第7章 Simulink的基础应用

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第2节 Simulink的操作方法
2.1 Simulink的运行操作
1、运行Simulink的方法 在MATLAB的命令窗口直接键入“simulink”; 利用MATLAB工具条上的Simulink快捷键图标； 在MATLAB菜单中，选择“File-New-Model” 2、打开已存在的模型文件 在MATLAB主窗口中直接键入文件名（不加扩展 名）； 在MATLAB菜单中，选择“File-Open-Model” 利用MATLAB工具条上的“打开”图标。
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第3节 仿真模型的搭建方法与步骤
3.1 构建SIMULINK仿真系统模型 1．打开一个SIMULINK仿真模型窗口。
2.构建一个SIMULINK仿真模型。
3.运行SIMULINK仿真模型 构建好一个系统的模型之后，接下来的事情就是运 行模型，得出仿真结果。运行一个仿真的完整过程 分成三个步骤：设置仿真参数，启动仿真和仿真结
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3.3 启动仿真启动仿真
设置仿真参数和选择解法器后，可以启动仿真运行。 选择菜单下start选项来启动仿真，如果模型中有些 参数没有定义，则会出现错误信息提示框。否则开始 仿真运行，结束时系统会发出一鸣叫声。
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【例7-1】观察信号发生器输出波形 具体操作步骤如下： （1）进入SIMULINK，打开一个空白的模型窗口。 （2）打开SIMULINK的Sources模块库，选择Signal Generator（信号发生器）。 （3）打开SIMULINK的Sinks模块库，选择Scope（示波器） 。 （4）连接Signal Generator（信号发生器）模块和Scope（示 波器）模块。
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5、改变模块大小 用鼠标拖曳模块四周的黑点。 6、模块重新命名 用鼠标单击模块名称即可。 7、改变模块及窗口颜色 使用Format菜单的Foreground Color指令或者 Screen Color 指令。 8、设定模块参数 利用鼠标左键双击模块图标。 9、设定模块属性 选中模块→右键点击Block Properties。 10、设定模块输入、输出信号 模块处理的信号包括标量信号和向量信号。
4.2 设计电源元件
4.2.1 电源元件简介 电源元件库中包含了产生电信号的各种元件。双击 电源元件库图标，弹出“电源元件库”对话框
七种元件：直流电压源、 交流电压源、交流电流源、 受控电压源、受控电流源、 三相电源、三相可编程电 压源。
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4.2.2 直流电压源 1. 功能说明 直流电压源是电路设计中常见的电路元件。 MATLAB提供的直流电压源为一理想电压源。在元件 模型中，直流电压源的正极用正号表示。 2. 参数设置 双击直流电压源元件，则弹出“直流电压源参数设 置”对话框。
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（1）幅值 幅值选项表示该电压源的电压幅值，单位是V，可 直接在Amplitude选项中输入电压大小即可。 （2）测量 测量选项用来选择是否测量直流电压源相关量。有 两个选项： None：对直流电压源不进行相关量的测量。 Voltage：对直流电压源的相关量进行测量。 测量方法：从电路测量仪器元件库中选择万用表 （Multimeter）元件加载在相关电路中。将在万用表元 件参数对话框中显示的可测量电气量（Available Measurements）中显示的相关量移至被测量电气量 28 （Selected Measurements）即可。
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11、连接功能模块 按住鼠标左键连接； 当需要分支结构的连线时，可以在画好一条线后，将 鼠标移动到支线的起点位置，再按下Ctrl键，同时按下 鼠标左键，直到目标模块的输入端。 12、设定连线标签 在线上双击鼠标 选中该线，打开Edit菜单下的Signal Properties中的 Signal Name进行设置。 13、连线的折弯 按下shift键，用鼠标在需要折弯处单击，出现小 圆圈，表示折点，利用折点便可改变线的形状。
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3. 利用Ports&Subsystems功能模块 （1）将Ports&Subsystems模块库中的Subsystem功能模块复 制到打开的模型窗口中； （2）双击Subsystem功能模块，进入自定义功能模块窗口， 利用已有的基本功能模块设计新的功能模块。
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例：创建延迟子系统，能够将输入信号不延迟、延 迟120°、延迟240°，并将三个信号输出. 输入： Va 220sin(50 2 t )V 输出：Va 220sin(50 2 t )V
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（6）单击图形窗口中的按钮，双击Scope（示波器）模块图 标，打开示波器显示屏，可以看到信号发生器输出波形，如图 所示。
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【例7-2】演示“示波”模块的向量显示能力。
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例7-3 ：已知某直流比较仪的输出特性曲线表达式为： I1=kI2+I0 式中I1和I2分别是一次电流和二次电流，I0为比较 仪的偏置系数，k为比较仪的灵敏度，已知k=114和 I0=110mA，试用Simulink绘制该比较仪的输出特性曲 线。 1. 调用功能模块 确定需要哪些功能模块，并找到所在的模块库。需 要以下模块：Ramp、Constant、Gain、sum、scope。
第7章 Simulink的基础应用
Simulink的特色
Simulink的操作方法
仿真模型的搭建方法与步骤 电气仿真初探
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1990年，Math Works软件公司为MATLAB提供 了新的控制系统模型图输入与仿真工具，并命名 为SIMULAB，该工具很快就在控制工程界获得了 广泛的认可，使得仿真软件进入了模型化图形组 态阶段。
4.1.3 电力系统元件库简介 1. 电源元件 电源元件（Electrical Sources）库中包含了产生电 信号的各种元件。 2. 线路元件 线路元件（Elements）库中包含了各种线型网络电 路元件和非线性网络电路元件。 3. 电力电子元件 电力电子元件（Power Electronics）库中包含了各 种电力电子设备元件。 4. 电机元件 电机元件（Machines）库中包含了各种电机模型。
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2. 创建并保存模型文件
3. 设置仿真参数 4. 仿真结果 5. 仿真数据的导出
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3.4 创建与封装子系统的基本方法
封装：将一些模块组合成子系统，以简化模型。 1、建立子系统的优点 可以减少在模型窗口的模块数，使系统条理清晰、层次分 明、便于连线； 将相关模块放在一起，用户可以用建立子系统创建自己的 模块库； 可以生成层次化的模型图表，即子系统一层，组成子系统 的模块在另一层，以便于设计。 2、创建子系统的途径 采用Ports&Subsystems模块库中的Subsystem模块 将现有多个模块相连接，再组合成新的模块。
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2.3 功能模块的操作方法
1、移动模块 选中，按住左键即可移动； 若脱离线移动，可按住shift键，再拖曳。 2、复制模块 使用“复制”、“粘帖”图标； 按下左键同时，按下Ctrl键，移动鼠标。 3、删除模块 选中模块，按下Delete 按下shift，选中多个模块，按Delete 4、模块的转向 Format中的Flip Block或者Rotate Block 快捷键Ctrl+I或者Ctrl+R
Simulink可以模拟线性与非线性系统，连续与非连续
系统，或它们的混合系统，并且提供了图形动画处理方 法，以便于观察系统仿真的整个过程； Simulink提供了S函数，使Simulink更加充实，更加强 大； Simulink具有开放性，允许用户定制自己的功能模块 和模块库。
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1. SIMULINK是MATLAB软件的扩展，它是实 现动态系统建模和仿真的一个软件包，它与MATLAB 语言的主要区别在于，其与用户交互接口是基于 Windows的模型化图形输入，其结果是使得用户可以 把更多的精力投入到系统模型的构建，而非语言的编 程上。 所谓模型化图形输入是指SIMULINK提供基本 的系统模块，用户只需要知道这些模块的输入输出及 模块的功能，而不必考察模块内部是如何实现的，通 过对这些基本模块的调用，再将它们连接起来就可以 构成所需要的系统模型（以.mdl文件进行存取），进 而进行仿真与分析。
图 6-5 连接Signal Generator模块和Scope模块
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5）双击Signal Generator（信号发生器）模块图标， 打开Signal Generator（信号发生器）模块的对话框。 在Signal Generator（信号发生器）对话框中可以选 择信号发生器的Wave Form（波形）、Amplitude （修改幅度）和Frequency（频率）参数。
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5. 电路测量仪器 电路测量仪器（Measurements）库中包含了各种电 流测量元件和电压测量元件。 6. 应用程序库 应用程序（Application Libraries）库中包含了三种 应用程序。 7. 附件元件 附加元件（Extras Library）库中包含了三相模块、 特殊测量设备，以及控制模块，可以通过在指令窗口中 输入“powerlib_extras”进入附加元件库。 8. 电力图形用户接口 电力图形用户接口（powergui）用来进行数和选择解法器
设置仿真参数和选择解法器，选择Simulation菜
单下的Parameters命令，就会弹出一个仿真参数 对话框，它主要用三个页面来管理仿真的参数。 Solver页，它允许用户设置仿真的开始和结束时 间，选择解法器，说明解法器参数及选择一
些输出选项。
Data Import/Export页，作用是管理模型从 MATLAB工作空间的输入和对它的输出。 Diagnostics页，允许用户选择Simulink在仿真中 显示的警告信息的等级。
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第4节 电力系统仿真初探
4.1 电力系统元件库简介
4.1.1 启动电力系统元件库 1. 利用指令窗口启动 在指令窗口中输入以下指令即可。 >> powerlib 2. 利用“开始”导航区启动 Start→Simulink →SimPowerSystem →Block Library 8.1.2 退出电力系统元件库 1. 单击“电力系统元件库”对话框中的File菜单，激活Exit Matlab命令即可； 2. 单击“电力系统元件库”对话框右上角上的“×”按钮即 23 可完成退出。
SIMULINK的软件的名称表明该系统的两个主要 功能：Simu（仿真）和Link（连接），即该软件 可以利用鼠标在模型窗口上绘制出所需要的控制 系统模型，然后利用SIMULINK提供的功能来对 系统进行仿真和分析。
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第1节 Simulink的特色
与用户交互接口基于Windows的模型化图形输入；
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2.2 Simulink模块库
1、Continuous（连续模块） 2、Discrete（离散模块） 3、Look-Up Tables（查询表模块库） 4、Math Operations（数学运算模块库） 5、Model Verification（模型验证模块库） 6、Model-Wide Utilities（模块实用模块库） 7、Ports & Subsystems（端口和子系统模块库） 8、Signal Atributies（信号属性模块库） 9、Signal Routing（信号路由模块库） 10、Sinks（接收器模块库） 11、Sources（输入源模块库） 12、User-Defines Functions（用户定义模块库） 13、Discontinuities（非线性模块库）
simulink是matlab软件的扩展它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包它与matlab语言的主要区别在于其与用户交互接口是基于windows的模型化图形输入其结果是使得用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建而非语言的编所谓模型化图形输入是指simulink提供基本的系统模块用户只需要知道这些模块的输入输出及模块的功能而不必考察模块内部是如何实现的通过对这些基本模块的调用再将它们连接起来就可以构成所需要的系统模型以
Vb 220sin(50 2 t 120 )V Vc 220sin(50 2 t 240 )V
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>> t=sinewave(:,1); >> ua=sinewave(:,2); >> ub=sinewave(:,3); >> uc=sinewave(:,4); >> plot(t,ua,'+-k',t,ub,':r',t,uc,'-m') >> title('三相电压波性'); >> xlabel('时间t/ms'); >> ylabel('电压/V'); >> legend('Va','Vb','Vc');