180度，或 者rotate block顺时针旋转90度。
数学运算模块（math)
求绝对值或求模 建立逻辑真值表 求复数的幅值与相角 求复数的实部和虚部 求点乘（内积） 增益（对输入信号乘上一个常数） 逻辑操作符 由幅值与相角求复数 数学运算函数
求极大与极小值 对输入信号求积或商 比较操作符 取整操作 取输入的正负符号 以滑动形式改变增益 对输入信号求代数和 三角函数
输入源模块(source)
带限白噪声 产生一个频率不断变化的正弦波 显示当前仿真时间 生成一个常值 在规定的采样间隔显示当前仿真时间 从工作空间中定义的矩阵读取数据 从文件中读取数据 接地线模块 整个系统的输入子端
固定时间间隔的脉冲发生器 斜坡信号 正态分布的随机信号 产生规律重复的线性信号 产生各种不同的波型 产生一个正弦波 产生一个阶跃函数 均匀分布随机数
4、选择对象（包括模块和连线） 选择一个对象 单击鼠标左键即可选中 选择一个以上对象
逐个选择法：按住shift键 用方框选择
选择整个模型： Ctrl+A 或edit菜单下的select all
5、两个窗口之间模块的复制和移动 用鼠标复制模块 （1）打开相应的库或模型窗口 （2）把要复制的模块拖到自己的目标窗口 中。 用菜单中的命令复制、粘贴模块 模块的命名 选中模块的名称，然后输入新的字符 在同一模块中移动模块 （1）选中需要移动的模块和连线 （2）拖动到适当的地方，然后释放鼠标
MATLAB和simulink_发展简介
1、 MATLAB产生的历史背景20世纪70年代中期，Cleve Moler博士和其同事在美国国家科学基金的资助下开发了调用EISPACK和LINPACK的FORTRAN子程序库。
EISPACK是特征值求解的FORTRAN程序库，LINPACK是解线性方程的程序库。
在当时，这两个程序库代表矩阵运算的最高水平。
到20世纪70年代后期，身为美国New Mexico大学计算机系系主任的Clev e Moler，在给学生讲授线性代数课程时，想教学生使用EISPACK和LINPACK程序库，但他发现学生用FORTRAN编写接口程序很费时间，于是他开始自己动手，利用业余时间为学生编写EISPACK和LINPACK的接口程序。
Cleve Moler给这个接口程序取名为MATLAB，该名为矩阵（matrix）和实验室（laboratory）两个英文单词的前三个字母的组合。
在以后的数年里，MATLAB在多所大学里作为教学辅助软件使用，并作为面向大众的免费软件广为流传。
1983年春天，Cleve Moler到Stanford大学讲学，MATLAB深深地吸引了工程师John Little。
John Little敏锐地觉察到MATLAB在工程领域的广阔前景。
同年，他和 Cleve Moler、Sieve Bangert一起，用C语言开发了第二代专业版。
这一代的MATLAB语言同时具备了数值计在算和数据图示化的功能。
1984年，Cleve Moler和 John Lithe成立了MathWorks公司，正式把MATLAB 推向市场，并继续进行MATLAB的研究和开发。
在当今30多个数学类科技应用软件中，就软件数学处理的原始内核而言，可分为两大类。
一类是数值计算型软件，如 MATLAB、Xmath、Gauss等，这类软件长于数值计算，对处理大批数据效率高；另一类是数学分析型软件，如Mathematica、Maple等，这类软件以符号计算见长，能给出解析解和任意精度解，其缺点是处理大量数据时效率较低。
matlab的Simulink简介
Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。
在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。
Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。
同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。
Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB 的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。
Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。
为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。
Simulink;是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。
对各种时变系统，包括通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统，Simulink提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。
. 构架在Simulink基础之上的其他产品扩展了Simulink多领域建模功能，也提供了用于设计、执行、验证和确认任务的相应工具。
Simulink与MATLAB® 紧密集成，可以直接访问MATLAB大量的工具来进行算法研发、仿真的分析和可视化、批处理脚本的创建、建模环境的定制以及信号参数和测试数据的定义。
丰富的可扩充的预定义模块库 交互式的图形编辑器来组合和管理直观的模块图 以设计功能的层次性来分割模型，实现对复杂设计的管理 通过Model Explorer 导航、创建、配置、搜索模型中的任意信号、参数、属性，生成模型代码 提供API用于与其他仿真程序的连接或与手写代码集成 使用Embedded MATLAB™ 模块在Simulink和嵌入式系统执行中调用MATLAB算法 使用定步长或变步长运行仿真，根据仿真模式(Normal,Accelerator,Rapid Accelerator)来决定以解释性的方式运行或以编译C代码的形式来运行模型 图形化的调试器和剖析器来检查仿真结果，诊断设计的性能和异常行为 可访问MATLAB从而对结果进行分析与可视化，定制建模环境，定义信号参数和测试数据 模型分析和诊断工具来保证模型的一致性，确定模型中的错误平面连杆机构英文名称：planar linkage mechanism定义：所有构件间的相对运动均在平行平面内运动的连杆机构。
第三章 matlab的simulink建模与仿真
3、其它子系统
可配置子系统，代表用 户定义库中的任意模块， 只能在用户定义库中使用。 函数调用子系统。
for循环
3）在一个仿真时间步长内，simulink可以多次进出一 个子系统。 原子子系统：
1）子系统作为一个“实际”的模块，需顺序连续执行。
2）子系统作为整体进行仿真。
3）子系统中的模块在子系统中被排序执行。
建立原子子系统：
1）先建立一空的原子子系统。
2）先建立子系统，再强制转换成原子子系统。
Edit/block parameters
在enabled subsystem
triggered subsystem
enabled and triggered subsystem中。
1）早期simulink版本中，enable和triggered信号需要从 signal&system中调用。
2）simulink后期版本中，在上述模块中含这两个信号。 3）一个系统中不能含多个enable和triggered信号。 4）其它子系统可看成某种形式的条件执行子系统。
3.4创建simulink模型（简单入门）
一、启用simulink并建立系统模型 启动simulink： （1）用命令方式：simulink （2）
二、simulink模块库简介 1、simulink公共模块库 Continuous（连续系统）
连续信号数值积分 输入信号连续时间积分
单步积分延迟，输出为前一输入
动态模型：描述系统动态变化过程
静态模型：平衡状态下系统特性值之间的关系
二、计算机仿真
1、仿真的概念
以相似性原理、控制理论、信息技术及相关领域 的有关知识为基础，以计算机和各种专用物理设备为工 具，借助系统模型对真实系统进行实验研究的一门综合 性技术。 2、仿真分类 实物仿真：建造实体模型 数学模型：将数学语言编制成计算机程序 半实体模型：数学物理仿真
matlab与simulink设计与建模
matlab与simulink设计与建模Matlab与Simulink：设计与建模Matlab是一种高级技术计算语言，广泛用于科学与工程领域。
而Simulink 是Matlab的一个应用程序，主要用于动态系统建模和仿真。
在本文中，我们将一步一步解答有关Matlab与Simulink的设计与建模的问题。
第一步：了解Matlab和Simulink的基本概念Matlab是一种用于处理矩阵和向量运算的数学软件，它具有强大的计算和数据分析能力。
Simulink是在Matlab平台上构建的一个图形化仿真环境，它通过模块和线连接来描述系统的行为。
第二步：准备工作在开始设计和建模之前，您需要安装Matlab和Simulink。
您可以从MathWorks官方网站获取免费试用版本或购买完整版本。
第三步：了解Simulink库Simulink库是Simulink软件中可用的预定义函数和模块的集合。
这些函数和模块可以用来构建系统模型。
通过浏览库，您可以找到所需的函数和模块，然后将其拖放到模型中进行使用。
第四步：创建新模型在Simulink中，您需要创建一个新模型来开始您的设计和建模工作。
在Simulink工具栏上，选择“新建模型”，然后给模型命名。
现在您可以开始在模型中添加各种组件来构建系统。
第五步：添加组件模型中的组件可以是各种类型的模块，包括数学运算器、信号生成器、传感器、控制器等。
您可以从Simulink库中选择相应的模块，并将其拖放到模型中。
第六步：连接组件在Simulink中，您可以使用线来连接模型中的各个组件。
线可以传递信号和数据，以模拟系统中不同组件之间的交互和通信。
第七步：设置模型参数每个组件都有一些参数需要设置，以便它能够正确地运行。
您可以通过右键单击组件并选择“属性”来访问组件的参数设置。
第八步：模型仿真在完成组件和参数设置后，您可以进行模型的仿真。
Simulink提供了多种仿真选项，您可以选择所需的仿真方法和参数，并开始运行仿真。
MATLABSimulink联合仿真指南
MATLABSimulink联合仿真指南MATLAB Simulink联合仿真指南第一章：MATLAB和Simulink概述1.1 MATLAB的介绍1.1.1 MATLAB的起源和发展1.1.2 MATLAB的基本特点和优势1.1.3 MATLAB的应用领域1.2 Simulink的介绍1.2.1 Simulink的基本概念和原理1.2.2 Simulink在系统建模和仿真中的应用1.2.3 Simulink与其他仿真软件的比较1.3 MATLAB和Simulink的关系1.3.1 MATLAB和Simulink的协同工作原理1.3.2 MATLAB和Simulink的应用场景第二章：MATLAB基础2.1 MATLAB语言基础2.1.1 MATLAB的数据类型和变量2.1.2 MATLAB的基本运算和函数2.1.3 MATLAB的控制结构2.2 MATLAB图形界面2.2.1 MATLAB的命令窗口和编辑器 2.2.2 MATLAB的图形窗口和绘图工具2.3 MATLAB的数据处理与分析2.3.1 数据导入和导出2.3.2 数据操作和处理2.3.3 数据可视化第三章：Simulink基础3.1 Simulink的基本组成3.1.1 模型、系统和信号的概念3.1.2 Simulink模型的创建和编辑3.1.3 Simulink模型的参数设置3.2 Simulink的基本元素3.2.1 Simulink的信号类型和传输线3.2.2 Simulink的模块和子系统3.2.3 Simulink的运算器和逻辑门3.3 Simulink的仿真过程3.3.1 仿真参数的设置3.3.2 仿真的执行和结果分析3.3.3 仿真模型的调试和优化第四章：MATLAB和Simulink的联合应用4.1 MATLAB与Simulink的数据交互4.1.1 数据导入和导出的方法4.1.2 数据传输和共享的技巧4.1.3 数据处理和分析的整合4.2 MATLAB和Simulink的调用和扩展4.2.1 MATLAB函数在Simulink中的应用4.2.2 Simulink模型的MATLAB脚本控制4.2.3 Simulink模型的自定义函数和库4.3 MATLAB和Simulink的联合仿真案例分析 4.3.1 电路系统仿真4.3.2 控制系统仿真4.3.3 信号处理系统仿真第五章：MATLAB和Simulink的高级应用5.1 MATLAB在系统设计和优化中的应用5.1.1 优化算法和工具的使用5.1.2 系统性能评估和参数调整5.1.3 系统设计的可视化和交互5.2 Simulink在实时仿真和硬件连接中的应用5.2.1 实时仿真的基本概念和要素5.2.2 Simulink和硬件连接的方法和工具5.2.3 实时仿真案例分析5.3 MATLAB和Simulink在自动化测试和验证中的应用 5.3.1 自动化测试的需求和挑战5.3.2 MATLAB和Simulink在测试自动化中的应用5.3.3 测试验证的案例和结果结语：MATLAB Simulink联合仿真的前景和发展6.1 MATLAB Simulink在工程教学和研究中的意义6.2 MATLAB Simulink的应用前景和发展趋势参考文献注：以上章节的标题仅为示例，具体内容和顺序可根据实际情况进行调整。
基于MATLAB的建模与仿真
1. M文件的特点与形式 MATLAB作为一种高级计算机语言，它不仅可以以一种人
机交互式的命令行指令操作方式工作，而且还可以像BASIC、 FORTRAN、C语言等其它高级计算机语言一样进行控制流程的 程序设计，即编制一种以m为扩展名的文件（以下简称M文 件）。M文件的编制同BASIC、FORTRAN、C语言比较起来， 有许多无法比拟的优点，如语言简单、可读性强、调试方便等。 因此，MathWorks公司又把MATLAB语言称为第四代编程语言。
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第3章 基 于 MATLAB的建模与仿真
编写好之后，以文件名example3_1.m 保存， 并在MATLAB主命令窗口执行命令 example3_1 则显示结果： C=
14 14 14 30 20 20 20 45 26 26 26 60
20
第3章 基 于 MATLAB的建模与仿需要编写函数式文件，以实
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第3章 基 于 MATLAB的建模与仿真
3.2.2 命令式文件 由于命令式文件的运行相当于在命令窗口（Command
Window）中逐行输入并运行指令，所以用户在编制此类文件时 只需要把所要执行的命令按行编辑到指定的文件中，且变量不 需要预先定义，也不存在文件名对应问题。
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第3章 基 于 MATLAB的建模与仿真
(4) 可扩充性强 MATLAB本身就像一个解释系统，对其中的函数程序的执 行是一种解释执行的方式，这样最大的好处是MATLAB完全成 为一个开放的系统，用户可以方便地看到其函数的源程序， 也 可以方便地开发自己的程序，甚至创建自己的“库”。 另外， MATLAB并不排“他”， 它可以方便地和普通 的FORTRAN、C等语言进行接口，充分利用各种资源。用户只 需将已有的EXE文件改成MEX文件， 就可以方便地调用有关程 序和子程序。
了解MATLABSimulink进行系统建模与仿真
了解MATLABSimulink进行系统建模与仿真MATLAB Simulink是一款功能强大的工具，专门用于系统建模和仿真。
它可以帮助工程师和科研人员设计复杂的系统、开展仿真分析，并支持快速原型设计和自动生成可执行代码。
本文将详细介绍MATLAB Simulink的基本概念、系统建模与仿真流程，以及其在各个领域中的应用。
第一章：MATLAB Simulink简介MATLAB Simulink是MathWorks公司开发的一款图形化建模和仿真环境。
它包含了一系列模块，可以通过简单地拖拽和连接来模拟和分析复杂的系统。
Simulink中的模块代表不同的系统组件，例如传感器、执行器、控制器等。
用户可以通过连接这些模块来构建整个系统，并通过仿真运行模型以评估系统的性能。
第二章：系统建模基础系统建模是使用Simulink进行系统设计的关键步骤。
在建模之前，需要明确系统的输入、输出和所涉及的物理量。
Simulink提供了广泛的模块库，包括数学运算、信号处理、控制等，这些模块可以方便地应用到系统中。
用户可以选择合适的模块，并通过线连接它们来形成系统结构。
此外，Simulink还支持用户自定义模块，以满足特定的需求。
第三章：MATLAB与Simulink的联合应用MATLAB和Simulink是密切相关的工具，它们可以互相配合使用。
MATLAB提供了强大的数学计算和数据分析功能，可以用于生成仿真所需的输入信号，以及分析仿真结果。
同时，Simulink也可以调用MATLAB代码，用户可以在模型中插入MATLAB函数块，以实现更复杂的计算和控制逻辑。
第四章：系统仿真与验证系统仿真是利用Simulink来验证系统设计的重要步骤。
通过设置仿真参数和初始条件，用户可以运行模型来模拟系统的行为。
仿真可以包括不同的输入场景和工况，以验证系统在不同条件下的性能和稳定性。
Simulink提供了丰富的仿真分析工具，例如波形显示器、频谱分析等，可以帮助用户分析仿真结果并进行必要的调整。
第三章 Simulink基础
共有解法器（solver)、工作空间输入输 出(workspace I/O)、诊断(Diagnostics)、高级 属性（Advanced) 和实时工作室(real-time workshop)等5个画面。 解法器：用于设置仿真开始时间和终止时间， 解法器类型（定步长和变步长两类）和具 体的解算算法、最大最小步长、容许误差
数学运算模块（math)
求绝对值或求模 建立逻辑真值表 求复数的幅值与相角 求复数的实部和虚部 求点乘（内积） 增益（对输入信号乘上一个常数） 逻辑操作符 由幅值与相角求复数 数学运算函数
求极大与极小值 对输入信号求积或商 比较操作符 取整操作 取输入的正负符号 以滑动形式改变增益 对输入信号求代数和 三角函数
timespan:仿真的时间信息，有三种格式： [tFinal]指定仿真停止时间，仿真开始时间缺省值 为0； [tStart tFinal]指定仿真开始和停止时间 [tStart OutputTimes tFinal] 要输出的时间 Options:由simset设置的仿真参数 ut:外部输入的数据
定步长类型包括: Discrete －－纯离散定步长算法 ode5－－ode45定步长算法 ode4－－四阶龙格库塔法 ode3－－bogacki-shampine算法 ode2－－二阶龙格库塔法 ode1－－欧拉算法
变步长类型包括: Discrete－－纯离散变步长算法 Ode45－－显式龙格库塔4、5阶一步算法 Ode23－－显式龙格库塔2、3阶一步算法 Ode15s－－基于数值微分的变阶多步算法 Ode113－－普通变阶多步算法 Ode23s－－2阶一步算法 Ode23t－－内插梯形法则算法 Ode23tb－－梯形法则-二阶反向数值微分算法
s +3 1 ⋅ G(s) = 2 s + 4s +8 s +3
MATLAB与Simulink基础资料
绘图：
三维图 形
MATLAB绘图
»x=-4:0.1:4; »y=x; »[x,y]=meshgrid(x,y); »z = 3*(1-x).^2.*exp(-(x.^2) - (y+1).^2) ...
- 10*(x/5 - x.^3 - y.^5).*exp(-x.^2-y.^2) ... - 1/3*exp(-(x+1).^2 - y.^2); »mesh(x,y,z)
a)c1 =1时
1.6
c1=2
c2=1
1.4
c3=0.5
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
time/s
(b) 不同的
c1
图3-15 磁滞回环系统的阶跃响应
SIMULINK基础
系统分析
output
4.5
幅值为1
4
幅值为3
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 time/s
>>p=[1 -12 0 25 116] p= 1 -12 0 25 116 >>r=roots(p) r= 11.74728287082272 2.70282074384101 -1.22505180733187 + 1.46720800872890i -1.22505180733187 - 1.46720800872890i >>pp=poly(r) pp = 1.0000 -12.0000 0 25.0000 116.0000
第3章 MATLAB与SIMULINK简介
【例3．3】绘制一个周期内的正弦曲线。
2．三维曲线的绘制
在三维曲线绘制中，最基本的指令是plot 3( )函数。它使用的格式与 plot( )十分相似。该函数的调用格式为 plot 3(X，Y，Z，选项) 其中X，x，Z分别为维数相同的向量，分别存储曲线的三个坐标的值；选 项可以定义曲线的线型、颜色等信息。
在安装过程中，要注意以下选择：
①假如不对版本进行选择操作，那么默认选择5.x版。 ②假如不对MATLAB的安装位置和文件夹名称加以选择，MATLAB5．3版将 默认安装为C：＼matlabR11，其他MATLAB5.X版则默认安装为C：＼ matlab。假若需要装在其他盘、其他文件夹上，需要用别的名称，那么 要按动提示图形界面<Browse按键，然后根据出现的提示逐步进行。 ③除MATLAB5．3版外，其他所有5．X版安装过程中还会请用户决定是否选 择安装Notebook。
3．1．5 MATLAB在仿真中的应用
最简单的计算器使用方法：
【例3.1 】求[18 4 (7 3)] 5 的运算结果。
2
3．1．6 MATLAB的基本规定
1．数值的表示
(1) MATLAB的数值采用十进制，可以带小数点或负号。以下表示都合法。 (2) 0 －100 0.008 12.752 1.8e一6 8.2e52
④帮助【Help】选项
Help Windows Help Tips Help Desk Examples and Demos About MATLAB Subscribe
matlab与simulink设计与建模
matlab与simulink设计与建模一、Matlab与Simulink简介1.Matlab是一种高级编程语言，广泛应用于数学计算、算法实现、数据可视化等领域。
它具有丰富的函数库，可以轻松实现各种数学运算、矩阵操作和图形绘制等功能。
2.Simulink是Matlab的一个组件，主要用于模拟和分析动态系统。
它提供了一套基于图形的建模环境，用户可以通过拖放模块搭建复杂的系统模型，并进行仿真与分析。
二、Matlab与Simulink的应用领域1.数学计算与算法实现：Matlab可以用于解决数学问题、实现算法和编写计算程序，如线性代数运算、概率论与数理统计、图像处理等。
2.控制系统设计与分析：利用Matlab和Simulink的丰富函数库和工具箱，可以方便地进行控制系统的设计、仿真和分析。
3.通信系统设计与仿真：Simulink提供了一系列与通信系统设计相关的模块，如信号源、调制解调、信道、检测等，可以用于搭建和仿真各种通信系统。
4.信号处理与分析：Matlab和Simulink具有丰富的信号处理函数和模块，可以用于信号生成、滤波、变换、识别等任务。
三、Matlab与Simulink的基本操作与技巧1.变量与数据类型：Matlab中的变量需声明，支持标量和矩阵类型。
Simulink中的变量在模型搭建过程中自动创建。
2.矩阵运算与函数调用：Matlab中可以使用内置函数进行矩阵运算，如加减乘除、求逆、迹等。
Simulink中的函数调用主要通过模块的参数设置实现。
3.图形绘制与数据分析：Matlab提供了丰富的绘图函数，可以创建各种图形；Simulink仿真结果可通过图表进行展示和分析。
四、Simulink建模与仿真1.建模基本步骤：创建模型、配置模块参数、连接模块、设置仿真参数、运行仿真、分析结果。
2.仿真参数设置与优化：包括求解器设置、仿真时间、输出设置等，需根据模型特点进行优化。
3.模型验证与测试：通过与其他软件或实验数据进行对比，检验模型的正确性和准确性。
simulink matlab函数结构体
simulink matlab函数结构体【原创实用版】目录1.Simulink 和 MATLAB 简介2.Simulink 中的函数结构体3.函数结构体的使用示例4.函数结构体在 Simulink 模型中的应用正文一、Simulink 和 MATLAB 简介Simulink 是 MathWorks 公司开发的一款与 MATLAB 相结合的仿真环境，用户可以在 Simulink 中构建动态系统模型，并利用 MATLAB 的强大计算能力进行仿真和分析。
MATLAB 则是一款广泛应用于科学计算、数据分析、可视化等领域的编程语言。
二、Simulink 中的函数结构体在 Simulink 中，函数结构体是一种用于构建模型的基本元素，它可以实现对数据的处理和运算。
函数结构体由一系列输入输出端口和内部函数模块组成，这些模块在 Simulink 中以图形化的方式表示。
通过将不同的函数模块进行组合，用户可以构建出复杂的动态系统模型。
三、函数结构体的使用示例下面是一个简单的函数结构体使用示例：假设我们需要对一个信号进行滤波处理，可以使用 Simulink 中的函数结构体来实现。
首先，在 Simulink 库中选择一个滤波器模块，例如“低通滤波器”。
接着，将该模块与一个信号发生器模块连接，信号发生器模块用于产生需要滤波的信号。
最后，将滤波器模块的输出端与一个显示模块相连接，以观察滤波后的信号。
四、函数结构体在 Simulink 模型中的应用在实际应用中，函数结构体可以用于构建各种复杂的系统模型，如控制系统、通信系统等。
以控制系统为例，我们可以使用 Simulink 中的函数结构体来实现系统的建模、仿真和分析。
首先，我们需要构建系统的数学模型，然后将模型转换为 Simulink 中的函数结构体。
接下来，通过仿真和分析，可以对控制系统的性能进行评估和优化。
总之，函数结构体是 Simulink 中构建动态系统模型的基本元素，通过灵活组合不同的函数模块，用户可以实现对数据的处理和运算，从而满足各种应用需求。
MATLAB_SIMULINK讲解完整版
(4) 将组成子系统的所有模 块都添加到子系统编辑窗口中，
合理排列。 (5) 按要求用信号线连接各
模块。 (6) 修改外接端子标签并重 新定义子系统标签，使子系统更
具可读性。
(1) 打开已经存在的模型。 (2) 选中要组合到子系统中 的所有对象，包括各模块及其连
线。 (3) 选择菜单[Edit>Create Subsystem]命令，模型自动转换
。
(4) 仿真控制类：包括 6 个按键、1 个文本框、1 个列表
框，分别是按键 、按键 、文本框
、列 表框
、按键 、按键 和按键 。
(5) 窗口切换类：包括 6 个按键，分别是按键 、按键
、按键 、按键 、按键 和按键 。
工具栏中各个工具图标及其功能说明见附录 B。
模块是系统模型中最基本的 元素，不同模块代表了不同的功 能。各模块的大小、放置方向、 标签、属性等都是可以设置调整 的。表3-1列出了SIMULINK中模 块基本操作方法的简单描述。
信号线是创建模型的基础。 SIMULINK中的信号线并不是简 单的连线，它具有一定流向属性 且不可逆向，表示实际模型中信
号的流向。 表3-2列出了SIMULINK中信 号线基本操作方法的简单描述。
• 图3-5 模块的基本操作示例
表3-2 SIMULINK中信号线的基本操作方法
操作内容 在模块间 连线 移动线段
表3-1 SIMULINK中模块的基本操作方法
操作内容 选取模块
选中多个 模块
删除模块 调整模块
大小 移动模块
旋转模块
复制内部 模块
操作目的 从模块库浏览器中选 取需要的模块放入
SIMULINK 仿真平台窗
口中 可对多个模块同时进
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3．1．4 MATLAB指令窗简介
1．工具条
MATLAB常用工具如图3．2所示。
2．菜单选项
MATLAB工作窗具有标准的Windows界面，因此，可以通过工作菜单中的 各种选项来实现对工作窗中内容的操作。
①基本文件操作【File】选项
New 打开编辑／调试器、新图形窗、SIMULINK用的MDL文件 Open 通过已有M文件打开编辑／调试器 Open Selection 打开指令窗中指定的M文件 Run Script 运行已有的脚本M文件 Load Workspace 向MATLAB工作空间装载MAT文件中的变量数据 Save Workspace As 将MATLAB工作空间中的所有变量存为MAT文件 Show Workspace 调用工作空间浏览器 Show Graphics Property Editor调用图形对象属性编辑器 Show GUI Layout Tool 调用图形用户界面制作工具 Set Path 调用路径浏览器 Preferences 调用MATLAB指令窗环境设置卡 Print Setup 打印设置 Print 打印工作窗中的内容 Print Selection 打印指令窗中所选定的内容 Exit MATLAB 退出MATLAB
3．基本运算符
[说明]MATLAB用左斜杠或右斜杠分别表示“左除”或“右除”运算。对标量而言，这两者的作用没有 区别；对矩阵来说，“左除”和“右除”将产生不同的结果。
4．MATLAB默认的预定义变量
在MATLAB中有一些预定义变量(predefined variable)。每当MATLAB启动，这些变 量就被产生。用户在定义变量时，应尽量避开表3.2所列的预定义变量名，以免产生 混淆。
④帮助【Help】选项
Help Windows Help Tips Help Desk Examples and Demos About MATLAB Subscribe
打开分类帮助窗 打开函数文件指令名帮助窗 打开以html超文本形式存储的帮助文件主页 打开MATLAB演示窗主页 MATLAB注册图标、版本、制造商和用户信息 打开MATLAB制造商、销售商的用户联络登记表
小结
MATLAB和SIMULINK是分析和自动控制系统 统的有力工具。本章主要从基本操作入手介绍 了MATLAR基本指令及简单的编程。 SIMULINK是用于MATLAB下建立框图和仿真的 环境。本章中简单介绍了SIMULINK中基本模 块库及其应用，如模块的连接及参数修改，搭 建起来的SIMULINK模型的仿真方法。
1．二维曲线的绘制 在二维曲线绘制中，最基本的指令是plot( )函数。如果用户将X和y 两组数据分别在向量X和y中存储，且它们的长度相同，调用该函数的 格式为 plot(X，Y) 这时将在一个图形窗口上绘出所需要的二维图形。
【例3．3】绘制一个周期内的正弦曲线。
2．三维曲线的绘制
在三维曲线绘制中，最基本的指令是plot 3( )函数。它使用的格式与 plot( )十分相似。该函数的调用格式为 plot 3(X，Y，Z，选项) 其中X，x，Z分别为维数相同的向量，分别存储曲线的三个坐标的值；选 项可以定义曲线的线型、颜色等信息。
SIMULINK提供了9类基本模块库： 连续系统模块库(Continous) 离散系统模块库(Discrete) 函数与表模块库(Function&Tables) 数学运算模块库(Math) 非线性系统模块库(Nonlinear) 信号与系统模块库(Signals&System) 输出模块库(Sink) 输入源模块库(Sourses) 子系统模块库(Subsystems)等基本模块库。 各基本模块库的功能介绍见附录。 除了基本模块库外，SIMULINK还提供许多面向各专业领域的专业模块 子集：DSP模块集、定点运算模块集、非线性控制设计模块集、电源系统模 块集等。
3．1．3 MATLAB的安装及启动
1．MATLAB的安装
对在PC机上使用MATLAB的用户来说，需要自己安装MATLAB。下面介绍 从光盘上安装MATLAB的方法。 一般说来，当MATLAB光盘插入光驱后，会自动启动“安装向导”。假如 自启动没有实现，那么可以在<我的电脑>或<资源管理器>中双击 setup．exe应用程序，使“安装向导” 启动。然后，按照屏幕提示操作，如输入用户名、单位名、口令等。
【例3．8】二阶环节。
图3．20(a)所示为二阶环节结构图， 输入为一阶跃信号，延迟0.5 S。在图中所 示的参数下，输出具有振荡形式，如 图3.20(b)所示。改变图中的参数，可得不 同的输出形式。
该环节的特征方程为 2 0.2s 0.4 0, s 两个特征根分别为 1 0.1 j 0.62及 s s2 0.1 j 0.62, 两个根为具有负实部 的共轭复根，故输出波 形为衰减的正 弦波。
②编辑操作【Edit】选项
Cut Copy Paste Clear Session
剪切 复制 粘贴 清除命令窗里的显示内容，但它不清除工作内存变量
③MATLAB环境下工作窗管理【Windows】选项
如果没有图形的话，则只有一个【1．MATLAB Command Window】选项； 如果有图形的话，则会有相应的图形窗选项。
3．2．3 用SIMULINK建立系统模型及仿真
单击File－New－Model出现一个名为untidled的空模块窗口，如图所示。步骤一 Nhomakorabea添加模块
步骤二：连接模块
步骤三：运行仿真
3．3 仿真实例
【例3．7】积分环节。
图3.19(a)所示为积分环节结构图， 输入为一阶跃信号。为了清楚起见，阶跃 输入信号延迟了1 s，这样输出信号也相 应地延迟1 s，如图3.1 9(b)所示。输出信 号线性上升。
2．变量命名规定
(1)变量名、函数名：字母大小写表示不同的变量名。如A和a表示不同的变 量名；sin是MATLAB定义的正弦函数，而Sin、SIN等都不是。 (2)变量名的第一个字母必须是英文字母，最多可包含31个字符(英文、数字 和下连字符)。如A21是合法的变量名，而3A21是不合法的变量名。 (3)变量名中不得包含空格、标点，但可以有下连字符。如变量名A_b21是合 法变量名，而A，21是不合法的。
2．MATLAB的启动
这里介绍MATLAB装入硬盘后，如何创建MATLAB的工作环境。
方法一 MATLAB的工作环境由matlab.exe创建，该程序驻留在文件夹matlab＼ bin＼中。它的图标是matlab。只要从<我的电脑>或<资源管理器>中去 找这个程序，然后双击此图标，就会自动创建如图3.1所示的MATLAB5.3 版的命令窗(Command Window)。
在安装过程中，要注意以下选择：
①假如不对版本进行选择操作，那么默认选择5.x版。 ②假如不对MATLAB的安装位置和文件夹名称加以选择，MATLAB5．3版将 默认安装为C：＼matlabR11，其他MATLAB5.X版则默认安装为C：＼ matlab。假若需要装在其他盘、其他文件夹上，需要用别的名称，那么 要按动提示图形界面<Browse按键，然后根据出现的提示逐步进行。 ③除MATLAB5．3版外，其他所有5．X版安装过程中还会请用户决定是否选 择安装Notebook。
5．表达式
MATLAB书写表达式的规则与“手写算式”几乎完全相同。 (1)表达式由变量名、运算符和函数名组成。 (2)表达式将按常规相同的优先级自左至右执行运算。 (3)优先级的规定为：指数运算级别最高，乘除运算次之，加减运算级别最 低。 (4)括号可以改变运算的次序。
3．1．7 MATLAB图形绘制
3．1．5 MATLAB在仿真中的应用
最简单的计算器使用方法：
【例3.1 】求[18 4 (7 3)] 5 的运算结果。
2
3．1．6 MATLAB的基本规定
1．数值的表示
(1) MATLAB的数值采用十进制，可以带小数点或负号。以下表示都合法。 (2) 0 －100 0.008 12.752 1.8e一6 8.2e52
方法二
假如经常使用MATLAB，则可以在Windows桌面上创建一个MATLAB快捷 方式图标。 具体办法有两个： ①把<我的电脑>中的 matlab图标用鼠标点亮，然后直接把此图标拖到 Windows桌面上即可。 ②用鼠标右键点<资源管理器>中的 matlab图标，出现下拉菜单，从中 选择创建快捷方式栏后，在<资源管理器>窗口中会出现一个相应的快捷 图标，然后把此图标拖到Windows桌面。 此后，直接双击Windows桌面上的 matlab图标，就可建立图3.1所示的 MATLAB工作环境。
第3章 MATLAB与SIMULINK简介
3.1 MATLAB语言 3.2 SIMULINK建模与仿真 3.3 仿真实例
3．1 MATLAB语言
3．1．1 3．1．2 3．1．3 3．1．4 3．1．5 3．1．6 3．1．7 3．1．8
MATLAB语言简述 MATLAB 6．X版对外部系统的要求 MATLAB的安装及启动 MATLAB指令窗简介 MATLAB在仿真中的应用 MATLAB的基本规定 MATLAB图形绘制 MATLAB语言在控制系统分析中的应用
3．1．8 MATLAB语言在控制系统分析中的应用
3．2 SIMULINK建模与仿真
3．2．1 SIMULINK简介 3．2．2 SIMULINK模块库的分类及其用途 3．2．3 用SIMULINK建立系统模型及仿真
3．2．1 SIMULINK简介