理论课 第1讲-1.9 matlab工具箱_simulink
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的仿真工具箱Simulink模型的建立与仿真学习教程优秀PPT课件(基本库原件、搭建
•
Ignore limit and reset when linearizing：若勾选此选项，则表示当系统为线性化系统时，前
面的积分上下线限制和触发事件无效，默认缺省值为不勾选；
•
Enable zero-crossing detection：使系统通过零点检验，默认勾选。
• 搭建Integrator模块如图3-35所示。
•
Pulse Generator其模块属性如图3-19所示。
• 如图3-19所示Pulse Generator模块，对于其属性窗口：
• Amplitude：脉冲信号的振幅，指定为标量或矢量，默认值为1。
• Period(secs)：脉冲数字采样周期，默认值为10。
• Pulse width：脉冲宽度，输入为矢量或标量，默认值为5。
• External reset：设置信号的触发事件（rising, falling, either, level, level hold, none），默认设置为 none，保持系统原态。
• Initial condition source：参数输入的状态，分为外部输入external和内部输入internal，通常默认设 置为internal。
3.3.3 Transfer Fcn模块
• Transfer Fcn其模块属性如图3-37所示。
• 如图3-37所示Transfer Fcn模块，对于其属性窗口：
• Numerator coefficients：传递函数分子系数，系统默认值为[1]；
• Denominator coefficients：传递函数分母系数，系统默认值为[1,1]；
• Derivative模块，表示微分环节，Derivative其模块属性如图3-31所示。 • 如图3-31所示Derivative模块，对于其属性窗口： • 搭建Derivative模块如图3-32所示。
机理仿真 matlab simulink-概述说明以及解释
机理仿真matlab simulink-概述说明以及解释1.引言1.1 概述引言部分是文章的开篇，用于引入读者对于文章主题的理解。
在本篇关于机理仿真matlab simulink 的长文中，引言部分可以包括以下内容：机理仿真是指利用计算机模拟和模型技术来模拟和分析各种物理系统的行为和性能。
随着计算机技术的不断发展和进步，机理仿真在工程领域中扮演着日益重要的角色。
Matlab作为一种强大的数学计算软件，被广泛应用于各种领域的仿真分析中。
而Simulink作为Matlab的扩展工具，更是为系统级建模和仿真提供了便利和高效性。
本文将介绍机理仿真在工程领域中的应用及其在Matlab和Simulink 中的具体实现方法。
在接下来的正文部分中，我们将详细讨论机理仿真的概念、Matlab在仿真中的应用以及Simulink的基本原理。
最后，我们将总结本文的主要内容，并展望机理仿真在工程领域中的应用前景。
希望通过本文的介绍，读者能够对机理仿真及其在Matlab和Simulink中的应用有所了解，并启发更多的研究和应用。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下：本文主要分为三个部分：引言、正文和结论。
在引言部分，将首先对机理仿真进行简要介绍，然后说明本文的结构安排，并明确本文的目的。
在正文部分，首先会介绍机理仿真的概述，包括其定义、作用和重要性。
接着将探讨Matlab在仿真中的应用，介绍Matlab在仿真中的特点和优势。
最后将详细讲解Simulink的基本原理，包括Simulink的工作原理、模块和运行流程。
在结论部分，将对全文进行总结，归纳本文的主要观点和结论。
同时，展望机理仿真在未来的应用前景，并进行一些探讨。
最后以一些结束语来结束全文，点亮全文的主题思想。
1.3 目的：本文旨在探讨机理仿真在工程领域的应用和价值，具体包括介绍机理仿真的概念和原理、阐述Matlab在仿真中的应用技术、深入解析Simulink 的基本原理。
Matlab系列之Simulink仿真教程
交互式仿真
Simulink支持交互式 仿真，用户可以在仿 真运行过程中进行实 时的分析和调试。
可扩展性
Simulink具有开放式 架构，可以与其他 MATLAB工具箱无缝 集成，从而扩展其功 能。
Simulink的应用领域
指数运算模块
用于实现信号的指数运算。
减法器
用于实现两个信号的减法 运算。
除法器
用于实现两个信号的除法 运算。
对数运算模块
用于实现信号的对数运算。
输出模块
模拟输出模块
用于将模拟信号输出 到外部设备或传感器。
数字输出模块
用于将数字信号输出 到外部设备或传感器。
频谱分析仪
用于分析信号的频谱 特性。
波形显示器
控制工程
Simulink在控制工程领域 中应用广泛，可用于设计 和分析各种控制系统。
信号处理
Simulink中的信号处理模 块可用于实现各种信号处 理算法，如滤波器设计、 频谱分析等。
通信系统
Simulink可以用于设计和 仿真通信系统，如调制解 调、信道编码等。
图像处理
Simulink中的图像处理模 块可用于实现各种图像处 理算法，如图像滤波、边 缘检测等。
用于将时域信号转换为频域信号，如傅里叶变换、 拉普拉斯变换等。
03 时域变换模块
用于将频域信号转换为时域信号，如逆傅里叶变 换、逆拉普拉斯变换等。
04
仿真过程设置
仿真时间的设置
仿真起始时间
设置仿真的起始时间，通 常为0秒。
步长模式
选择固定步长或变步长模 式，以满足不同的仿真需 求。
MATLAB的仿真工具箱Simulink常用命令库分析学习教程优秀PPT课件
Simulink模型库包含的模块很庞大，然而充分的利用每一个模块，并且 熟练的了解和掌握每一个模块的属性显得尤为重要，Simulink模型代码 抒写有利于用户更加好的掌握每一个模块的属性和参数值的含义。 Simulink命令代码属于底层代码调试过程，没有直接在Simulink模型库 中搭建模型更加直观，然而Simulink程序代码能够内嵌到很多可视化界 面下，从而简化显示的界面，特别是GUI界面下的调用Simulink仿真， Simulink命令代码表现一定的优势。 学习目标： （1）熟练掌握Simulink命令的表示方法； （2）熟练运用Simulink命令代码建模；
• 具体的find_system使用如下：
• find_system
•
运行程序输出结果如下：
• ans =
•
'ysw4_7'
•
'ysw4_7/Scope'
•
'ysw4_5'
•
'ysw4_5/Integrator'
•
'ysw4_5/Mux'
•
'ysw4_5/Scope'
•
'ysw4_5/Sine Wave'
产生一个常量值；
Digital Clock
在特定的采样间隔产生仿真时间；
Ground
将未连接的输入端口接地等。
（3）连续（Continuous）模块库：包括线性函数模型。包括有微分单元（Derivative）、积分单 元（Integrator）、线性状态空间系统单元（State-Space）、线性传递函数单元（Transfer Fen）、延时单元（Transport Delay）、可变传输延时单元（Variable Transport Delay）、指定 零极点输入函数单元（Zero-Pole）。
新编MATLABSimulink自学一本通课件第1章Matlab简介
一、MATLAB工作界面布局
二、工作界面的显示属性调整 三、工作界面的布局调整
第四节 命令窗口 （Command Window）
一、初识MATLAB命令
【例1.5-1】计算 7189 (1021913)80 640.5
% 第一种方法： >> (7189+(1021-913)*80)/64^0.5 ans = 1.9786e+003
建造编号
R7 R8 R9 R9.1 R10 R10.1 R11 R11.1 R12 R12.1 R13 R13SP1 R13SP2
发布时间 1984 1986 1987 1990 1992 1994 1996 1997 1997 1998 1998 1999 1999 2000 2001 2002 2003 2003
第九节 MATLAB帮助系统
一、MATLAB命令窗口帮助系统
MATLAB中提供了help、helpbrowser、helpwin、doc、 docsearch和lookfor等函数，用来在命令窗口中查询函数的 帮助信息。
二、Help帮助浏览器
单击MATLAB工作界面Help菜单的“Product Help”选项，
第二节 MATLAB的安装与启动
一、MATLAB的安装
下面按照步骤详细讲解MATLAB R2009a的安装过程
二、MATLAB的启动（两种启动方式）
1. 双击电脑桌面上的MATLAB图标
2. 单击“开始”按钮，选择“所有程序”菜单项，然后 打开“MATLAB”菜单中的“MATLAB”程序
第三节 MATLAB工作界面
二、MATLAB的版本信息
版本 MATLAB 1.0 MATALB 2 MATLAB 3 MATLAB 3.5 MATLAB 4 MATLAB 4.2c MATLAB 5.0 MATLAB 5.1 MATLAB 5.1.1 MATLAB 5.2 MATLAB 5.2.1 MATLAB 5.3 MATLAB 5.3.1 MATLAB 6.0 MATLAB 6.1 MATLAB 6.5 MATLAB 6.5.1 MATLAB 6.5.2
MATLAB工具箱与Simulink.ppt
matfun —— 矩阵线性代数函数库
ops —— 运算符和逻辑函数库
plotxy —— 二维绘图函数库
plotxyz —— 三维绘图函数库
2020/4/7
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color —— 颜色和光照函数库
polyfun —— 多项式函数库
sparfun —— 稀疏矩阵函数库
strfun —— 字符串函数库
demos —— MATLAB演示函数库
MATLAB都不可缺少的。
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除toolbox\MATLAB之外的工具箱，在 比较完整的专业版MATLAB语言中有20 多个工具箱。这些工具箱是需要单独选 择购买的。
MATLAB主工具箱共有21个函数库
datafun —— 数据分析函数库
sounds —— 声音处理函数库
dde —— 动态数据交换函数库
功能型工具箱主要用来扩充 MATLAB的数值计算、符号运算功能、 图形建模仿真功能、文字处理功能以及 与硬件实时交互功能，能够用于多种学 科。
2020/4/7
2
领域型工具箱 —— 专用型
领域型工具箱是学科专用工具 箱，其专业性很强，比如控制系统工 具箱（ Control System Toolbox）；信
2020/4/7
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MATLAB6功能扩充的工具箱有：
控制系统工具箱、图象处理工具箱、 神经元网络工具箱、信号处理工具箱、 simulink仿真工具箱
MATLAB6新增工具箱有：
虚拟现实工具箱 电力系统工具箱 仪器仪表控制工具箱 报告编辑工具箱
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工具箱的扩充功能：
用户可以修改工具箱中的函数，更 为重要的是用户可以通过编制 m文件来 任意地添加工具箱中原来没有的工具函 数。此功能充分体现了MATLAB语言的 开发性。
MATLAB工具箱与Simulink
框图表示比较直观，容易构造，运行速 度较快。
2019/6/6
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Simulink优点 适应面广：包括线性、非线性系
统；离散、连续系统 结构和流程清晰：以方块图形式
呈现， 仿真精细、贴近实际
工具箱
μ-Analysis and Synthesis Toolbox——μ分析工具箱 Neural Network Toolbox——神经网络工具箱 Optimization Toolbox——优化工具箱 Partial Differential Toolbox——偏微分方程工具箱 Robust Control Toolbox——鲁棒控制工具箱
功能型工具箱主要用来扩充 MATLAB的数值计算、符号运算功能、 图形建模仿真功能、文字处理功能以及 与硬件实时交互功能，能够用于多种学 科。
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领域型工具箱 —— 专用型
领域型工具箱是学科专用工具 箱，其专业性很强，比如控制系统工 具箱（ Control System Toolbox）；信
箱 Fuzzy Logic Toolbox——模糊逻辑工具箱 Higher-Order Spectral Analysis Toolbox——高阶
谱分析工具箱
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Image Processing Toolbox——图象处理工具箱 LMI Control Toolbox——线性矩阵不等式工具箱 Model predictive Control Toolbox——模型预测控制
hilb - Hilbert matrix.
invhilb - Inverse Hilbert matrix.
MATLAB工具箱的功能及使用方法
MATLAB工具箱的功能及使用方法引言：MATLAB是一种常用的用于数值计算和科学工程计算的高级计算机语言和环境。
它的灵活性和强大的计算能力使得它成为工程师、科学家和研究人员的首选工具之一。
而在MATLAB中，工具箱则提供了各种专业领域的功能扩展，使得用户能够更方便地进行数据分析、信号处理、优化和控制系统设计等任务。
本文将介绍MATLAB工具箱的一些常见功能及使用方法，并探讨其在不同领域中的应用。
一、图像处理工具箱图像处理工具箱（Image Processing Toolbox）是MATLAB的核心工具之一，它提供了一套强大的函数和算法用于处理和分析数字图像。
在图像处理方面，可以使用MATLAB工具箱实现各种操作，如图像增强、降噪、边缘检测、图像分割等。
其中最常用的函数之一是imread，用于读取图像文件，并将其转换为MATLAB中的矩阵形式进行处理。
此外，还有imwrite函数用于将处理后的图像保存为指定的文件格式。
二、信号处理工具箱信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）是用于处理连续时间和离散时间信号的工具箱。
它提供了一系列的函数和工具用于信号的分析、滤波、变换和频谱分析等操作。
在该工具箱中，最常用的函数之一是fft，用于计算信号的快速傅里叶变换，从而获取信号的频谱信息。
此外，还有滤波器设计函数，用于设计和实现各种数字滤波器，如低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
三、优化工具箱优化工具箱（Optimization Toolbox）提供了解决各种优化问题的函数和算法。
MATLAB中的优化工具箱支持线性规划、非线性规划、整数规划、二次规划等多种优化问题的求解。
其中最常用的函数之一是fmincon，用于求解无约束和约束的非线性优化问题。
通过传入目标函数和约束条件，该函数可以找到满足最优性和约束条件的最优解。
四、控制系统工具箱控制系统工具箱（Control System Toolbox）用于建模、设计和分析各种控制系统。
MATALABSimulink工具箱简介
MATALABSimulink工具箱简介第二章MATLAB/Simulink/Power System工具箱简介Simulink 工具箱的功能是在MATLAB环境下，把一系列模块连接起来，构成复杂的系统模型；电力系统(PowerSystem)仿真工具箱是在Simulink环境下使用的仿真工具箱，其功能非常强大，可用于电路、电力电子系统、电动机系统、电力传输等领域的仿真，它提供了一种类似电路搭建的方法，用于系统的建模。
本章以MA TLAB6．1版本为基础，首先概述Simulink和PowerSystem工具箱所包含的模块资源和Simulink／PowerSystem的模型窗口；其次介绍Simulink／PowerSystem模块的基本操作。
2.1 Simulink工具箱简介在MA TLAB命令窗口中键人“Simulink'’命令，便可打开Simulink工具箱窗口，如图2-1所示。
图2-1 Simulink模型库界面在图2-1所示的界面左侧可以看到，整个Simulink工具箱是由若干个模块组构成的。
在标准的Simulink工具箱中，包含连续模块组(Continuous)、离散模块组(Discrete)、函数与表模块组(Function&T ables)、数学运算模块组(Math)、非线性模块组(Nonlinear)、信号与系统模块组(Signals&Systems)、输出模块组(Sinks)、信号源模块组(Sources)和子系统模块组(Subsystems)等。
现简要介绍电力电子电路仿真要使用的模块组和模块。
电力电子电路使用的模块组有连续模块组、数学运算模块组、非线性模块组、信号与系统模块组、输出模块组、信号源模块组和子系统模块组等。
2．1．1 Continous模块组及其图标该模块组包括的主要模块及其图标如图2－2所示，共由7个标准基本模块。
图2－2 Continous模块组2．1．2 Math Operations模块组及其图标该模块组包括的主要模块及其图标如图2－3所示，共由25个标准基本模块。
SIMULINK仿真工具箱
与其他工程软件集成
Simulink将与其他工程软件（如CAD、CAE 等）实现无缝集成，方便用户在多个软件之 间进行数据交换和协同工作。
云端仿真和边缘计算
云端仿真
Simulink将支持云端仿真，允许用户在云端 进行大规模、高性能的仿真计算，降低硬件 成本和资源消耗。
边缘计算
Simulink将探索与边缘计算技术的结合，实 现在设备端进行实时仿真和数据处理，满足
统计分析
基于仿真的结果，Simulink可以自 动生成详细的结果报告，方便用户对 仿真过程和结果进行总结和分享。
结果对比
Simulink支持将多个仿真的结果进 行对比，帮助用户更好地理解模型的 性能。
结果报告生成
Simulink提供了丰富的统计分析工 具，用户可以对仿真结果进行统计分 析，以得出更有价值的结论。
特点
Simulink具有直观的图形用户界面， 支持模块化建模，提供了广泛的数学 和信号处理功能，可以模拟各种动态 系统，包括线性、非线性、连续和离 散系统。
Simulink的历史与发展
历史
Simulink最初由MathWorks公司于1990年代初开发，作为MATLAB的一个附加模块推出。随着时间 的推移，Simulink的功能和性能得到了不断增强和改进。
信号处理
Simulink提供了丰富的信号处理 模块，可用于信号生成、滤波、 频谱分析等方面。
电力电子
Simulink在电力电子领域的应用 包括电机控制、逆变器设计、电 源管理等。
02
Simulink核心功能
模型建立
模型创建
Simulink提供了丰富的模块库，用户可以通过 拖拽和连接模块来快速创建模型。
。
代码优化
matlab的Simulink简介
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S i m u l i n k。
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。
【学习课件】第9章MATLAB工具箱简介
• z = a*t^2+b*t+c
• 可以用多个符号变量定义语句放在此式前面。
• syms a b c t
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9.1.2 符号数学式的表示方法2
• 为了节省篇幅，表中尽量选了一些简单的推导式， 实际上可以推导很繁的式子。一般说来，在公式 推导意义下使用MATLAB是很方便的。只是不给 自变量赋以数值，而代之以符号，其语句为。
第9章 MATLAB工具箱简介
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9.1 符号数学工具箱简介
• 顾名思义，符号数学是以符号(如a，b，c，x，y， z)为对象的数学，区别于以数字为对象的 MATLAB基本部分。在大学教育中，符号数学是 每门课都用到的，因此，专门以不到100美元提 供给大学生的版本(Student Edition of MATLAB) 中就包括了这个工具箱。
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9.2.3 仿真方法和参数的设定1
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仿真方法和参数的设定2
• 在仿真框图菜单项【Simulation】的下拉菜单中 选择【Parameter】项，此时将出现如图9.2所示
的仿真参数菜单。其中右边的下拉菜单可选项包 括数值积分的6种方法（ode45、ode23、ode113、 ode15s、ode23s和全离散），左边的下拉菜单可
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9.1.2 符号数学式的表示方法1
• Symbolic工具箱要能分析字符串的含义。首先要 对符号变量作出定义，用语句“x = sym('x')；” 就定义了x是一个字符串变量，此后键入的算式 f=3*x^2+5*x+2，或y=sin(x)就具有了符号函数的 意义，f和y也自然成为字符串变量。
Simulink是MATLAB各种工具箱中比较特别的
一 ◆个微完分整 结的 果仿 的真 准环 确境 性和 取图决形 于界 仿面 真。 步长。
提供连续系统一些常见的运算模块。 提第供九各 章种Si不mu同lin的k基信础号及其不同的输入方法。
1、Integrator（积分模块） 说明：◆将输入信号经过数值积分，在输出端Simulink初步
一、Simulink简介：
Simulink是MATLAB各种工具箱中比较特别的，一般 工具箱只是面向某一类问题的程序包集中起来，其中的 程序都是用MATLAB语言编写的，这些工具箱是MATLAB在 应用方面的扩充，而Simulink工具箱却是从底层开发的 一个完整的仿真环境和图形界面。
(的2)绘单制击代M替AT文LA本B程命序令的窗编口写工。具栏上的Simulink模块 库浏览器命令按钮。
3用、来T显ran示sf，er 而FcSni（m传uli递nk函则数把模图块形）窗口扩展为可以用框图
一、信号源模块库（Source） (程2)序单都击是M用ATMLATBL命A令B语窗言口编工写具的栏，上这的些Sim工u具lin箱k模是块MA库TL浏A览B在器命令按钮。
H (s)u y((ss))a s1s m n b a 1s2m s n1 1 ba m n1 ss a b n m 1
4、Zero-Pole（零极点传递函数模块） 零极点传递函数常用于建立一个预先指定的零点、极点，并
用H 延(s 迟)算 子K SZ P 表( (示s s ) )的 连K 续( 系( s s 统 。p z 1 1 ) )s s ( (p z 2 2 ) ) ( (s s z p n m ))
用Sim来u显lin示k是，M而ASTiLmAuBlin各k则种把工图具形箱窗中口比扩较展特为别可的以，用一框般图
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2. simset函数 simset 函数用来为sim函数建立或编辑仿真参数或 规定算法，并把设置结果保存在一个结构变量中。它 有如下4种用法： (1) options=simset(property,value,…)：把property代表 的参数赋值为value，结果保存在结构options中。 (2) options=simset(old_opstruct,property,value,…)： 把已有的结构old_opstruct(由simset产生)中的参数 property重新赋值为value，结果保存在新结构options 中。 (3) options=simset(old_opstruct,new_opstruct)：用结 构new_opstruct的值替代已经存在的结构old_opstruct 的值。 (4) simset ：显示所有的参数名和它们可能的值。 28 2016年7月15日
在 SIMULINK 环境中，用户可以在仿真进程中改变感兴 趣的参数，实时地观察系统行为的变化。
在MATLAB中，可直接在 SIMULINK 环境中运作的工 具包很多，已覆盖通信、控制、信号处理、DSP、电力 系统等诸多领域，所涉内容专业性极强。 本讲由浅入深地讲述 SIMULINK 对各种数学、工程问题 的建模、仿真和分析的基本方法，采用“算例”作为主体， 配以适量的归纳性表述。 例1.9.1.1：信号发生器和示波器。
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Simulink具有以下特点： • 基于矩阵的数值计算； •高级编程语言； •图形与可视化； •工具箱提供面向具体应用领域的功能； •丰富的数据I/O工具； •提供与其它高级语言的接口； •支持多平台(PC/Macintosh/UNIX); •开放与可扩展的体系结构。
2016年7月15日 6
1.9 MATLAB的SIMULINK仿真
1.9.1 1.9.2 1.9.3 1.9.4 1.9.5 1.9.6 Simulink入门 模型的创建和模型文件 仿真运行 系统建模 子系统的创建及封装 常用工具箱简介
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1
Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿 真和分析的软件包，是MATLAB的重要组成部分。 Simulink可以用来建模、分析和仿真各种动态系统 (包括连续系统、离散系统和混合系统)，它提供了 一种图形化的交互环境，只需用鼠标拖动的方法 便能迅速地建立起系统框图模型，甚至不需要编 写一行代码。 Simulink提供建立系统模型、选择仿真参数和 数值算法、启动仿真程序对该系统进行仿真、设 置不同的输出方式来观察仿真结果等功能。
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返回
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（1）选定模块：单个模块 矩形里的所有模块及其信号线
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（2）模块的复制 （3）模块的移动 （4）模块的删除 （5）改变模块的大小
（a）原尺寸 （ b）拖动边框 （c）新尺寸
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（6）模块的旋转 （a）缺省状态 （b）旋转1800
从命令窗口运行仿真的函数有4个，即sim、 simset、simget和set_param。 1. sim函数 sim函数的作用是运行一个由Simulink建立的 模型，其调用格式为： [t, x, y日]=sim(modname,timespan,options,data) 27 2016年 7月15
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1.交互式、图形化的建模环境 Simulink提供了丰富的模块库以帮助用户快速地建立 动态系统模型。建模时只需使用鼠标拖放不同模块库 中的系统模型并将它们连接起来。它外表以方块图形 式呈现，且采用分层结构。 2.交互式的仿真环境 Simulink框图提供了交互式很强的仿真环境，既可以 通过下拉菜单执行，也可以通过命令行进行仿真。 3.专用模块库(Blocksets) MathWorks公司开发了一系列的专用功能块程序包， 通过这些可迅速地对系统实现建模、仿真和分析。
(5)开始仿真
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1.9.3 仿真运行
1.9.3．1 使用菜单进行仿真 设置仿真参数和选择求解器 通过选择菜单 Simulation 下的 Parameters 菜单项，用来设置 仿真参数和选择求解器。其中有三个页面管理这些仿真参数。 • 在 Solver 页面，设置开始和停止时间，选择求解器和指定 求解器（solver）的参数，另外还可以选择一些输出选项。 • 在 Solver options 中， SIMULINK 模型的仿真涉及到一组常 微分方程（ODEs）的数值积分。如果模型是连续系统，使用 ode45方法；如果模型不是连续系统，使用discrete方法。 • 在 Workspace I/O 页面，管理对 MATLAB 工作空间的输 入和输出。 • 在 Diagnostics 页面，可以选择在仿真期间显示的警告信息 的层次。 例1.9.1.2：实现两个正弦信号的相乘。
Simulink具有强大的功能与友好的用户界面，具 有广泛的应用领域。如：
2016年7月15日Si来自ulink的应用领域示意图7
1.9.1 快速入门
SIMULINK可以处理的系统包括：线性、非线性系统； 离散、连续及混合系统；单任务、多任务离散事件系统。
• 从建模角度讲，这既适于自上而下（Top-down）的 设计流程（概念、功能、系统、子系统、直至器件）， 又适于自下而上（Bottum-up） 逆程设计。
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1.9.2 模型的创建和模型文件（续1） 1.9.2．2 SIMULINK 模型的创建 创建模型文件 模型块的操作 连线的操作 对模型的注释； 仿真的配置 保存模型； 仿真和结果分析。 1.9.2．3 SIMULINK 模型文件
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返回 （c）旋转900
（7）模块名的操作 也可修改模块名的字体：用Format:Font
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连线的操作
返回
产生连线 水平或垂直连线 斜连线 连线的删除 信号线的分支和折曲 分支的产生 信号线的折曲 折点的移动
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（1）解参数的设置(Solver)
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Simulink部分软件工具包
DSP Blockset Fixed-Point Blockset Power System Blockset Dials & Gauges Blockset Communication Blockset CDMA Reference Blockset Nonlinear Control Design Blockset Motorola DSP Developer’s Kit TI DSP Developer’s Kit
。
0t T T t 2T else
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（1）编写一个产生信号矩阵的M文件 [sourec 0825_1.m] function TU=source0825_1(T0,N0,K) t=linspace(0,K*T0,K*N0+1); N=length(t); u1=t(1:(N0+1)).^2; u2=(t((N0+2):(2*N0+1))-2*T0).^2; u3(1:(N-(2*N0+2)+1))=0; u=[u1,u2,u3]; TU=[t',u'];
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数字信号处理工具包 定点运算控制系统仿真工具包 电力电动系统工具包 交互图形和控制面板设计工具 包 通信系统工具包 CDMA通信系统设计和分析工 具包 非线性控制设计工具包 Motorola DSP开发工具包 TI DSP开发工具箱
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4.提供了仿真库的扩充和定制机制 Simulink的开发式结构允许用户扩展仿真环境的 功能：采用MATLAB、FORTRAN和C代码生成自 定义的模块库，并拥有自己的图标和界面。 5.与MATLAB工具箱的集成 Simulink可以直接利用MATLAB的诸多资源与功 能，用户可以直接在Simulink下完成诸如数据分析、 过程自动化、优化参数等工作。工具箱提供的高 级设计和分析能力可以融入仿真过程。
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（2）仿真数据的输入输出设置(Workspace I/O)
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（3）仿真中异常情况的诊断(Diagnostics)
返回
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1.9.2 模型的创建和模型文件（续2）
1.9.2．3 SIMULINK 模型文件 SIMULINK 除了可以通过图形界面设计模块外 ，也可以通 过直接编写 mdl 文件来设计仿真模型图。 一个有输入和输出的图形界面设计模块。
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（2）构造简单的接收用的信号模型
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（3）模块参数的设置
双击模块source0825＿1，弹出“From Workspace” 设置对话框，在Data栏中填写TU
（4）在MATLAB工作空间产生信号矩阵
TU＝source0825_1(1,100,4)
例1.9.1.2：实现两个正弦信号的相乘。
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1.9.2 模型的创建和模型文件
1.9.2．1 SIMULINK 模型是什么？ SIMULINK 模型有以下几层含义： • 在视觉上表现为直观的方框图； • 在文件上则是扩展名为 mdl 的ASCII代码； • 在数学上表现为一组微分方程或差分方程； • 在行为上则模拟了实际系统的动态特性 。 SIMULINK 模型通常包含三种 “组件”： • 信源（ Sources）：可以是常数、时钟、白噪声、正弦波、 阶梯波、扫频信号、脉冲生成器、随机数产生器等信号源； • 系统（ System）：即指被研究系统的 SIMULINK 方框图； • 信宿（ Sink）：可以是示波器、图形记录仪等。 对于具体的 SIMULINK 模型而，不一定完全地包含这三大组 件。例如：研究初始条件对系统影响就不必包含信源组件。