第七讲Simulink仿真
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simulink仿真说明
Simulink是Simulation和link仿真链接。
是一个附加组件，为用户提供了一个建模与仿真的工作平台，由于许多功能是基于MATLAB平台的。
必须在MATLAB环境中运行，也把他称为一个MATLAB的工具箱。
以前MATLAB仿真编程是在文本窗口中进行的。
输入函数是命令和MATLAB 函数，在simulink 中与用户的交互接口是基于windows的模型化图形输入，用户可以通过单击拖动鼠标的方式绘制和组织系统，并完成对系统的仿真。
因此对于我们来说只需知道这些功能模块的输入输出、功能以及图形界面的使用方法。
就可以用鼠标和键盘进行仿真。
三种方法进入Simulink1、在MATLAB菜单栏中单击FILE,在下拉菜单的NEW选项中单击MODEL.2、在MATLAB工具栏中单击彩色图标，然后在打开的模型库浏览器窗口中单击‘新建文件‘3、在MATLAB命令窗口中输入Simulink，然后在打开的模型库浏览器窗口中单击‘新建文件‘。
一、模块的提取左键拖曳右键add to二、模块的移动放大和缩小移动：左键拖曳选中后用方向键脱离线移动按住shift 然后拖曳缩放 : 点击模块四个角拖曳三、复制粘贴和删除和windows一样删除选择clear四、模块的旋转：右键点击然后选择Flip block 顺时针转180度 rotate block顺时针90度。
五、模块名的修改移动：单击该模块名出现一个小框可以像文本一样修改移动还可以右键单击然后Hide name六、模块参数设置：双击七、模块连接：光标的箭头对准模块的输出端变成+后按下左键拖曳到另一个输入端松开左键。
八、连线的弯折开始画线时，在需要弯折的地方松开鼠标停顿一下，然后继续按下鼠标左键改变方向即可。
移动光标指向要移动的线段，然后拖动鼠标即可删除选中要删除的部分，然后delete直流电动机的直接启动新建一个simulink 仿真平台打开simulink然后点击新建打开simpowersystems的加号在electrical source中选择D C Voltage Source拖曳到仿真平台Elements里面选BreakerConnectors 里面选择Ground output把电源正端接到断路器的1端，电源负端接地。
机电系统动态仿真matlabPPT电子教案课件-第七章-SIMULINK仿真
离散滤波器 离散零极点 离散状态方程
零阶保持器 一阶保持器
Simulink的基本模块
5.函数与表模块库
模块
功能
Lookup Table
线性插值查表
Lookup Table（2-D） 二维线性插值
Lookup Table（n-D） N维线性插值
PrelookUp Index S 预查下标
Interpolation（n-D） N维插值
认识Simulink
7.1.2 Simulink的启动与退出 1．Simulink的启动
在MATLAB窗口的工具栏中单击
图标
在命令窗口中输入命令： >>simulink
认识Simulink
7.1.2 Simulink的启动与退出 1．Simulink的启动
认识Simulink
7.1.2 Simulink的启动与退出 1．Simulink的启动
Simulink模块库浏览器
标题 菜单栏 工具栏 模块说明 框
基本模块 库
已安装专 用 模块库
模块查找 框
模块显示 框
认识Simulink
如何打开模型编辑窗口？ 启动方式： (1)模块库浏览器的菜单“File”/“New”/“Model”命令 (2)单击工具栏上的 图标
认识Simulink
方法一：
认识Simulink
7.1.1 Simulink简介 Simulink是MATLAB的重要组成部分，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 启动Simulink并打开模型编辑窗口。 (2) 将所需模块添加到模型中。 (3) 设置模块参数并连接各个模块组成仿真模型。 (4) 设置系统仿真参数。 (5) 开始系统仿真。 (6) 观察仿真结果。
simulink仿真技术
封装子系统指的是将已经建立好的具有一定功能，且功能完全一致的模 块封装在一起。通过定义用户自己的图标、参数设置对话框以及帮助文 档等等，可以使封装后的子系统与simulink中内置的系统模块具有相同的 操作：双击封装后的子系统模块以打开模块参数设置对话框进行参数设 置，将系统仿真所需要的参数传递到子系统之中；同时可以查看模块的 帮助文档以获得子系统输入输出关系、子系统功能以及模块描述等帮助 信息。除此之外，封装后的子系统还拥有自己的工作区。
1）模块选择 模块选定操作是许多其它操作（如复制、移动、删除）的前导操作。被选定的 模块四个角处出现小黑块，这种小黑块称为柄（handle）。 选定单个模块的操作方法：用鼠标指向待选模块，点击鼠标左键即可。 选定多个模块的操作方法： 方法一：按下【Shift】键，依次为击所需选定的模块； 方法二：按住鼠标任一键，拉出矩形虚线框，将所有待选取模块包在其中，然 后松开按键，于是矩形里所有模块（包括与连接模块的信号线）均被选中 。 如图2-13所示。
封装子系统具有如下特点：
（1）自定义子系统模块及其图标。
（2）用户双击封装后的图标时显示子系统参数设置对话框。
（3）用户自定义子模块帮助文档。 （4）封装后的子系统模块拥有自己s的imu工lin作k仿区真。技术
MATLAB应用技术
下面以实际的例子来说明如何进行子系统封装，并全面介绍子系统的封装 技术。
simulink仿真技术
MATLAB应用技术
8）模块名的操作
修改模块名：点击模块名，将在原名字的四周出现一个编辑框。此时，就
可对模块名进行修改。当修改完毕，将光标移出编辑框，点击即结束修改。
模块名字体设置：选用菜单【Format：Font】，打开字体对话框后，根据
matlab教学PPT第7讲MATLAB仿真SIMULINK
>>whos NameSizeBytesClas s ScopeData1x13578structarray Grandtotalis307elementsusing3578bytes
第7讲 SIMULINK 图2-18 通过命令启动Simulink仿真
第7讲 SIMULINK
可见，仿真完成之后，工作空间中出现了“ScopeData” 结构变量，其中包含了示波器显示的全部波形数据。通过 “plot”命令可以作出这些数据对应的波形，
组建用户自定义模块库如果建立了许多自定义的子系统并且已经封装好了而这些已经封装的自定义模块又是会反复使用的就像simulink提供的模块库中那些模块一样在这种情况下就有必要对这些自定义的重用性较好的模块进行建库以方便管理和反复使用同时也可以作为新的专业库提供给其他用户使用
第7讲 SIMULINK
第7讲 MATLAB仿真_SIMULINK
第7讲 SIMULINK
• Simulink全方位地支持动态系统的建模仿真，它支持连 续系统、离散系统、连续离散混合系统、线性系统、非 线性系统、时不变系统、时变系统的建模仿真，也支持 具有多采样速率的多速率系统。可以说，在通用系统仿 真领域，Simulink是无所不包的。
• 结合MATLAB编程和Simulink可视化建模仿真各自的特 点，可以构建更为复杂的系统模型，并进行自动化程度 更高的仿真和仿真结果的数据分析，这是MATLAB的高 级应用方面。
第7讲 SIMULINK 图2-15 仿真结果
第7讲 SIMULINK
• 更换信号源为Sources子模块库中的SignalGenerator，并设置 信号源为0.2Hz的方波，幅度为1，如图2-16左边对话框所示。
• 设置示波器显示窗口的属性（Parameters），使之成为双踪 显示，然后将示波器第二输入节点与信号源输出相连，这 样我们就可以同时观察系统的输入输出波形了。系统建模 如图2-16中间窗口所示。
第7讲 SIMULINK 图2-18 通过命令启动Simulink仿真
第7讲 SIMULINK
可见，仿真完成之后，工作空间中出现了“ScopeData” 结构变量，其中包含了示波器显示的全部波形数据。通过 “plot”命令可以作出这些数据对应的波形，
组建用户自定义模块库如果建立了许多自定义的子系统并且已经封装好了而这些已经封装的自定义模块又是会反复使用的就像simulink提供的模块库中那些模块一样在这种情况下就有必要对这些自定义的重用性较好的模块进行建库以方便管理和反复使用同时也可以作为新的专业库提供给其他用户使用
第7讲 SIMULINK
第7讲 MATLAB仿真_SIMULINK
第7讲 SIMULINK
• Simulink全方位地支持动态系统的建模仿真，它支持连 续系统、离散系统、连续离散混合系统、线性系统、非 线性系统、时不变系统、时变系统的建模仿真，也支持 具有多采样速率的多速率系统。可以说，在通用系统仿 真领域，Simulink是无所不包的。
• 结合MATLAB编程和Simulink可视化建模仿真各自的特 点，可以构建更为复杂的系统模型，并进行自动化程度 更高的仿真和仿真结果的数据分析，这是MATLAB的高 级应用方面。
第7讲 SIMULINK 图2-15 仿真结果
第7讲 SIMULINK
• 更换信号源为Sources子模块库中的SignalGenerator，并设置 信号源为0.2Hz的方波，幅度为1，如图2-16左边对话框所示。
• 设置示波器显示窗口的属性（Parameters），使之成为双踪 显示，然后将示波器第二输入节点与信号源输出相连，这 样我们就可以同时观察系统的输入输出波形了。系统建模 如图2-16中间窗口所示。
《SIMULINK仿真基础》课件
《SIMULINK仿真基础》 PPT课件
SIMULINK仿真基础课程介绍，通过深入浅出的方式帮助学员掌握SIMULINK 的基本知识和仿真实践技巧。
课程大纲
SIMULINK基础知识
SIMULINK简介、软件界面介绍、模型的创 建方式、模型的保存和加载。
仿真方法与技巧
仿真参数设置、仿真停止方式、数据可视化 方法。
并实现控制和优化
项目仿真分析
学习仿真技巧，掌握仿真参数设置，能够 运用仿真进行系统分析、控制和优化。
通过实际案例学习，能够应用SIMULINK 进行电路、控制系统、机械系统和通信系 统的仿真分析。
模型建立流程
模型建立步骤、系统建模方法、模型参数设 置。
仿真应用案例
电路仿真实例、控制系统仿真实例、机械系 统仿真实例、通信系统仿真实例。
目标学员
1 工程师
具备一定仿真基础，希望深入学习SIMULINK并应用于实际工程项目的工程师。
2 科研人员
希望运用仿真技术进行科研工作的科研人员。
3 学生
对仿真技术和工程应用感兴趣的学生，尤其是自动化握SIMULINK的基础知识
2 熟练掌握SIMULINK模型建立流程
了解SIMULINK的特点、功能和基本操作， 掌握基本的建模方法。
学习模型建立的基本步骤，了解不同系统 的建模方法，并掌握模型参数设置。
3 能够运用SIMULINK进行仿真分析， 4 能够应用SIMULINK完成实际工程
SIMULINK仿真基础课程介绍，通过深入浅出的方式帮助学员掌握SIMULINK 的基本知识和仿真实践技巧。
课程大纲
SIMULINK基础知识
SIMULINK简介、软件界面介绍、模型的创 建方式、模型的保存和加载。
仿真方法与技巧
仿真参数设置、仿真停止方式、数据可视化 方法。
并实现控制和优化
项目仿真分析
学习仿真技巧，掌握仿真参数设置，能够 运用仿真进行系统分析、控制和优化。
通过实际案例学习，能够应用SIMULINK 进行电路、控制系统、机械系统和通信系 统的仿真分析。
模型建立流程
模型建立步骤、系统建模方法、模型参数设 置。
仿真应用案例
电路仿真实例、控制系统仿真实例、机械系 统仿真实例、通信系统仿真实例。
目标学员
1 工程师
具备一定仿真基础，希望深入学习SIMULINK并应用于实际工程项目的工程师。
2 科研人员
希望运用仿真技术进行科研工作的科研人员。
3 学生
对仿真技术和工程应用感兴趣的学生，尤其是自动化握SIMULINK的基础知识
2 熟练掌握SIMULINK模型建立流程
了解SIMULINK的特点、功能和基本操作， 掌握基本的建模方法。
学习模型建立的基本步骤，了解不同系统 的建模方法，并掌握模型参数设置。
3 能够运用SIMULINK进行仿真分析， 4 能够应用SIMULINK完成实际工程
机电系统动态仿真matlabPPT电子教案课件-第七章-SIMULINK仿真
功能
积分 微分 状态方程 传递函数 零极点 传输延时 可变传输延时
23
Simulink的基本模块
SIMULINK仿真 4.离散系统模块库
模块
Unit Delay Discrete-Time I Discrete Transf F
功能
单位延时采样保持 离散时间积分 离散传递函数
Discrete Filter Discrete Zero-Pole Discrete State-Space Zero-order Hold First-order Hold
45
仿真模型的参数设置
SIMULINK仿真
7.4.3 启动系统仿真与仿真结果分析 设置完仿真参数之后，从Simulation中选择Start菜 单项或单击模型编辑窗口中的Start Simulation命令 按钮，便可启动对当前模型的仿真。
为了观察仿真结果的变化轨迹可以采用3种方法： (1) 把输出结果送给Scope模块或者XY Graph模块。 (2) 把仿真结果送到输出端口并作为返回变量，然后使
34
仿真模型的参数设置
SIMULINK仿真 1．模块的参数设置
35
仿真模型的参数设置
SIMULINK仿真 2．模块的属性设置 ✓ 模块上按鼠标右键并在弹出的快捷菜单中选择Block properties ✓ 在模型编辑窗口的Edit菜单下选择Block properties命令，将打开模块属性对话框。
5
认识Simulink
SIMULINK仿真 7.1.2 Simulink的启动与退出 1．Simulink的启动
在MATLAB窗口的工具栏中单击 在命令窗口中输入命令：
>>simulink
第7章SIMULINK仿真操作
Direct Lookup Table (n-D) x
2-D T(u)
Lookup Table (n-D)
xdat y ydat Lookup Table Dynamic
图7-16 查表模块库（Lookup Tables）及其功能说明
（6）User-Defined Functions模块库
u
fcn
图7-15 数学运算模块库（Math operations）及其功能说明
（5）查表模块库（Lookup Tables）
2-D T[k] cos(2*pi*u) Cosine Interpolation (n-D) Lookup Table using PreLookup u k f PreLookup Index Search Sine sin(2*pi*u) Lookup Table (2-D) 2-D T(k,f)
Product
Product of Elements
Real-Imag to Reshape Rounding Complex Function sin -u u+Ts
Slider Gain
Subtract
Sum of Trigonometric Unary Minus Weighted Elements Function Sample Time Math
7.1.1 SIMULINK的窗体介绍
由于SIMULINK是基于MATLAaB环境之上的 高性能系统及仿真平台。 因此，必须首先运行MATLAB，然后才能启 动SIMULINK并建立系统的仿真模型。
图7-1 两种启动SIMULINK方法的图示说明
图7-2 Simulink库浏览器窗口
7.1.2 一个MATLAB/SIMULINK库自带的 演示实例
SIMULINK动态仿真(七)2008
同Matlab一样，Simulink也不是封闭的,他允许用 户可以很方便的定制自己的模块和模块库。同时 Simulink也同样有比较完整的帮助系统，使用户 可以随时找到对应模块的说明，便于应用。 目前，随着软件的升级换代，在软硬件的接口方 面有了长足的进步，使用Simulink可以很方便地 进行实时的信号控制和处理、信息通信以及DSP的 处理。
库的类型
Sources库
Sinks库
Discrete库
Continuous库
Math库
Nonlinear库
Signal & Systems库
Subsystems库
Functions & Tables库
Source库
模 块 名 Clock Constant Digital clock Digital pulse generator From file 说 明 显示或者提供仿真时间 产生一个常数值信号 产生数字采样时间信号 产生数字脉冲信号 从文件读取数据输入
实现数学函数 将输入乘上一个矩阵增益 信号的最小值和最大值 信号的乘积或者商 将实部虚部的信号转换成为复数信号 进行指定的关系运算 实现舍入运算 符号函数 滑块增益 输入信号的和 实现三角函数运算
Function and Tables函数
模 Fcn Look-up table Look-up table(2-d) Matlab fcn S-Function 块 名 说 明
Subsystem
Terminator Trigger Width Selector
子系统模块
结束一个未连接的输出端口 为子系统增加触发端口 输入向量的输出宽度 在输入信号中选择并输出
3、几个简单例子
MATLAB教程_第7章__Simulink仿真
三、模块间的连线
1．连接两个模块 从一个模块的输出端连到另一个模块的输入端是Simulink仿真最 基本的操作。方法是先移动鼠标指向模块的输出端，鼠标的箭头 会变成十字形光标，这时按住鼠标左键，拖动鼠标到另一个模块 的输入端，当十字形光标出现“重影”时，释放鼠标即完成了连 接。
2．模块间连线的调整 用鼠标单击连线，可以选中该连线。这时会看到线上的一些黑色小 方块，这些是连线的关键点。用鼠标按住关键点，拖动即可以改 变连线的方向。
带限白噪声
2．输出模块（Sinks）
模块 Scope Floating Scope XY Graph Outl Display
功能 示波器 可选示波器 XY关系图 创建输出端 实时数值显示
模块 To File To Workspace Terminator Stop Simulation
功能 输出到文件 输出到工作空间 通用终端 输出不为0时停止仿真
一、Solver选项卡
（1）Simulink time 设置仿真起始时间和停止时间。
（2）Solver options 仿真解题器的操作。根据类型（Type）的变化 分为：Variable-step（变步长算法）和Fixedstep（固定步长算法）。
二、Data Import/Export选项卡
7.3 仿真模型的参数设置
选择模型窗口Simulation→Configuration Parameters…选项，将出现仿真参数配置窗口。
仿真参数配置窗口主要分为7个选项卡：Solver（解题 器）、Data Import/Export（数据输入/输出）， Optimization（优化）、Diagnostics（诊断）、 Hardware Implementation（硬件工具）、Model Referencing（模型引用）和Real-Time Workshop（实 时工作空间），其中Solver、Data Import/Export和 Diagnostics三项经常用到。
第七讲 Simulink仿真
在MATLAB的命令窗口直接键入 命令simulink； 用鼠标左键单击MATLAB工具条 上的按钮； 在MATLAB菜单上选择【File】| 【New】|【Model】选项
8
7.2.2
Simulink的工作环境
9
7.3 模型的创建
7.3.1
Simulink的基本模块 7.3.2 模块操作 7.3.3 模块连接 7.3.4 模块的参数和属性设置
Variable Step：可变步长类算法， 在仿真过程中可以自动调整步长， 并通过减小步长来提高计算的精 度。
Fixed Step：固定步长类算法，在 仿真过程中采取基准采样时间作为 固定步长。
22
算法名称ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
算 法 说 明 基于显式 Runge-Kutta(4，5)和 Dormand-Prince 组合的算法，是一种一步算法， 即只要知道前一时间点的解， 就可以立即计算当前时间点的方程解。 对大多数仿真
仿真实例 步骤:
打开一个名为untitled 的模型编辑窗口。 将所需模块添加到模型 中。 用连线将各个模块连接 起来组成系统仿真模型。 设置模块参数并连接各 个模块组成仿真模型。
5
7.1 初识Simulink
设置系统仿真参数。 运行仿真模型，查看 结果。
6
7.2
Simulink概述
23
7.4.2 仿真参数设置
启动仿真
完成仿真参数的设置后，就可以开始仿真。确认待 仿真的仿真平台窗口为当前窗口，选择菜单选项 【Simulation】| 【Run】或点击工具栏中的【Run simulation】图标启动仿真。
simulink 仿真原理
simulink 仿真原理Simulink是一种用于建立、仿真和分析动态系统的工具，它基于块图的图形化建模和仿真环境。
Simulink中的模型由各种块组成，每个块代表系统中的一个组件或子系统。
通过连接块之间的信号流，可以建立系统的完整模型。
在Simulink中，系统的行为可以用已知的数学和物理原理描述。
通过在块间定义输入和输出之间的关系，可以建立数值模型。
仿真过程可以提供系统的响应和行为，并用于验证模型的正确性。
Simulink提供了多种模型库，包括数学操作、信号处理、控制系统、电力系统等领域。
用户可以根据需要选择适当的块来构建他们的模型。
此外，Simulink还提供了丰富的仿真参数和分析工具，使用户可以对系统进行深入的研究和优化。
使用Simulink进行仿真的过程通常包括以下步骤：1. 建立模型：选择适当的块，并将它们连接在一起，以形成系统模型。
2. 定义输入信号：指定模型的输入信号，可以是常数、波形或来自外部数据源。
3. 配置模型参数：设置块和模型的参数，例如采样时间、模拟时间、仿真器选项等。
4. 运行仿真：开始仿真过程，并观察系统的响应和行为。
5. 分析和优化：使用Simulink提供的工具进行结果分析和系统优化。
6. 生成代码：将模型生成可嵌入系统或实时硬件的代码。
7. 验证和验证：使用实际数据对生成的代码进行验证，并验证系统的正确性。
Simulink的应用广泛，可以用于开发控制系统、信号处理算法、通信系统等各种领域。
通过图形化建模和仿真环境，Simulink大大简化了系统开发和测试的过程，提高了开发效率和质量。
同时，Simulink也与MATLAB密切集成，可以轻松地进行数据分析和可视化。
simulink-matlab仿真教程
simulink matlab仿真环境教程Simulink是面向框图的仿真软件。
演示一个Simulink的简单程序【例1.1】创建一个正弦信号的仿真模型。
步骤如下：(1) 在MATLAB的命令窗口运行simulink 命令，或单击工具栏中的图标，就可以打开Simulink模块库浏览器(Simulink Library Browser) 窗口，如图1.1所示。
图7.1 Simulink界面(2) 单击工具栏上的图标或选择菜单“File”——“New”——“Model”，新建一个名为“untitled”的空白模型窗口。
(3) 在上图的右侧子模块窗口中，单击“Source”子模块库前的“+”(或双击Source)，或者直接在左侧模块和工具箱栏单击Simulink下的Source子模块库，便可看到各种输入源模块。
(4) 用鼠标单击所需要的输入信号源模块“Sine Wave”(正弦信号)，将其拖放到的空白模型窗口“untitled”，则“Sine Wave”模块就被添加到untitled窗口；也可以用鼠标选中“Sine Wave”模块，单击鼠标右键，在快捷菜单中选择“add to 'untitled'”命令，就可以将“Sine Wave”模块添加到untitled窗口，如图1.2所示。
(5)用同样的方法打开接收模块库“Sinks”，选择其中的“Scope”模块(示波器)拖放到“untitled”窗口中。
(6) 在“untitled”窗口中，用鼠标指向“Sine Wave”右侧的输出端，当光标变为十字符时，按住鼠标拖向“Scope”模块的输入端，松开鼠标按键，就完成了两个模块间的信号线连接，一个简单模型已经建成。
如图1.3所示。
(7) 开始仿真，单击“untitled”模型窗口中“开始仿真”图标，或者选择菜单“Simulink”——“Start”，则仿真开始。
双击“Scope”模块出现示波器显示屏，可以看到黄色的正弦波形。
Simulink系统仿真原理
仿真效率
仿真效率取决于计算机性能、模型复杂度和数值算法的优化程度。
03
Simulink模型建立
模型元素
模块
Simulink中的模块是构成模型的基本单元， 每个模块代表一个特定的功能或算法。
连接线
连接线用于将不同模块连接起来，表示数据 流或信号流。
参数设置
每个模块都有一些参数可以设置，用于调整 模块的行为或功能。
性能评估
根据仿真结果，评估系统性能指标，如响应时间、超调量、稳态误 差等。
优化设计
基于仿真结果，对系统参数和结构进行优化设计，提高系统性能和 稳定性。
05
模型优化与改进
参数优化
参数优化
在Simulink模型中，参数的选择和调整对仿真结果的影响非常大。通过调整模型中的 参数，可以优化模型的性能，提高仿真的准确性和效率。
通过点击Simulink界面上的“开 始”按钮或使用命令行指令来启 动仿真。
实时监测
02
03
结果导出
在仿真过程中，可以通过 Simulink界面实时监测系统状态、 变量值和输出结果等。
将仿真结果导出为文本、图像或 数据文件，以便进一步分析或与 其他软件进行交互。
模型性能分析
稳定性分析
通过分析仿真结果，判断系统是否稳定，并找出可能的不稳定因素。
特点
支持图形化建模、交互式仿真、动态 系统分析等，适用于多种领域的系统 建模与仿真。
Simulink的历史与发展
1980年代初
由美国MathWorks公司推出Simulink的早期版 本。
1990年代
随着计算机技术的进步，Simulink的功能不断 扩展，支持更多的系统和算法。
2000年代至今
仿真效率取决于计算机性能、模型复杂度和数值算法的优化程度。
03
Simulink模型建立
模型元素
模块
Simulink中的模块是构成模型的基本单元， 每个模块代表一个特定的功能或算法。
连接线
连接线用于将不同模块连接起来，表示数据 流或信号流。
参数设置
每个模块都有一些参数可以设置，用于调整 模块的行为或功能。
性能评估
根据仿真结果，评估系统性能指标，如响应时间、超调量、稳态误 差等。
优化设计
基于仿真结果，对系统参数和结构进行优化设计，提高系统性能和 稳定性。
05
模型优化与改进
参数优化
参数优化
在Simulink模型中，参数的选择和调整对仿真结果的影响非常大。通过调整模型中的 参数，可以优化模型的性能，提高仿真的准确性和效率。
通过点击Simulink界面上的“开 始”按钮或使用命令行指令来启 动仿真。
实时监测
02
03
结果导出
在仿真过程中，可以通过 Simulink界面实时监测系统状态、 变量值和输出结果等。
将仿真结果导出为文本、图像或 数据文件，以便进一步分析或与 其他软件进行交互。
模型性能分析
稳定性分析
通过分析仿真结果，判断系统是否稳定，并找出可能的不稳定因素。
特点
支持图形化建模、交互式仿真、动态 系统分析等，适用于多种领域的系统 建模与仿真。
Simulink的历史与发展
1980年代初
由美国MathWorks公司推出Simulink的早期版 本。
1990年代
随着计算机技术的进步，Simulink的功能不断 扩展，支持更多的系统和算法。
2000年代至今
第7章Simulink动态仿真集成环境
第14页，共44页。
7.3.2 启动系统仿真与仿真结果分析 设置完仿真参数之后，从Simulation中选择Start菜单项或单击模型编辑窗口中的Start Simulation命令按钮，便可启动对当前模型的
仿真。此时，Start菜单项变成不可选, 而Stop菜单项变成可选, 以供中途停止仿真使用。从Simulation菜单中选择Stop项停止仿 真后，Start项又变成可选。
第20页，共44页。
第21页，共44页。
第22页，共44页。
7.4 使用命令操作对系统进行仿真
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 ]=sim(modname,timespan,options,data)
第24页，共44页。
3. simget函数
simget函数用来获得模型的参数设置值。如果参数值是用一个变量名定义的，simget返回的也是该变量的值而不是变量名。如 果该变量在工作空间中不存在(即变量未被赋值)，则Simulink给出一个出错信息。该函数有如下3种用法： (1) struct=simget(modname)：返回指定模型model的参数设置的options结构。 (2) value=simget(modname,property)：返回指定模型model的参数property的值。 (3) value=simget(options,property)：获取options结构中的参数property的值。如果在该结构中未指定该参数，则返回一个空 阵。
第13页，共44页。
(3) Diagnostics选项卡：用于设置在仿真过程中出现各类错误时发出警告的等级。 (4) Advanced选项卡：用于设置一些高级仿真属性，更好地控制仿真过程。 (5) Real-time Workshop选项卡：用于设置若干实时工具中的参数。如果没有安装实时工具箱，则将不出现该选项卡。
7.3.2 启动系统仿真与仿真结果分析 设置完仿真参数之后，从Simulation中选择Start菜单项或单击模型编辑窗口中的Start Simulation命令按钮，便可启动对当前模型的
仿真。此时，Start菜单项变成不可选, 而Stop菜单项变成可选, 以供中途停止仿真使用。从Simulation菜单中选择Stop项停止仿 真后，Start项又变成可选。
第20页，共44页。
第21页，共44页。
第22页，共44页。
7.4 使用命令操作对系统进行仿真
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 ]=sim(modname,timespan,options,data)
第24页，共44页。
3. simget函数
simget函数用来获得模型的参数设置值。如果参数值是用一个变量名定义的，simget返回的也是该变量的值而不是变量名。如 果该变量在工作空间中不存在(即变量未被赋值)，则Simulink给出一个出错信息。该函数有如下3种用法： (1) struct=simget(modname)：返回指定模型model的参数设置的options结构。 (2) value=simget(modname,property)：返回指定模型model的参数property的值。 (3) value=simget(options,property)：获取options结构中的参数property的值。如果在该结构中未指定该参数，则返回一个空 阵。
第13页，共44页。
(3) Diagnostics选项卡：用于设置在仿真过程中出现各类错误时发出警告的等级。 (4) Advanced选项卡：用于设置一些高级仿真属性，更好地控制仿真过程。 (5) Real-time Workshop选项卡：用于设置若干实时工具中的参数。如果没有安装实时工具箱，则将不出现该选项卡。
7.1.17.1Simulink仿真基础
第七章 Simulink系统仿真
7.1 Simulink仿真基础 7.2 命令函数实现系统仿真 7.3 子系统的创建与封装 7.4 Simulink仿真应用举例
Simulink
➢ Simulink是MATLAB中用来对动态系统进行建模、 仿真和分析的软件包，它支持连续系统、离散系统、 线性系统和非线性系统。
系统仿真模型的创建
➢ 被拖到模型编辑窗口的各种模 块，保持着与原始标准模块一 样的内部参数设置，也就是说 内部参数开始均为默认值。
➢ 为了适合用户的不同需要，需 要对模块的内部参数做必要的 修改。
➢ 模块参数的设置
选择要设置的模块，鼠标双 击该模块图标，打开该模块 的参数设置对话框。
仿真参数的设置
模块的删除或复制：和一般的文字编辑操作一样， 先选定模块，再按删除键；或选择Edit菜单项中的 Cut、Copy、Paste等剪贴板操作命令。
系统仿真模型的创建
➢ Simulink模块的操作
两个模块的连接：先将鼠标指针移动到一个模块的 输出端，当鼠标指针变成十字形光标时按住鼠标左 键，移动鼠标指针到另一个模块的收入端，当连接 线由虚线变成实线时，释放鼠标左键就完成了两个 模块的连接。
（固定步长
（b）变步长
仿真参数的设置
➢ 启动仿真 方式一 单击工具栏中的“Start simulation” 快捷 按钮。 方式二 选择Simulation—>Start命令。
小 结：Simulink系统仿真的步骤
➢ 建立系统仿真模型：添加模块、设置模块参数、模块 连接
➢ 设置仿真参数：仿真起止时间、求解算法 ➢ 启动仿真并分析仿真结果
文件，在模型编辑窗口里进行操作。
模型编辑区
系统仿真模型的创建
7.1 Simulink仿真基础 7.2 命令函数实现系统仿真 7.3 子系统的创建与封装 7.4 Simulink仿真应用举例
Simulink
➢ Simulink是MATLAB中用来对动态系统进行建模、 仿真和分析的软件包，它支持连续系统、离散系统、 线性系统和非线性系统。
系统仿真模型的创建
➢ 被拖到模型编辑窗口的各种模 块，保持着与原始标准模块一 样的内部参数设置，也就是说 内部参数开始均为默认值。
➢ 为了适合用户的不同需要，需 要对模块的内部参数做必要的 修改。
➢ 模块参数的设置
选择要设置的模块，鼠标双 击该模块图标，打开该模块 的参数设置对话框。
仿真参数的设置
模块的删除或复制：和一般的文字编辑操作一样， 先选定模块，再按删除键；或选择Edit菜单项中的 Cut、Copy、Paste等剪贴板操作命令。
系统仿真模型的创建
➢ Simulink模块的操作
两个模块的连接：先将鼠标指针移动到一个模块的 输出端，当鼠标指针变成十字形光标时按住鼠标左 键，移动鼠标指针到另一个模块的收入端，当连接 线由虚线变成实线时，释放鼠标左键就完成了两个 模块的连接。
（固定步长
（b）变步长
仿真参数的设置
➢ 启动仿真 方式一 单击工具栏中的“Start simulation” 快捷 按钮。 方式二 选择Simulation—>Start命令。
小 结：Simulink系统仿真的步骤
➢ 建立系统仿真模型：添加模块、设置模块参数、模块 连接
➢ 设置仿真参数：仿真起止时间、求解算法 ➢ 启动仿真并分析仿真结果
文件，在模型编辑窗口里进行操作。
模型编辑区
系统仿真模型的创建
Simulink电路仿真
精选2021版课件
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3. 仿真控制设置 Solver页 simulation—configuration…--solver
起始时间Start time 终止时间stop time 仿真步长模式 变 步长Variable-step ，固定步长Fixed-step。仿真算法 solver
变步长Variable-step：最大步长、最小步长、起始步长。 最大步长（缺省值，仿真时间/50）定义影响仿真结果，容 易产生失真。最大步长大，取样点少。
精选2021版课件
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（3）示波器的参数设置
单击 图标将弹出“示波器参数设置 （‘Sope’Parameters）”对话框
精选2021版课件
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精选2021版课件
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“General”选项卡中各个选项的含义如下：
①“Number of axes ”文本框：用于设置轴的个数， 可以用于实现对多个输入信号的显示。
将Series -RLC Branch模块设置单一电感模块时，应将 参数：“Inductance”设置为所仿真电感的真实值， “Resistance”设置为0，“Capacitance”设置为inf；
将Series RLC Branch设置单一电容模块时，应将参数 “Capacitance”设置为所仿真电感的真实值， “Resistance”和“Inductance”均设置为0。
输出到工作空间，功能与From
Workspace正好相反，把仿真结果连同输入信号输 出到工作空间去。
XY示波器：显示 MATLAB的图形窗口。
输入曲线是以时间为横轴的绘图区域。
它的作用是将信号值直接显示
在该模块的窗口中。
输出信号是个直流信号时，我们就可以把它直接送到这个模块中，从 模块窗口中直接读出输入信号的大小。
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7.3.2 模块操作
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
操作目的
操作方法
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
方法1：在目标模块上按下鼠标左键，拖动目标模块进入 SIMULINK仿真平台窗口中，松开左键；方法2：在目标模块 上单击鼠标右键，弹出快捷菜单，选择“Add to Untitled”选 项
Simulink的突出特点是支持图 形用户界面（GUI），模型由模 块组成的框图来表示。
启动Simulink有如下3种方式：
在MATLAB的命令窗口直接键入 命令simulink；
用鼠标左键单击MATLAB工具条 上的按钮；
在MATLAB菜单上选择【File】| 【New】|【Model】选项
[Diagram>Format> Show Block Name]，隐藏/显 示标签；方法2：右键单击目标模块，在弹出的快 捷菜单中进行与方法1同样的菜单项选择
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7.3.3 模块连接
模块连接通过信号线实现。 信号线是Simulink模型中另一类最基本的元素，熟悉和正
确使用信号线是创建模型的基础。 信号线并不是简单的连线，它具有一定流向属性且不可逆
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7.2.2 Simulink的工作环境
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7.3 模型的创建
7.3.1 7.3.2 7.3.3 7.3.4
Simulink的基本模块 模块操作 模块连接 模块的参数和属性设置
数学模型
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7.3.1 Simulink的基本模块
模块是构成Simulink系统仿真模 型的基本单元，建模过程主要涉 及Simulink模块的操作。
基本模块库
基本模块库是MATLAB中最早开发 的模块库，包括了连续系统、非 连续系统、离散系统、信号源等 各类子模块库，具有通用性。
专业模块库
Simulink在工程仿真领域的广泛 应用，相关领域专家为满足需要 又开发了诸如通信系统、数字信 号处理、模糊控制、神经网络等 多种专业模块库，专业模块库提 高相关领域的建模效率。
单击模块，拖曳模块到合适的位置，松开鼠标按键
旋转模块
适应实际系统的方向，调 整整个模型的布置
方法1：选中模块，选择菜单命令[Diagram>Rotate &
Flip>Clockwise/Counterclockwise],模块&标签顺/逆时针旋转 90°；选择菜单命令[Diagram>Rotate & Flip>Flip Block]，
删除窗口中不需要的 线段或断开模块间连 线 设 定 信 号 线 的 标 签 ，增 强模型的可读性
操作方法 在上级模块的输出端按住鼠标左键，拖动至下级模块的输入 端，松开鼠标键 选中目标线段，按住鼠标左键，拖曳到目标位置，松开鼠标 左键 选中目标节点，按住鼠标左键，拖曳到目标位置，松开鼠标 左键 方法 1：先按住“Ctrl”键，再选中信号引出点，按 住鼠标左 键，拖曳到下级目标模块的信号输入端，松开鼠标左键； 方法 2：先选中信号引出线，然后在信号引出点按住鼠标右 键，拖曳到下级目标模块的信号输入端，松开鼠标右键
第七讲Simulink仿真
•
•
7.1 初识Simulink
设置系统仿真参数。 运行仿真模型，查看结
果。
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7.2 Simulink概述
7.1.1 Simulink的概况 7.1.2 Simulink的工作环境
7
7.2.1 Simulink的概况
Simulink是MATLAB提供的实现 系统建模和仿真的软件包，是 其相对独立的重要组成部分。
12
13
7.3.2 模块操作
操作内容 操作目的
操作方法
改变标签内 容
按照用户自己意愿 命名模块，增强模 型的可读性
在标签的任何位置上双击鼠标，进入模块标签的 编辑状态，输入新的标签，在标签编辑框外的窗 口中任何地方单击鼠标退出
改变标签位 置
按照用户自己意愿 布置标签位置，改 善模型的外观
方法1：选中模块，选择菜单命令 [Diagram>Rotate & Flip> Flip Block Name]，翻转 标签和模块的位置，选择菜单命令
方法 1：选中目标信号线，然后按“Delete”键； 方法 2：选中目标信号线，使用[Edit>Cut]命令
双击要标注的信号线，进入标签的编辑区，输入信号线标签 内容，在标签编辑框外的窗口中单击鼠标退出
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7.3.4 模块的参数和属性设置
模块的参数设置 双击模块将会弹出模型相应的【参数设置】对话框
模块顺时针旋转180°；方法2：右键单击目标模块，在弹出 的快捷菜单中进行与方法1同样的菜单项选择
复制内部模块
内部复制已经设置好的模 块，而不用重新到模块库 浏览器中选取
方法1：先按住“Ctrl”键，再单击模块，拖曳模块到合适的 位置，松开鼠标按键；方法2：选中模块，使用[Edit>Copy]及 [Edit>Paste]命令
可对多个模块同时进行共 同的操作，如移动、复制 等
删除窗口中不需要的模块
改善模型的外观，调整整 个模型的布置 将模块移动到合适位置， 调整整个模型的布置
方法1：按住“Shift”键，同时用鼠标单击所有目标模块；方 法2：使用“范围框”，即按住鼠标左键，拖曳鼠标，使范围 框包围所有目标模块
方法1：选中模块，按下“Delete”键；方法2：选中模块， 同时按下“Ctrl”和“X”键，删除模块并保存到剪贴板中 选中模块，模块四角将出现小方块；单击一个角上的小方块 并按住鼠标左键，拖曳鼠标到合理大小位置
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7.4 运仿真
7.4.1 仿真过程控制 7.4.2 仿真参数设置 7.4.3 示波器的使用
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7.4.1 仿真过程控制
通过设置仿真时间、算法、步长等控制。 参数设置对话框。
向，表示实际模型中信号的流向。
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7.3.3 模块连接
信号线基本操作
操作内容 在模块间连线
移动线段 移动节点
画分支信号线
删除信号线 信号线标签
操作目的 在两个模块之间建立 信号联系 调 整 线 段 的 位 置 ，改 善 模型的外观 可 改 变 折 线 的 走 向 ，改 善模型的外观
从一个节点引出多条 信 号 线 ，应 用 于 不 同 目 的
7.3.2 模块操作
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
操作目的
操作方法
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
方法1：在目标模块上按下鼠标左键，拖动目标模块进入 SIMULINK仿真平台窗口中，松开左键；方法2：在目标模块 上单击鼠标右键，弹出快捷菜单，选择“Add to Untitled”选 项
Simulink的突出特点是支持图 形用户界面（GUI），模型由模 块组成的框图来表示。
启动Simulink有如下3种方式：
在MATLAB的命令窗口直接键入 命令simulink；
用鼠标左键单击MATLAB工具条 上的按钮；
在MATLAB菜单上选择【File】| 【New】|【Model】选项
[Diagram>Format> Show Block Name]，隐藏/显 示标签；方法2：右键单击目标模块，在弹出的快 捷菜单中进行与方法1同样的菜单项选择
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7.3.3 模块连接
模块连接通过信号线实现。 信号线是Simulink模型中另一类最基本的元素，熟悉和正
确使用信号线是创建模型的基础。 信号线并不是简单的连线，它具有一定流向属性且不可逆
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7.2.2 Simulink的工作环境
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7.3 模型的创建
7.3.1 7.3.2 7.3.3 7.3.4
Simulink的基本模块 模块操作 模块连接 模块的参数和属性设置
数学模型
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7.3.1 Simulink的基本模块
模块是构成Simulink系统仿真模 型的基本单元，建模过程主要涉 及Simulink模块的操作。
基本模块库
基本模块库是MATLAB中最早开发 的模块库，包括了连续系统、非 连续系统、离散系统、信号源等 各类子模块库，具有通用性。
专业模块库
Simulink在工程仿真领域的广泛 应用，相关领域专家为满足需要 又开发了诸如通信系统、数字信 号处理、模糊控制、神经网络等 多种专业模块库，专业模块库提 高相关领域的建模效率。
单击模块，拖曳模块到合适的位置，松开鼠标按键
旋转模块
适应实际系统的方向，调 整整个模型的布置
方法1：选中模块，选择菜单命令[Diagram>Rotate &
Flip>Clockwise/Counterclockwise],模块&标签顺/逆时针旋转 90°；选择菜单命令[Diagram>Rotate & Flip>Flip Block]，
删除窗口中不需要的 线段或断开模块间连 线 设 定 信 号 线 的 标 签 ，增 强模型的可读性
操作方法 在上级模块的输出端按住鼠标左键，拖动至下级模块的输入 端，松开鼠标键 选中目标线段，按住鼠标左键，拖曳到目标位置，松开鼠标 左键 选中目标节点，按住鼠标左键，拖曳到目标位置，松开鼠标 左键 方法 1：先按住“Ctrl”键，再选中信号引出点，按 住鼠标左 键，拖曳到下级目标模块的信号输入端，松开鼠标左键； 方法 2：先选中信号引出线，然后在信号引出点按住鼠标右 键，拖曳到下级目标模块的信号输入端，松开鼠标右键
第七讲Simulink仿真
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7.1 初识Simulink
设置系统仿真参数。 运行仿真模型，查看结
果。
6
7.2 Simulink概述
7.1.1 Simulink的概况 7.1.2 Simulink的工作环境
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7.2.1 Simulink的概况
Simulink是MATLAB提供的实现 系统建模和仿真的软件包，是 其相对独立的重要组成部分。
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7.3.2 模块操作
操作内容 操作目的
操作方法
改变标签内 容
按照用户自己意愿 命名模块，增强模 型的可读性
在标签的任何位置上双击鼠标，进入模块标签的 编辑状态，输入新的标签，在标签编辑框外的窗 口中任何地方单击鼠标退出
改变标签位 置
按照用户自己意愿 布置标签位置，改 善模型的外观
方法1：选中模块，选择菜单命令 [Diagram>Rotate & Flip> Flip Block Name]，翻转 标签和模块的位置，选择菜单命令
方法 1：选中目标信号线，然后按“Delete”键； 方法 2：选中目标信号线，使用[Edit>Cut]命令
双击要标注的信号线，进入标签的编辑区，输入信号线标签 内容，在标签编辑框外的窗口中单击鼠标退出
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7.3.4 模块的参数和属性设置
模块的参数设置 双击模块将会弹出模型相应的【参数设置】对话框
模块顺时针旋转180°；方法2：右键单击目标模块，在弹出 的快捷菜单中进行与方法1同样的菜单项选择
复制内部模块
内部复制已经设置好的模 块，而不用重新到模块库 浏览器中选取
方法1：先按住“Ctrl”键，再单击模块，拖曳模块到合适的 位置，松开鼠标按键；方法2：选中模块，使用[Edit>Copy]及 [Edit>Paste]命令
可对多个模块同时进行共 同的操作，如移动、复制 等
删除窗口中不需要的模块
改善模型的外观，调整整 个模型的布置 将模块移动到合适位置， 调整整个模型的布置
方法1：按住“Shift”键，同时用鼠标单击所有目标模块；方 法2：使用“范围框”，即按住鼠标左键，拖曳鼠标，使范围 框包围所有目标模块
方法1：选中模块，按下“Delete”键；方法2：选中模块， 同时按下“Ctrl”和“X”键，删除模块并保存到剪贴板中 选中模块，模块四角将出现小方块；单击一个角上的小方块 并按住鼠标左键，拖曳鼠标到合理大小位置
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7.4 运仿真
7.4.1 仿真过程控制 7.4.2 仿真参数设置 7.4.3 示波器的使用
18
7.4.1 仿真过程控制
通过设置仿真时间、算法、步长等控制。 参数设置对话框。
向，表示实际模型中信号的流向。
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7.3.3 模块连接
信号线基本操作
操作内容 在模块间连线
移动线段 移动节点
画分支信号线
删除信号线 信号线标签
操作目的 在两个模块之间建立 信号联系 调 整 线 段 的 位 置 ，改 善 模型的外观 可 改 变 折 线 的 走 向 ，改 善模型的外观
从一个节点引出多条 信 号 线 ，应 用 于 不 同 目 的