SIMULINK仿真基础
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• 动态斜率限制模块（Rate Limiter Dynamic）：类似于斜率 限制模块，上下限可由外部信号确定。
4、Logic and Bit Operations（逻辑运算模块组）
• 逻辑运算模块（Logical Operator） • 关系运算符（Relational Operator） • 区间测试模块（Interval Test）和动态区间测试模块
可变时间延迟模块（Variable Transport Delay）：输入信号 延时一个可变时间再输出
2、 Discrete（离散模块组）
• 单位延迟模块（Unit Delay）：一个采样周期的延时 • 积分延迟（Integer Delay）：对信号进行N步信号延迟 • 离散时间积分模块（Discrete-time Integrator）：离散信号
• 死区模块（Dead Zone）：可以设置死区开始和结束的时间， 在此时间段内输出信号为零。
• 斜率限制模块（Rate Limiter）：控制线性信号变化的速率 • 动态饱和模块（Saturation Dynamic）：类似于饱和模块，
上下限可由外部信号确定。
• 动态死区模块（Dead Zone Dynamic）：类似于死区模块， 上下限可由外部信号确定。
（ Interval Test Dynamic）：都是判断输入是否属于某个 区间。 • 组合逻辑模块（Combinatorial Logic）、较零模块 （ Compare to Zero)、比较常数模块（ Compare to Constant） • 二进制置1模块（Bit Set）;二进制清零模块（Bit Clear） • 二进制逻辑运算（Bitwise Operator）:将输入的二进制与 给定的二进制数的对应位置进行逻辑运算 • 移位运算（Shift Arithmetic） • 二进制数截取模块（Extract Bits） • 检测减小模块（Detect Decrease）、检测增加模块 （ Detect Increase ）、检测变化模块（Detect Change）
• 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。
• 切换模块（Switch）：通过第二个端口设置限制，在第一 个和第三个端口间转换。
• 多端口切换模块（Multiport Switch）：第一个端口是控 制端口，其余的是数据端口。通过第一个端口来选择要输 出的输入端口。
• Data Store Read, Data Store Memory和 Data Store Write： 对数据进行读取、存储和写入到内存的模块
10、Sinks（信号接受模块组）
• 输出到工作空间模块( Out1)：用来反映整个系统的输出端，在系统 直接仿真时，这样的输出将自动在Matlab工作空间中生成变量。
• 终结模块（Terminator）：用来终结输出信号，在仿真时可以避免 由于某些模块的输出端无连接而导致的警告。
• 输出数据到文件模块（To File）：将模块输入的数据输出到.mat文 件当中
Ports &Subsystems（端口与子系统模块组） Signal Routing（信号通道模块组）
Sinks（信号接受模块组） Sources（信号源模块组）
1、 Continuous （连续模块组）
积分模块（Integrator）：输入信号数值积分 微分模块（Derivative）：输入信号数值微分 状态空间模块（State-Space）：线性状态空间系统模型 传递函数模块（Transfer-Fcn）：线性传递函数模型 零极点模块（Zero-Pole）：以零极点表示的传递函数模型 时间延迟模块（Transport Delay）：输入信号延时一个固定 时间再输出
• 输出数据到工作空间模块（To Workspace）：将模块输入的数据输 出到工作空间当中
• 示波器模块（Scope）：将信号输入到示波器中显示出来。 • X-Y示波器模块（XY Graph）：将两路信号分别作为示波器的两
个坐标轴，以显示信号的相轨迹。
• 显示数据模块（Display）：将输入信号以数字形式显示出来 • 终止仿真模块(Stop Simulation) ：若输入为非零，则强制终止仿真。
• 偏置模块（Bias）：在输入数据的基础上加上一个偏置常数， 然后输出。
• 增益模块（Gain）与滑块增益模块（Slider Gain）：在输入信 号基础上乘以一个设定的数据，然后输出。
• 叉乘模块（Product）和叉除模块（Divide）、元素相乘 （Product of Elements）
• 点乘模块（Dot Product） • 符号函数（Sign）、绝对值模块（Abs）、取反模块（Unary
• 由复数输入转为实部和虚部输出（Complex to Real-Imag） 和由实部和虚部输入转为复数输出（Real-Imag to Complex）
8、Ports &Subsystems（端口与子系统模块组）
• 空白子系统（Subsystem, Atomic Subsystem, CodeReuse Subsystem）：允许用户在其间绘制所需的子系统模型
• 直接查表模块（Direct Look-Up Table (n-D)）：通过输入 元素所在的位置,也就是索引,来输出结果
6、 Math Operations（数学运算模块组）
• 求和模块(Sum)、相加模块（Add）、相减模块（ Subtract ）、 元素求和模块（Sum of Elements）：对输入进行相加或相减
第一节 SIMULINK简介
一、什么是SIMULINK
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，其文件类型为.mdl，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。
二、SIMULINK的启动
1、在MATLAB命令窗口中输入simulink 结果是在桌面上出现一个称为Simulink Library Browser的窗 口，在这个窗口中列出了按功能分类的各种模块的名称。 当然用户也可以通过MATLAB主窗口的快捷按钮来打开 Simulink Library Browser窗口。
5、 Lookup Tables（查表模块组）
• 一维查表模块（Look-Up Table）：给出一组坐标参考值， 则输入量经过查表和插值计算出输出值返回。
• 二维查表模块（Look-Up Table(2-D)）：给出一组二维平 面的高度值，则输入两个量经过查表和插值计算出输出值 返回。
• 动态查表模块（ Look-Up Table Dynamic）：功能类似上 面的模块,只是查表的参考数据是动态输入的。
• 多项式运算模块（Polynomial） • 最值运算模块（MinMax）：对输入信号取最大值和最小
值
• 三角函数模块（Trigonometric）：包括正弦、余弦、正切 等
• 正弦波模块（Sine Wave）：可设置幅值、相角和频率 • 矩阵串联模块（Matrix Concatenation）：对输入数据进
所谓模型化图形输入是指SIMULINK提供了一些按功能分类 的基本的系统模块，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。
SIMULINK 模型有以下几层含义：
11、Sources（信号源模块组）
• 输入端口模块（In1）：用来反映整个系统的输入端，在 模型线性化与命令行仿真时，这个设置非常有用，可作为 信号输入。
• 接地模块（Ground）：用于表示零输入模块。 • 从文件中输入数据模块（From File） • 从工作空间输入数据模块（From Workspace） • 常数模块（Constant）：产生不变常数 • 信号发生器模块（Signal Generator）：可产生正弦、方
波、锯齿等信号，并可设置幅值和频率。 • 脉冲发生器模块（Pulse Generator）：产生脉冲信号，可
设置幅值、周期和宽度等参数。 • 斜坡信号模块（Ramp）、正弦波信号模块（Sine Wave）、
行串联，有两种方式：水平串联和竖直串联
7、 Math Operations（数学运算模块组）（续）
• 修改矩阵维数模块（Reshape）
• 由复数输入转为幅值和相角输出（Complex to MagnitudeAngle）和由幅值和相角输入转为复数输出（MagnitudeAngle to Complex）
• 触发子系统（Triggered Subsystem），使能子系统 （Enabled Subsystem），触发和使能子系统（Enabled and Triggered Subsystem）：分别在触发信号发生时，使 能信号发生时，以及使能和触发信号同时发生时，子系统 可以工作
• 结构控制子系统（For Iterator Subsystem, While Iterator Subsystem）：都是程序控制子系统
Minus）
7、 Math Operations（数学运算模块组）（续）
• 数学函数模块（Math Function）：包括指数函数、对数 函数、求平方、开根号等常用数学函数
• 舍入取整模块（Rounding Function）：对输入数据进行 舍入操作，包括floor、ceil、round和fix
• 转向控制子系统（If Action Subsystem, Switch Case Action Subsystem）：通过条件判断，转向制定的子系统。
9、Signal Routing（信号通道模块组）
• 混路器（Mux）：将多路信号依照向量的形式混合成一路 信号。
• 分路器（Demux）：将混合成的一路信号依照原来顺序分 解成多路信号。
积分 • 离散传递函数模块（Discrete Transfer-Fcn）：离散传递函
数模型 • 离散滤波器（Discrete Filter）：离散滤波器 • 离散零极点（Discrete Zero-Pole）：以零极点表示的离散传
递函数模型 • 差分模块（DFra Baidu bibliotekfference）：计算一步内信号的变化 • 记忆模块（Memory）：输出前一时刻的输入
2、 Discrete（离散模块组）（续）
• 零阶保持器（Zero-Order Hold）：在计算步长内使输出值 保持相同
• 一阶保持器（First-Order Hold）：在计算步长内，按照一 阶插值的方法进行插值，然后输出
3、 Discontinuities（非连续模块组）
• 饱和模块（Saturation）：可设置模块的上下限，当信号超 过上限时，用上限代替，当信号小于下限时，用下限代替。
2、在MATLAB命令窗口中输入simulink3 结果是在桌面上出现一个用图标形式显示的Library :simulink3 的Simulink模块库窗口。
三、SIMULINK的模块库介绍
SIMILINK模块库按功能进行分类，包括以下子库： Continuous（连续模块组） Discrete（离散模块组） Discontinuities（非连续模块组） Logic and Bit Operations（逻辑运算模块组） Math Operations（数学运算模块组） Lookup Tables（查表模块组）
4、Logic and Bit Operations（逻辑运算模块组）
• 逻辑运算模块（Logical Operator） • 关系运算符（Relational Operator） • 区间测试模块（Interval Test）和动态区间测试模块
可变时间延迟模块（Variable Transport Delay）：输入信号 延时一个可变时间再输出
2、 Discrete（离散模块组）
• 单位延迟模块（Unit Delay）：一个采样周期的延时 • 积分延迟（Integer Delay）：对信号进行N步信号延迟 • 离散时间积分模块（Discrete-time Integrator）：离散信号
• 死区模块（Dead Zone）：可以设置死区开始和结束的时间， 在此时间段内输出信号为零。
• 斜率限制模块（Rate Limiter）：控制线性信号变化的速率 • 动态饱和模块（Saturation Dynamic）：类似于饱和模块，
上下限可由外部信号确定。
• 动态死区模块（Dead Zone Dynamic）：类似于死区模块， 上下限可由外部信号确定。
（ Interval Test Dynamic）：都是判断输入是否属于某个 区间。 • 组合逻辑模块（Combinatorial Logic）、较零模块 （ Compare to Zero)、比较常数模块（ Compare to Constant） • 二进制置1模块（Bit Set）;二进制清零模块（Bit Clear） • 二进制逻辑运算（Bitwise Operator）:将输入的二进制与 给定的二进制数的对应位置进行逻辑运算 • 移位运算（Shift Arithmetic） • 二进制数截取模块（Extract Bits） • 检测减小模块（Detect Decrease）、检测增加模块 （ Detect Increase ）、检测变化模块（Detect Change）
• 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。
• 切换模块（Switch）：通过第二个端口设置限制，在第一 个和第三个端口间转换。
• 多端口切换模块（Multiport Switch）：第一个端口是控 制端口，其余的是数据端口。通过第一个端口来选择要输 出的输入端口。
• Data Store Read, Data Store Memory和 Data Store Write： 对数据进行读取、存储和写入到内存的模块
10、Sinks（信号接受模块组）
• 输出到工作空间模块( Out1)：用来反映整个系统的输出端，在系统 直接仿真时，这样的输出将自动在Matlab工作空间中生成变量。
• 终结模块（Terminator）：用来终结输出信号，在仿真时可以避免 由于某些模块的输出端无连接而导致的警告。
• 输出数据到文件模块（To File）：将模块输入的数据输出到.mat文 件当中
Ports &Subsystems（端口与子系统模块组） Signal Routing（信号通道模块组）
Sinks（信号接受模块组） Sources（信号源模块组）
1、 Continuous （连续模块组）
积分模块（Integrator）：输入信号数值积分 微分模块（Derivative）：输入信号数值微分 状态空间模块（State-Space）：线性状态空间系统模型 传递函数模块（Transfer-Fcn）：线性传递函数模型 零极点模块（Zero-Pole）：以零极点表示的传递函数模型 时间延迟模块（Transport Delay）：输入信号延时一个固定 时间再输出
• 输出数据到工作空间模块（To Workspace）：将模块输入的数据输 出到工作空间当中
• 示波器模块（Scope）：将信号输入到示波器中显示出来。 • X-Y示波器模块（XY Graph）：将两路信号分别作为示波器的两
个坐标轴，以显示信号的相轨迹。
• 显示数据模块（Display）：将输入信号以数字形式显示出来 • 终止仿真模块(Stop Simulation) ：若输入为非零，则强制终止仿真。
• 偏置模块（Bias）：在输入数据的基础上加上一个偏置常数， 然后输出。
• 增益模块（Gain）与滑块增益模块（Slider Gain）：在输入信 号基础上乘以一个设定的数据，然后输出。
• 叉乘模块（Product）和叉除模块（Divide）、元素相乘 （Product of Elements）
• 点乘模块（Dot Product） • 符号函数（Sign）、绝对值模块（Abs）、取反模块（Unary
• 由复数输入转为实部和虚部输出（Complex to Real-Imag） 和由实部和虚部输入转为复数输出（Real-Imag to Complex）
8、Ports &Subsystems（端口与子系统模块组）
• 空白子系统（Subsystem, Atomic Subsystem, CodeReuse Subsystem）：允许用户在其间绘制所需的子系统模型
• 直接查表模块（Direct Look-Up Table (n-D)）：通过输入 元素所在的位置,也就是索引,来输出结果
6、 Math Operations（数学运算模块组）
• 求和模块(Sum)、相加模块（Add）、相减模块（ Subtract ）、 元素求和模块（Sum of Elements）：对输入进行相加或相减
第一节 SIMULINK简介
一、什么是SIMULINK
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，其文件类型为.mdl，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。
二、SIMULINK的启动
1、在MATLAB命令窗口中输入simulink 结果是在桌面上出现一个称为Simulink Library Browser的窗 口，在这个窗口中列出了按功能分类的各种模块的名称。 当然用户也可以通过MATLAB主窗口的快捷按钮来打开 Simulink Library Browser窗口。
5、 Lookup Tables（查表模块组）
• 一维查表模块（Look-Up Table）：给出一组坐标参考值， 则输入量经过查表和插值计算出输出值返回。
• 二维查表模块（Look-Up Table(2-D)）：给出一组二维平 面的高度值，则输入两个量经过查表和插值计算出输出值 返回。
• 动态查表模块（ Look-Up Table Dynamic）：功能类似上 面的模块,只是查表的参考数据是动态输入的。
• 多项式运算模块（Polynomial） • 最值运算模块（MinMax）：对输入信号取最大值和最小
值
• 三角函数模块（Trigonometric）：包括正弦、余弦、正切 等
• 正弦波模块（Sine Wave）：可设置幅值、相角和频率 • 矩阵串联模块（Matrix Concatenation）：对输入数据进
所谓模型化图形输入是指SIMULINK提供了一些按功能分类 的基本的系统模块，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。
SIMULINK 模型有以下几层含义：
11、Sources（信号源模块组）
• 输入端口模块（In1）：用来反映整个系统的输入端，在 模型线性化与命令行仿真时，这个设置非常有用，可作为 信号输入。
• 接地模块（Ground）：用于表示零输入模块。 • 从文件中输入数据模块（From File） • 从工作空间输入数据模块（From Workspace） • 常数模块（Constant）：产生不变常数 • 信号发生器模块（Signal Generator）：可产生正弦、方
波、锯齿等信号，并可设置幅值和频率。 • 脉冲发生器模块（Pulse Generator）：产生脉冲信号，可
设置幅值、周期和宽度等参数。 • 斜坡信号模块（Ramp）、正弦波信号模块（Sine Wave）、
行串联，有两种方式：水平串联和竖直串联
7、 Math Operations（数学运算模块组）（续）
• 修改矩阵维数模块（Reshape）
• 由复数输入转为幅值和相角输出（Complex to MagnitudeAngle）和由幅值和相角输入转为复数输出（MagnitudeAngle to Complex）
• 触发子系统（Triggered Subsystem），使能子系统 （Enabled Subsystem），触发和使能子系统（Enabled and Triggered Subsystem）：分别在触发信号发生时，使 能信号发生时，以及使能和触发信号同时发生时，子系统 可以工作
• 结构控制子系统（For Iterator Subsystem, While Iterator Subsystem）：都是程序控制子系统
Minus）
7、 Math Operations（数学运算模块组）（续）
• 数学函数模块（Math Function）：包括指数函数、对数 函数、求平方、开根号等常用数学函数
• 舍入取整模块（Rounding Function）：对输入数据进行 舍入操作，包括floor、ceil、round和fix
• 转向控制子系统（If Action Subsystem, Switch Case Action Subsystem）：通过条件判断，转向制定的子系统。
9、Signal Routing（信号通道模块组）
• 混路器（Mux）：将多路信号依照向量的形式混合成一路 信号。
• 分路器（Demux）：将混合成的一路信号依照原来顺序分 解成多路信号。
积分 • 离散传递函数模块（Discrete Transfer-Fcn）：离散传递函
数模型 • 离散滤波器（Discrete Filter）：离散滤波器 • 离散零极点（Discrete Zero-Pole）：以零极点表示的离散传
递函数模型 • 差分模块（DFra Baidu bibliotekfference）：计算一步内信号的变化 • 记忆模块（Memory）：输出前一时刻的输入
2、 Discrete（离散模块组）（续）
• 零阶保持器（Zero-Order Hold）：在计算步长内使输出值 保持相同
• 一阶保持器（First-Order Hold）：在计算步长内，按照一 阶插值的方法进行插值，然后输出
3、 Discontinuities（非连续模块组）
• 饱和模块（Saturation）：可设置模块的上下限，当信号超 过上限时，用上限代替，当信号小于下限时，用下限代替。
2、在MATLAB命令窗口中输入simulink3 结果是在桌面上出现一个用图标形式显示的Library :simulink3 的Simulink模块库窗口。
三、SIMULINK的模块库介绍
SIMILINK模块库按功能进行分类，包括以下子库： Continuous（连续模块组） Discrete（离散模块组） Discontinuities（非连续模块组） Logic and Bit Operations（逻辑运算模块组） Math Operations（数学运算模块组） Lookup Tables（查表模块组）