第四章第二部分 simulink工具箱的使用

(2)选取模块或模块组
在Simulink模型或模模块已被选中。
若要一次选取多个模块，则在Simulink模型或模块库窗口内， 在这些模块相应的区域的一角按—下鼠标左键不放，拖至该区 域的另—· 对角，这样一个矩形虚线框包围了听要选取的多个 模块，松开鼠标后，这些模块的四角上同时出现小方点，表明 这些模块被一次选中。
第四章 SIMULINK工具箱简介与运用
Simulink是MATLAB软件包之一，用于可视化的动态 系统仿真，它适用于连续系统和离散系统，也适用于 线性系统和非线性系统。它采用系统模块直观地描述 系统典型环节，因此可十分方便地建立系统模型而不 需要花较多时间编程。正由于这些特点，simulink广泛 流行，被认为是最受欢迎的仿真软件。Simulink实际 上是面向结构的系统仿真软件。利用Simulink进行系 统仿真的步骤是： (1)启动Simulink，打开Simulink模块库和模型窗口；
仿真结果的数据可以保存到MATLAB工作空间，这些 数据包括：Time(时间)、States(状态)、Output(系统输出) 和Final state(最终状态)。这些选项可在Workspace I/O页 的 Save to workspace框内的复选框内选择，右边的编 辑框内可键入相应的变量名。应该注意的是若选择 Output，模型框图中必须有相应的输出端口。例如，图 2.40所示系统simulink框图模型没有输出端口，仿真运行 后，没有yout变量数据保留在MATLAB工作空间内。若 将其改为图2.42所示的框图模型，模型中有一个输出端 口，在Simulink Parameters对话框Workspace I/O页内点击 Output复选框．并在右边编辑框内填入相应变量名y1， 然后在Save options框内，选择Format－>Array。仿真运 行后，在MATLAB工作空间内出现了变量y1并可直接查 看y1的数据。当然，也可以选择Structure(结构)、 Structure with Time(带时间的结构)输出数据格式。
(3)在对话框模型窗口内选取Simulation－>Start，仿真开 始，在设置的仿真终止时间仿真结束。仿真开始后Start变为 Pause，选择Pause，仿真暂停。终止仿真则选择Simulation －>Stop菜单。 由上可知，在系统Simulink模型窗口下仿真，主要工作是 利用Simulation Parameters对话框设置仿真参数，仿真参数 设置包括：solver(数值积分算法)，Workspace I/O(工作空间 输入/输出)，Diagnostics(诊断)和Real-Time Workspace(实时 工作空间)。下面介绍solver和Workspace I/O的有关仿真参数 设置方法和内容。
Simulink包含有10个子模块库：Sources(信号源)，Sink(显示输 出)，Continuous(连续)，Discrete(离散)，Function＆Tables(函数 与表格)，Math(数学)，Nonlinear(非线性)，Signals＆Systems(信 号与系统)以及Blocksets＆Toolboxes(模块组与工具箱)， Demo(演示)。每个子模块库中又包含同类型的标准模型，这些 标准模块可直接用于建立系统的Simulink框图模型用于仿真。 打开Simulink模块库和子模块库的方法是： (1)用鼠标右键单击Simulink菜单，出现"Open the „Simulink‟ Library"菜单条； (2)鼠标单击上面菜单条后弹出Library：Simulink 3窗口，窗 口内显各子模块图标； (3)鼠标单击子模块库图标，弹出该子模块库包含的全部标准 模块。如单击图标Continuous，弹出Continuous(连续环节)的全 部标准模块。 Simulink模块库各模块功能介绍见附录。 无名模型窗口(Untitled)是一个空白的模型窗口，这是为用户 提供新建的系统的Simulink模型窗口。
4.2 系统simulink模型的建立
系统Simulink模型是一种以系统环节方块图为基础的方块图 模型，十分直观。系统典型环节或常用环节的方块图在 Simulink模块库中都可以找到，因此建立系统的Simulink模型 十分方便和快捷的。 建立新的系统Simulink模型的主要步骤如下： (1)打开Simulink模型窗口(Untitled)；
②拖动十字光标至另一模块的输入端口，在两模块之间生成一条 带箭头的连线，模块连线完成。
分支线的生成方法如下： 用鼠标右键对准信号线分支点处按下并保持，信号线上显示十字 形光标，拖动它会生成信号线的一条分支线。按此法，可生成多条 分支线。
(7) 模块文件的取名和保存
一旦把模块窗口的各模块连接起来，一个系统的 Simulink模型的建立工作就已完成。
(3)模块拷贝及删除
复制模块并移动至自己的模型窗口内，有两种操作方法： 鼠标拖动法如下： ①打开模块库窗口或模型窗口。 ②将鼠标移至要拷贝的模块图标上，按下鼠标左键选定模块 并保持。 ③移动鼠标将该模块图标拖至目标模型窗口一定位置。 ④松开鼠标左键，模块图标保留在目标模型窗口内，模块拷 贝完成。 菜单命令复制方法如下： ①打开模块库窗口或模型窗口，选定要复制的模块。 ②从Edit菜单中选取Copy命令。 ③用鼠标单击目标模型适当位置。 ④从Edit菜单中选取Paste命令，要拷贝的模块出现在目标模型 窗口里。模块复制完成。 模块的删除有两种方法： ①选取要删除的模型，从Edit菜单中选取Clear和Cut命令，用 Cut命令删除的模块 允许使用Paste粘贴在另一个地方。 ②选定要删除的模块，并按Del键。
(5)模块参数设置 用鼠标双击待设置参数的模块图标，打开模块对话框，按对话框 栏目中提供的信息，输入或改变模块参数。 按Close，模块参数设置或修改完成。 各模块对话框需设置参数不同。 (6)模块的连接 模块之间的连接线是信号线，每根连接线都表示标量或向量信号 的传输，连接线的箭头表示信号流向。连接线把一个模块的输出端 口和另一个模块的输入端口连接起来，也可以利用分支线把一个模 块的输出端口和几个模块的输入端口连接起来。 模块间连接线生成方法如下： ①将鼠标置于某模块的输出端口上，立即呈现一个十字形光标；
启动Simulink的方法有三种：
(1)在MATLAB COMMAND窗口下，直接键入 "Simulink'‟；
(2)单击MATLAB COMMAND窗口工具条上的 Simulink图标；
(3)在MATLAB COMMAND窗口菜单上选择File－ >New—>Model运行后，立即弹出Simulink Library Browser(Simulink模块库浏览器)，同时，还弹出一个 Untitled(未取名的)Simulink模型窗口，。若单击模块 库浏览器窗口中新建图标，也可弹出一个Simulink模 型窗口。
2．Workspace I/O页
设置内容如下： (1)Load from workspace (从工作空间调入数据)
在仿真过程中，从MATLAB工作空间调入数据到Simulink 框图模型的输入端口，因此这个设置要求Simulink框图模型 中有相应的输入端口，即应有信号与系统模块库中的In1模块。 设置时，首先选中复选框input，然后在其右边的编辑框中键 入输入数据的变量名。
选择模块窗口菜单File－>Save As后弹出一个 "Save As"对话框，填入模型文件名，如hexam，按 保存(s)，模型以文件名hexam.mdl保存在用户选择 的子目录内。 按上面方法建立一个简单系统的Simulink模型如 图2.37所示（P92），文件名为hexam.mdl，模型窗口 名为：hexam。
(4)模块调整 ①模块位置改变 用鼠标选取要移动的模块，按下左键并保持，拖动模块至期望 位置，然后松开鼠标。 ②模块大小改变 用鼠标选取模块，并对其中任一四角的小方块出现斜双向箭头， 拖动鼠标即可改变模块大小。 ③模块方向改变 首先选中某模块，然后选取菜单Format－>Rotate Block，使模块 旋转90。若选择Flip Block，使该模块旋转180。应该注意，模块 方向改变只是模块输入输出端口改变。 ④模块名显示与修改： 选定模块，选取菜单Format－>Hide Name，隐藏模型名；选择 Show Name，显示模型名。 用鼠标左键单击模块名，则模块名区域呈编辑状态，通过文字光 标可对模块名进行修改。 用户还可以通过菜单Format－>Font对模型名的字体进行更改， 通过菜单Format－>Flip Name对模型名的位置进行更改。用户还 可以对模块的字体、背景、屏幕颜色进行设置。
1．Solver页
设置内容如下： (1)Simulation time(仿真时间) Start time(仿真开始时间)和Stop time(仿真终止时间)可通过页 内编辑框内输入相应数值，单位“秒“。 (2)solver options(仿真解法选择项) Type(类型)：Variable-step(变步距)和Fixed-step(定步距)两种：
(5)输出选择项(Output Options) 输出选择项有：Refine output(细化输出)、Produce additional output(产 生附加输出)、Produce specified output only(只产生指定输出)。 细化输出是指可以增加输出数据的点数，使输出数据更加平滑。而数 据点数增加的数量由Refine factor(细化系数)来控制，它可由用户在编辑 框内设置。如设置Refine factor为2，则在每个步长中间插入一‘个点使 输出数据细化等。产生附加输出是允许在——个附近时刻产生输出，附 加时刻可通过Output time编辑框由用户没置，没置时可采用附加时刻表 达式或附加时刻向量。产生指定输出是只有在指定的时刻产生仿真输出， 指定时刻可通过Output time编辑框由用户设置。 后两种方式会改变仿真步长来和用户设置的时刻相适应。