第8章 SIMULINK 仿真
SIMULINK仿真
后面的每一列对应每一个输入端口，矩阵的第一行表示某 一时刻各输入端口的输入状态。另外，也可以把矩阵分开 来表示，即MATLAB默认的表示方法[t，u]，其中t是一维 时间列向量，表示仿真时间，u是和t长度相等的n维列向 量（n表示输入端口的数量），表示状态值。例如，在命 令窗口中定义t和u：
条件执行子系统分为
1．使能子系统
使能子系统表示子系统在由控制信号控制时，控制信号由 负变正时子系统开始执行，直到控制信号再次变为负时结 束。控制信号可以是标量也可以是向量。
建立使能子系统的方法是：打开Simulink模块库中的Ports & Subsystems模块库，将Enable模块复制到子系统模型 中，则系统的图标发生了变化。
阵、结构和包含时间的结构3种选择。“Limit data points to last”用来限定保存到工作空间中 的数据的最大长度。 输出选项（Output options）有： ① Refine output（细化输出） ② Produce additional output（产生附加输出） ③ Produce specified output only（仅在指定 的时刻产生输出）
4.1 初识Simulink—— 一个简单的仿 真实例
在MATLAB的命令窗口输入Simulink，或单击MATLAB主 窗口工具栏上的“Simulink”命令按钮即可启动Simulink。 Simulink启动后会显示如图4.1所示的Simulink模块库浏览 器（Simulink Library Browser）窗口。
U (s)
Kp
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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。
Simulink仿真操作基本教程
◼ 在 Simulink 模 型 或 模 块 库 窗
口内，用鼠标左键单击所需 模块图标，图标四角出现黑 色小方点，表明该模块已经 选中。
c) 模块拷贝及删除
◼ 在模块库中选中模块后，按 住鼠标左键不放并移动鼠标 至目标模型窗口指定位置， 释放鼠标即完成模块拷贝。
◼ 模块的删除只需选定删除的 模块，按Del键即可。
a) 启动Simulink。
➢ 单击MATLAB Command窗口工具条上的Simulink图标，或者
在MATLAB命令窗口输入simulink，即弹出图示的模块库窗 口界面(Simulink Library Browser)。该界面右边的窗口给出 Simulink所有的子模块库。
➢ 常用的子模块库有 Sources( 信 号 源 ) ， Sink( 显 示输出),Continuous(线性连 续系统)，Discrete（线性离 散系统)，Function & Table （函数与表格)，Math(数学 运算)， Discontinuities (非 线性)，Demo（演示）等。
图9-15 定步长算法
图9-16 变步长算法
第一章 Simulink动态仿真
① Solver页 ➢ Error Tolerance（误差限度）： 算法的误差是指当前状态值与当前
状态估计值的差值，分为Relative tolerance（相对限度）和Absolute tolerance（绝对限度），通常可选auto。
第一章 Simulink动态仿真
a) 启动Simulink
① 用鼠标右键点击Simulink菜单项，则弹出一菜单条，点击该菜单
条即弹出该子库的标准模块窗口.如单击左图中的【Sinks】,出现 “Open the ‘Sinks’Library”菜单条，单击该菜单条，则弹出右图所 示的该子库的标准模块窗口。
unit8和unit16在simulink中的使用
unit8和unit16在simulink中的使用
Simulink是一种用于模拟和仿真的软件工具，它可以帮助工程师和科学家快速构建和仿真复杂的系统。
它提供了一种可视化的方法来构建模型，并且可以使用不同的单元来构建模型。
其中，Unit8和Unit16是Simulink中常用的两种单元。
Unit8是一种8位数据类型，它可以表示256个不同的值，从0到255。
它可以用于表示较小的数值，如温度、压力等。
Unit8可以用于模拟和仿真中，可以用来表示较小的数值，如温度、压力等。
Unit16是一种16位数据类型，它可以表示65536个不同的值，从0到65535。
它可以用于表示较大的数值，如电压、电流等。
Unit16可以用于模拟和仿真中，可以用来表示较大的数值，如电压、电流等。
Unit8和Unit16在Simulink中都有重要的作用，它们可以用来表示不同的数值，从而帮助工程师和科学家快速构建和仿真复杂的系统。
此外，它们还可以用于模拟和仿真中，可以用来表示不同的数值，从而更好地模拟和仿真系统。
总之，Unit8和Unit16是Simulink中常用的两种单元，它们可以用来表示不同的数值，从而帮助工程师和科学家快速构建和仿真复杂的系统。
它们还可以用于模拟和仿真中，可以用来表示不同的数值，从而更好地模拟和仿真系统。
MATLAB使用Simulink 进行建模与仿真方法
方法/步骤
第一步：我们打开MATLAB软件，然后 在命令窗口中输入simulink或点击左 上角的【新建】，然后选择 【simulink Model】，如下图所示。
方法/步骤
第二步：此时将进入如下图所示的 Simulink界面，我们点击工具栏中的 【Library Browser】，如下图所示。
方法/步骤
第五步：基本的仿真模型需要信号发 生装置，我们可以选择如下图所示的 各种信号发生器，如正弦波信号发生 器，我们将其拖动到仿真模型框图。
方法/步骤
第六步：有了信号发生装置，作为一 个合理的仿真模型则必有信号接收与 显示装置，如下图所示，我们可以选 择Scope进行波形显示。
方法/步骤
第七步：我们选择好基本的输入输出 装置后，如下图所示，我们在仿真模 型框图中布局好装置位置并进行连线。
方法/步骤
第八步：仿真模型连线完毕后，检查 无误后我们就可以按下【Run】按钮， 运行我们的仿真程序了，如下图所示， 我们可以在显示器件中观察仿真结果， 并进行模型调整与修改。
注意事项
Simulink是 MATLAB很强大的系统建模、仿真和分析功能组件，上述方法、步骤只介绍了使用 Simulink搭建最基础的输入输出模型。
参考资料：Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析
《Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析》是2008年清华大学出版的一本图书，作者是 邵玉斌。
参考资料：基于matlab/simulink的通信系统建模与仿真（十三五）
《基于matlab/simulink的通信系统建模与仿真（十三五）》是2017年10月北京航空航天大学出 版社出版的图书，作者张瑾，周原，姚巧鸽，赵静。本书以MATLAB R2016a为平台,通过大量的 MATLAB、Simulink仿真实例,加深读者对通信系统原理的理解。
精通matlab6.5版 8. SIMULINK交互式仿真集成环境
第八第八章章 SIMULINK SIMULINK 交互式仿真集成环境交互式仿真集成环境8.1 引导SIMULINK 是一个进行动态系统建模、仿真和综合分析的集成软件包。
它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。
在SIMULINK 提供的图形用户界面GUI 上，只要进行鼠标的简单拖拉操作就可构造出复杂的仿真模型。
它外表以方块图形式呈现，且采用分层结构。
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。
从分析研究角度讲，这种SIMULINK 模型不仅能让用户知道具体环节的动态细节，而且能让用户清晰地了解各器件、各子系统、各系统间的信息交换，掌握各部分之间的交互影响。
在SIMULINK 环境中，用户将摆脱理论演绎时需做理想化假设的无奈，观察到现实世界中摩擦、风阻、齿隙、饱和、死区等非线性因素和各种随机因素对系统行为的影响。
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。
由于SIMULINK 环境使用户摆脱了深奥数学推演的压力和烦琐编程的困扰，因此用户在此环境中会产生浓厚的探索兴趣，引发活跃的思维，感悟出新的真谛。
在MATLAB6.x 版中，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。
本书无意论述涉及工具包的专业内容，而只是集中阐述：SIMULINK 的基本使用技法和相关的数值考虑。
节8.1虽是专为SIMULINK 初学者写的，但即便是熟悉SIMULINK 以前版本的读者也值得快速浏览这部分内容，因为新版的界面、菜单、工具条、模块库都有较大的变化。
第8.2节比较详细地阐述建模的基本操作：通用模块的具体化设置、信号线勾画、标识、模型窗参数设置。
simulink仿真
信源 系统 星宿
利用Simulink进行系统仿真的步骤是： 1、启动Simulink，打开Simulink模块库 2、打开空白模型窗口； 3、建立Smulink仿真模型； 4、设置仿真参数，进行仿真； 5、输出仿真结果。
（二）、模块的编辑 1、添加模块 2、选取模块 3、复制与删除模块 模块的复制包括两种：一是从模块库中将标准 模块复制到模型窗口中，另一种是在模型窗口中将 模型再复制。选中模块，按Delete键就可删除或点 击鼠标右键，选择Cut也可对模块进行剪切 4、模块的移动 将光标置于待移动的模块图标上，按住鼠标左 键不放，把该模块拖至目标位置后，松开左键就完 成了移动。 5、改变模块对象大小 用鼠标选择模块图标，再将鼠标移到模块对象 四周的控制小块处，当鼠标指针变成指向四周的小
箭头时，按住鼠标左键不放，拖至合适大小即可。 6、改变模块对象的方向 在Simulink中，模块输入端口位于模块左侧， 输出端口位于模块右侧，但有时需要对其方向进 行改变。方法是：用鼠标选中模块对象，利用 “Format →Flip Block”(快捷键Ctrl +I)可将模块顺 时针旋转180°；或者利用“Format →Rotate Block”(快捷键Ctrl +R)或将模块顺时针旋转90°。 7、颜色设定 Format菜单中的“Foreground Color”命令可以 改变模块的前景颜色，“Background Color”命令 可以改变模块的背景颜色；而模型窗口的颜色可 以通过“Screen Color”命令来改变。此外，还可 以选择“Format →Show drop shadow”为模块生 成阴影等。
In1
Pulse Generator
输入端口模块(同端口与子系统模块中In1)
MATLABSimulink仿真(最精简)
Format--Foreground Color改模块前景 颜色;
Format--Background Color改模块背景 颜色;
Format-- Screen Color改模型窗口的颜 色。
19
8.3.3 simulink功能模块的处理
8.参数设定：双击模块, 从而对模块进行参 数设定。 9.属性设定：选中模块，Edit--Block Properties
1.将仿真结果信号输入到输出模块
(1)“Scope”示波器
(2)“XY Graph”二维X-Y图形显示器
(3)“Display”数字显示器中,直接查看。
34
6.5 观察Simulink的仿真结果
2.将仿真结果信号输入到“To Workspace”模
块中,再用绘图命令在MATLAB命令窗口里
绘制出图形。
8
8.3.1 SIMULINK的模块库
1. 常用元件模块
9
8.3.1 SIMULINK的模块库
2. 连续模块
10
8.3.1 SIMULINK的模块库
3. 离散模块
11
8.3.1 SIMULINK的模块库
4. 数学模块
12
8.3.1 SIMULINK的模块库
5.输入源模块
13
8.3.2 simulink模型的建立
本章目标
了解Simulink基本模块的性质
掌握系统仿真的方法
1
主要内容
8.1 Simulink与系统仿真
8.2 Simulink的使用 8.3 Simulink的基本模块 8.4 功能模块的处理 8.5 设置仿真参数
8.6 观察Simulink的仿真结果
SIMULINK仿真基础
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
• 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。
（ 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）
Simulink电路仿真入门基础
Simulink与其他MATLAB工具箱无缝集成，可以方便地扩展模型以包 括其他领域的组件和算法。
Simulink的应用领域
控制系统设计
Simulink广泛应用于控制系统的建模和仿真， 帮助工程师验证和优化控制系统设计。
数字信号处理
Simulink在数字信号处理领域中用于设计和分 析滤波器、频谱分析等算法。
例如，`Scope`模块可用于显示波形图，`XY Graph`模块可用于显示二维图形，`Table`模块可用于显 示数据表格。
05
电路仿真实例
RC电路仿真
总结词
RC电路是一种常见的模拟电路，由电阻和电容组成，用于模拟一阶动态系统。
详细描述
在Simulink中，可以通过搭建RC电路模型，设置适当的电阻和电容参数，进行电路仿真。通过观察仿真结果， 可以了解RC电路的动态特性和响应。
Simulink的功能和特点
可视化建模
Simulink提供了丰富的库和工具，使用户能够通过拖放组件来创建模 型，而无需编写大量代码。
交互式仿真
Simulink支持交互式仿真，用户可以在模拟过程中暂停、继续、单步 执行等，以便更好地理解系统的动态行为。
多领域仿真
Simulink适用于多个领域，如控制系统、通信系统、数字信号处理等。
02
设置仿真时间范围
03
配置其他仿真参数
根据电路的工作频率和所需的分 析时间，设置合适的仿真时间范 围。
根据需要配置其他仿真参数，如 初始条件、仿真精度、求解器等。
运行仿真并分析结果
启动仿真
在设置好仿真参数后，可以启动仿真 过程。
查看仿真结果
仿真完成后，可以在Simulink中查看 各种波形图、数据表等结果，以分析
Simulink仿真基础 课件
即可。名称在功能模块上的位置也可以变换180度，可以用Format菜 单中的Flip Name来实现，也可以直接通过鼠标进行拖曳。Hide Name可以隐藏模块名称。 ▪ 7)颜色设定：Format菜单中的Foreground Color可以改变模块的前景 颜色，Background Color可以改变模块的背景颜色；而模型窗口的颜 色可以通过Screen Color来改变。
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。Workspace I/O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。
▪ 仿真结果保存与分析采用SCOPE模块和其 他的画图模块，在仿真进行的同时，就可 观看到仿真结果。除此之外，用户还可以 在改变参数后来迅速观看系统中发生的变 化情况。仿真的结果还可以存放到 MATLAB的工作空间里做事后处理。
Variable Transport Delay：输入信号延时一 个可变时间再输出
▪ 简单模型的建立
▪ （1）建立模型窗口
▪ （2）将功能模块由模块库窗口复制到模 型窗口
▪ （3）对模块进行连接，从而构成需要的 系统模型
▪ 模型的特点
▪ 在SIMULINK里提供了许多如Scope的接 收器模块，这使得用SIMULNK进行仿真具 有像做实验一般的图形化显示效果。
进行以下的基本操作。 ▪ 1)移动：选中模块，按住鼠标左键将其拖曳到所需的位置即可。若要脱离线
而移动，可按住shift键，再进行拖曳。 ▪ 2)复制：选中模块，然后按住鼠标右键进行拖曳即可复制同样的一个功能模
(入门)超经典_simulink仿真
学习建议及资源推荐
学习建议
建议初学者从基础概念入手，逐步掌握建模与仿真方法；同时，多动手实践，通过案例分析加深对知识的理解。
资源推荐
推荐参考书籍《MATLAB/Simulink系统仿真》、在线课程《Simulink从入门到精通》以及MATLAB官网的教程 和案例库等学习资源。
THANK YOU
感谢各位观看
自适应滤波算法
根据输入信号的统计特性自适应地调 整滤波器参数，用于信号预测、回声 消除等应用。
基于Simulink的数字信号处理实例分析
数字滤波器设计实例
通过Simulink搭建数字滤波器模型，包括滤波器系数设计和滤波器结构实现，对输入 信号进行滤波处理并观察输出结果。
FFT算法实现实例
利用Simulink中的FFT模块实现快速傅里叶变换算法，对输入信号进行频谱分析并显示 频谱图。
启动方法
在MATLAB命令窗口中输入 “simulink”命令，或点击MATLAB 工具栏中的Simulink图标，即可启动 Simulink。
模型创建与保存
创建新模型
在Simulink启动后，选择“File”菜 单中的“New”选项，然后选择 “Model”即可创建一个新的 Simulink模型。
离散时间系统
对离散时间信号进行处理的系统，可以是线性的或非线性的，时变 的或时不变的。
常见数字信号处理算法介绍
离散傅里叶变换（DFT）
将有限长序列分解为不同频率的正弦 波和余弦波之和，用于信号分析和处 理。
快速傅里叶变换（FFT）
是DFT的高效算法，用于快速计算序 列的频谱。
数字滤波器设计
根据滤波器的性能指标，设计数字滤 波器的系数和结构，用于信号的滤波 和去噪。
simulink仿真全参数设置
1.变步长(Variable—Step)求解器可以选择的变步长求解器有：ode45，ode23，ode113，odel5s，ode23s和discret．缺省情况下，具有状态的系统用的是ode45；没有状态的系统用的是discrete．1)ode45基于显式Runge—Kutta(4，5)公式，Dormand—Prince对．它是—个单步求解器(solver)。
也就是说它在计算y(tn)时，仅仅利用前一步的计算结果y(tn-1)．对于大多数问题．在第一次仿真时、可用ode45试一下．2)ode23是基于显式Runge—Kutta(2，3)．Bogackt和Shampine对．对于宽误差容限和存在轻微刚性的系统、它比ode45更有效一些．ode23也是单步求解器．3)odell3是变阶Adams-Bashforth—Moulton PECE求解器．在误差容限比较严时，它比ode45更有效．odell3是一个多步求解器，即为了计算当前的结果y(tn），不仅要知道前一步结果y(tn-1)，还要知道前几步的结果y(tn-2)，y(tn-3)，…；4)odel5s是基于数值微分公式(NDFs)的变阶求解器．它与后向微分公式BDFs(也叫Gear方法)有联系．但比它更有效．ode15s是一个多步求解器，如果认为一个问题是刚性的，或者在用ode45s时仿真失败或不够有效时，可以试试odel5s。
odel5s是基于一到五阶的NDF公式的求解器．尽管公式的阶数越高结果越精确，但稳定性会差一些．如果模型是刚性的，并且要求有比较好的稳定性，应将最大的阶数减小到2．选择odel5s求解器时，对话框中会显示这一参数．可以用ode23求解器代替。
del5s，ode23是定步长、低阶求解器．5)ode23s是基于一个2阶改进的Rosenbrock公式．因为它是一个单步求解器，所以对于宽误差容限，它比odel5s更有效．对于一些用odel5s不是很有效的刚性问题，可以用它解决．6)ode23t是使用“自由”内插式梯形规则来实现的．如果问题是适度刚性，而且需要没有数字阻尼的结果，可采用该求解器．7)ode23tb是使用TR—BDF2来实现的，即基于隐式Runge—Kutta公式，其第一级是梯形规则步长和第二级是二阶反向微分公式．两级计算使用相同的迭代矩阵．与ode23s相似，对于宽误差容限，它比odtl5s更有效．8)discrete(变步长)是simulink在检测到模型中没有连续状态时所选择的一种求解器．2.定步长(Flxed—Step)求解器可以选择的定步长求解器有：ode5，ode4，ode3，ode2，ode1和discrete．1)ode5是ode45的一个定步长版本，基于Dormand—Prince公式．2）ode4是RK4，基于四阶Runge—Kutta公式．3) ode3是ode23的定步长版本，基于Bogacki-Sbampine公式．4) ode2是Heun方法，也叫作改进Euler公式．5) odel是Euler方法．6) discrete(定步长)是不执行积分的定步长求解器．它适用于没有状态的模型，以及对过零点检测和误差控制不重要的模型．3.诊断页（Diagnostics)可以通过选择Simulation Parameters对话框的Diagnostics标签来指明在仿真期间遇到一些事件或者条件时希望执行的动作．对于每一事件类型，可以选择是否需要提示消息，是警告消息还是错误消息．警告消息不会终止仿真，而错误消息则会中止仿真的运行．（1）一致性检查一致性检查是一个调试工具．用它可以验证Simulink的0DE 求解器所做的某些假设．它的主要用途是确保s函数遵循Simulink内建模块所遵循的规则．因为一致性检查会导致性能的大幅度下阵(高达40％)，所以一般应将它设为关的状态．使用一致性检查可以验证s函数，并有助于确定导致意外仿真结果的原因．为了执行高效的积分运算，Simulink保存一些时间步的结果，并提供给下一时间步使用．例如，某一时间步结束的导数通常可以放下一时间步开始时再使用．求解器利用这一点可以防止多余的导数运算．一致性检查的另一个目的是保证当模块被以一个给定的t(时间)值调用时．它产生一常量输出．这对于刚性求解器(ode23s和odel5s)非常重要，因为当计算Jacobi行列式时．模块的输出函数可能会被以相同的t值调用多次．如果选择了一致性检查，Simulink 置新计算某些值，并将它们与保存在内存中的值进行比较，如果这些值有不相同的，将会产生一致性错误．Simulink比较下列量的计算值：1）输出；2）过零点3）导数；4）状态．（2）关闭过零点检测可以关闭一个仿真的过零点检测．对于一个有过零点的模型，关闭过零点检测会加快仿真的速度，但是可能影响仿真结果的精度．这一选项关闭那些本来就有过零点检测的模块的过零点检测．它不能关闭Hir crossing模块的过零点检测．（3）关闭优化I/O存储选择该选项，将导致Simulink为每个模块约I／()值分配单独的缓存，而不是重新利用援存．这样可以充分增加大模型仿真所需内存的数量．只有需要调试模型时才选择该选项．在下列情况下，应当关闭缓存再利用；1)调试一个C-MEX S-函数；2)使用浮点scope或display模块来察看调试模型中的信号．如果缓存再利用打开，并且试图使用浮点scope或display模块来显示缓存已被再利用的信号，将会打开一个错误对话框．（4）放松逻辑类型检验选择该选项，可使要求逻辑类型输入的模块接受双精度类型输入．这样可保证与Simulink 3版本之前的模型的兼容性．4.提高仿真性能和精度仿值性能相精度由多种因素决定，包括模型的设计和仿真参数的选择．求解器使用它们的缺省参数值可以使大多数模型的仿真比较精确有效，然而，对于一些模型如果调整求解器相仿真参数将会产生更好的结果．而且，如果对模型的性能比较熟悉，并且将这些信息提供给求解器，得到的仿真效果将会提高。
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的仿真运行
图6-35
1、调整示波器Y轴范围： 在示波器模块的窗口中右点鼠标—点Axes properties —调整Y轴范围。 2、调整示波器X轴范围： 在波器模块的窗口中，利用快捷按钮“ ”， 可打开示波器模块参数对话框,调整Time range--点ok 3、波形失真的修改： 在模型编辑窗口，点菜单simulation– 点simulation parameters调整Max step size为 0.1或更小。 4、工具栏中快捷按钮 自动调整X轴与Y轴范围。
5.4 SIMULINK模型的仿真运行 模型的仿真运行 构建好一个系统的模型之后，就是运行模型， 得出仿真结果。仿真的完整过程分成三个步骤： 1、设置仿真参数 仿真的目的就是求系统数学模型的解，最基本 的算法是数值积分法。在启动仿真之前，先设置仿 真算法和参数。 2、启动仿真 3、仿真结果分析
一、设置仿真参数和选择解算器 设置仿真参数和选择解算器，在模型编辑窗口 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。 I. Solver页，它允许用户设置仿真的开始和结束 时间，选择解算器，说明解算器参数及选择一 些输出选项。
kp=0.478,ki=9.36
仿真步长模式：用户在Type后面的第一个下拉选 项框中指定仿真的步长选取方式，可供选择的 有Variable-step（变步长）和Fixed-step（固定步 长）方式。变步长模式可以在仿真的过程中改 变步长，提供误差控制和过零检测。固定步长 模式在仿真过程中提供固定的步长，不提供误 差控制和过零检测。 用户还可以在第二个下拉选项框中选择对应模式 下仿真所采用的算法。 变步长模式解法器有：ode45，ode23，ode113， ode15s，ode23s，ode23t，ode23tb和discrete。
《SIMULINK仿真》PPT课件
• • • • • • • • • • • • •
（4）Discrete（离散系统模块库） 模块包括描述离散时间系统的模块，其中主要模块有： Difference（差分）； Discrete Derivative（离散微分）； Discrete Filter（离散滤波器）； Discrete State-Space（离散状态空间模型）； Discrete Transfer Fcn（离散传递函数）； Discrete Zero-Pole（以零极点表示的离散传递函数模型）； Discrete Time Integrator（离散时间积分器）； First-Order Hold（一阶采样和保持器） Integer Delay（整数延迟）； Zero-Order Hold（零阶采样和保持器）； Unit Delay（单位延迟）；
4.1.3 SIMULINK界面窗口介绍
SIMULINK模型创建窗口
Simulink的工作原理
• • • • • 仿真包括以下几个步骤。 （1）模型编译 （2）连接 （3）仿真执行 一般仿真模型都采用数值积分来仿真 的，相邻两个时间点的长度为步长，步长 的大小取决于求解器的类型。
4.1.4 SIMULINK的常用模块库
• • • • • • • • • •
（11）Sources（输入源模块库） Band-Limited White Noise（带宽限制的白噪声）； Clock（时钟信号）； Constant（常数信号）； Pulse Generator（脉冲发生器）； Repeating Sequence（重复序列信号）； Signal Generator（信号发生器）； Sine Wave（正弦波信号）； Random Number（随机数）； Step（阶跃波信号）；
Simulink系统仿真课程设计
Simulink系统仿真课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解Simulink的基本原理和功能，掌握Simulink的常用模块及其使用方法。
2. 学生能运用Simulink构建数学模型，实现对动态系统的仿真和分析。
3. 学生能掌握Simulink与MATLAB的交互操作，实现数据传递和模型优化。
技能目标：1. 学生具备运用Simulink进行系统仿真的能力，能独立完成简单系统的建模和仿真。
2. 学生能通过Simulink对实际工程问题进行分析，提出解决方案，并验证其有效性。
3. 学生具备团队协作能力，能与他人合作完成复杂系统的仿真项目。
情感态度价值观目标：1. 学生对Simulink系统仿真产生兴趣，提高对工程学科的认识和热爱。
2. 学生在仿真实践中，培养严谨的科学态度和良好的工程素养。
3. 学生通过课程学习，增强解决实际问题的信心，形成积极向上的学习态度。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，结合理论知识，培养学生运用Simulink进行系统仿真的能力。
学生特点：学生具备一定的MATLAB基础，对Simulink有一定了解，但实际操作能力较弱。
教学要求：注重理论与实践相结合，强化动手能力训练，培养学生解决实际问题的能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，提高学生的综合素质。
通过课程学习，使学生能够独立完成系统仿真项目，并为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. Simulink基础操作与建模- 熟悉Simulink环境，掌握基本操作。
- 学习Simulink常用模块，如数学运算、信号处理、控制等模块。
- 结合教材章节，进行实际案例分析，让学生了解Simulink建模的基本过程。
2. 系统仿真与分析- 学习Simulink仿真参数设置，掌握仿真算法和步长设置。
- 利用Simulink对动态系统进行建模与仿真，分析系统性能。
- 结合实际案例，让学生通过仿真实验，掌握系统性能分析方法。
Simulink仿真教程
S i m u l i n k仿真教程-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIANSimulink仿真教程1.1 Simulink 基本操作1.1.1 启动Simulinka)打开单击MATLAB Command窗口工具条上的Simulink图标，或者在MATLAB命令窗口输入Simulink，即弹出图示的模块库窗口界面(Simulink Library Browser)。
该界面右边的窗口给出Simulink所有的子模块库。
常用的子模块库有Sources(信号源)，Sink(显示输出),Continuous(线性连续系统)，Discrete（线性离散系统)，Function & Table（函数与表格)，Math(数学运算)， Discontinuities (非线性)，Demo（演示）等。
每个子模块库中包含同类型的标准模型，这些模块可直接用于建立系统的Simulink框图模型。
可按以下方法打开子模块库:1)用鼠标左键点击某子模块库(如【Continuous】)，Simulink浏览器右边的窗口即显示该子模块库包含的全部标准模块。
2)用鼠标右键点击Simulink菜单项，则弹出一菜单条，点击该菜单条即弹出该子库的标准模块窗口.如单击左图中的【Sinks】,出现“Open the ‘Sinks’Library”菜单条，单击该菜单条，则弹出右图所示的该子库的标准模块窗口。
b)打开空白窗口模型模型窗口用来建立系统的仿真模型。
只有先创建一个空白的模型窗口，才能将模块库的相应模块复制到该窗口，通过必要的连接，建立起Simulink仿真模型。
也将这种窗口称为Simulink仿真模型窗口。
以下方法可用于打开一个空白模型窗口：1)在MATLAB主界面中选择【File:New?Model】菜单项；2)单击模块库浏览器的新建图标；3)选中模块库浏览器的【File : New ? Model】菜单项。
Simulink仿真入门到精通（二）Simulink模块
Simulink仿真⼊门到精通（⼆）Simulink模块2.1 Simulink模块的组成要素⽤户构建系统模型时⽆需直接⾯对成千上万⾏的代码，⽽是通过模块化图形界⾯以模块化的⽅式构建，能够使理解变得容易，让⼤脑减负。
通过层次化模块分布将系统功能模块化，⽽将每个功能的细节隐藏在模块内部。
模块的构成元素1. 输⼊/输出端⼝：作为模块之间传递数据的纽带，连接输⼊信号和输出信号。
2. 模块外观：通常为矩形或圆形，上⾯带有说明⽂字或图像并显⽰有输出/输出端⼝名。
3. 模块对话框：双击模块外观后弹出的参数GUI，可以在参数控件上进⾏参数设置。
Ctrl+R顺时针旋转90°模块的属性及参数1. gcb：获取当前被选中的模块2. gcbh：获取当前被选中的模块的句柄3. get(handle)：获取模块的属性信息4. inspect(handle)：通过属性观察器⽅式罗列模块的属性信息5. get_param(block,prop_string)：获取block模块的prop_string属性值6. set_param(block,prop_string,prop_value)：将block模块的prop_string属性的值设为prop_value。
prop_string，prop_value可以多对出现>> new_system('mymodel')>> open_system('mymodel')>> gcbans ='mymodel/Constant'>> get(gcbh)Path: 'mymodel'Name: 'Constant'Tag: ''Description: ''Type: 'block'Parent: 'mymodel'Handle: 1.8170e+03HiliteAncestors: 'none'RequirementInfo: ''FontName: 'auto'FontSize: -1FontWeight: 'auto'FontAngle: 'auto'Selected: 'on'MaskType: ''......常⽤属性列表属性名作⽤说明Path模块在模型中的路径Name模块的名字ShowName模块的名字是否显⽰出来BlockType模块的类型名Handle模块的句柄，double数据表⽰Position模块的边框在当前模型中的位置ForegroundColor模块的前景⾊BackgroundColor模块的背景⾊Sample Time模块的采样时间FontAngle字体斜度FontName字体名FontSize字体⼤⼩FontWeight字体粗度......>> set_param(gcbh,'BackgroundColor','yellow')>> set_param(gcbh,'ForegroundColor','red')set_param/get_param的第⼆个参数使⽤的不是提⽰标签，⽽是参数的变量名。
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。
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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
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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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4 模块参数设置
用鼠标双击指定模块图标，打开模块对话框，根据 对话框栏目中提供的信息进行参数设置或修改。 ➢ 例如双击模型窗口的scope模块，弹出图示对话框， 在对话框中分别输入横轴个数、时间范围，等， 点击OK键，完成该模型的设置，如右下图所示：
5 模块的连接
模块之间的连接是用连接线将一个模块的输出端与 另一模块的输入端连接起来；也可用分支线把一个 模块的输出端与几个模块的输入端连接起来。
2 模块拷贝及删除
在模块库中选中模块后，按住鼠标左键不放并移 动鼠标至目标模型窗口指定位置，释放鼠标即完 成模块拷贝。
模块的删除只需选定删除的模块，按Del键即可。
3 模块调整
改变模块位置、大小：选中模块，拖至新的位置；选中 模块进行大小的缩放。
改变模块方向
➢ 使模块输入输出端口的方向改变。选中模块后， 选 取 菜 单 Format→RotateBlock ， 可 使 模 块 旋 转 900。 Format→FlipBlock，旋转1800
长算法两类。定步长支持的算法可在Fixed step size编辑框 中指定步长或选择auto，由计算机自动确定步长，离散系 统一般默认地选择定步长算法，在实时控制中则必须选用 定步长算法；变步长支持的算法如图9-16所示，对于连续 系统仿真一般选择ode45，步长范围使用auto项。
图9-15 定步长算法
1 Sources库
也可称为信号源库，该库包
含了可向仿真模型提供信号
的模块。它没有输入口，但 至少有一个输出口。
双击图标 的模块图：
即弹出该库
➢ 在该图中的每一个图标都是一 个信号模块，这些模块均可拷 贝到用户的模型窗里。用户可 以在模型窗里根据自己的需要 对模块的参数进行设置（但不 可在模块库里进行模块的参数 设置).
[说明] ➢ 上述参数中，若省略timespan,option,ut则由框图模型的
对话框Simulation Parameters设置仿真参数。
back
8.3.2 仿真参数设置
1、仿真参数对话框 点击Simullink模型窗simulation菜单下的Parameters命令，弹出 仿真参数对话框如右图所示。用得较多的主要是Solver页和 Workspace I/O页。
5、Sources（输入源模块） sources.mdl P266
Constant：常数信号。 Clock：时钟信号。 From Workspace：来自MATLAB的工作空间。 From File(.mat)：来自数据文件。 Pulse Generator：脉冲发生器。 Repeating Sequence：重复信号。 Signal Generator：信号发生器，可以产生正弦、方波、锯齿 波及随意波。 Sine Wave：正弦波信号。 Step：阶跃波信号。
连接线生成是将鼠标置于某模块的输出端口(显一 个十字光标) ，按下鼠标左键拖动鼠标至另一模块 的输入端口即可。 分支线则是将鼠标置于分支点， 按下鼠标右键，其余同上。
连接线(左键)
分支线(右键)
8.2 Simulink的基本模块
SIMILINK模块库按功能进行分类，包括以下8类子库： Continuous（连续模块） Discrete（离散模块） Function&Tables（函数和平台模块） Math（数学模块） Nonlinear（非线性模块） Signals&Systems（信号和系统模块） Sinks（显示模块） Sources（输入源模块）
示波器属性对话框Data history页
【例8-1】示波器应用示例。Simulink仿真模型如左图所示，示波器输 入为3（Y轴个数为3）。右图为该示波器显示的三路输入信号的波形.
Signals & Systems 库
：信号分路器 。
将混路器输出的信号依照原来的构成方法分解 成多路信号。
：信号汇总器
② Workspace I/O页
这个页面的作用是定义将仿真结果输出到工作空间，以及从工作 空间得到输入和初始状态。
1、 Math（数学模块）
Sum：加减运算 Product：乘运算 Dot Product：点乘运算 Gain：比例运算 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
Trigonometric Function：三角函数，包括正弦、余弦、正切 等
MinMax：最值运算 Abs：取绝对值 Sign：符号函数
按钮。 (3)在MATLAB命令窗口File菜单中选择New菜单项下的Model命令。
2. Simulink的退出 为了退出Simulink，只要关闭所有模型窗口和Simulink模块库窗 口即可。
8.1.2 Simulink窗口 1.simulink库浏览器窗口 2.simulink模型构建窗口
➢ 示波器属性对话框
设置Y轴个数 设置显示的时间范围
选择轴的标注方法
确定显示频度(每隔n-1个 数据点显示一次) 确定显示点的时间间隔(缺 省为0表示连续显示)
示波器属性对话框General页
➢ 示波器属性对话框
设定缓冲区接受 数据的长度,勾选 为缺省状态,其值 为5000
确定示波器数据 是否保存到 MATLAB 工 作 空 间。若勾选则为 保存，且需确定 变量名和保存格 式(缺省时,不被 勾选)
① Solver页
➢ Simulation time（仿真时间）: 设置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”。另外，用户还可以利用Si nks库中的Stop模块来强行中止仿真。
① Solver页 ➢ Solver options（仿真算法选择）: 分为定步长算法和变步
Real-Imag to Complex：由实部和虚部输入合成复数输出
2、Signal Routing（信号通路模块）
Mux：将多个单一输入转化为一个复合输出。 Demux：将一个复合输入转化为多个单一输出。 3、Ports&Subsystems（端口与子系统） SubSystem：建立新的封装（Mask）功能模块
将多路信号依照向量的形式混合成一路信号。
(a)
(b)
8.3 系统仿真运行
1. Simulink模型窗口下仿真 步骤 ① 打开Simulink仿真模型窗口，或打开指定的.mdl文件; ② 设置仿真参数：在模型窗口选取菜单【Simulation: Parameters】,弹出 “Simulation Parameters” 对话框， 设置仿真参数，然后按【OK】即可；
SubSystem Examples: 子系统实例
4、Sinks（显示模块或接收器模块） sinks.mdl
Scope：示波器。
XY Graph：显示二维图形。
To Workspace：将输出写入MATLAB的工作空 间。
To File(.mat)：将输出写入数据文件。
Ground：连接到没有连接到的输入端。 Terminator：连接到没有连接到的输出端。
参数对话框中设置每个坐标的变
化范围)，当X、Y分别为正、余
弦信号时，其显示图形如下：
示波器:显示在仿真过程产生的信号波形。双 击该图标,弹出示波器窗如右图所示：
打开示波器 属性对话框
分别管理X-Y、 X和Y轴向变焦
取当前窗中信号 最大、最小值为
纵坐标的上下限
设置为浮动示 波器
把当前轴的设置 保存为该示波器 的缺省设置
图9-16 变步长算法
① Solver页 ➢ Error Tolerance（误差限度）： 算法的误差是指当前状
态值与当前状态估计值的差值，分为Relative tolerance （相对限度）和Absolute tolerance（绝对限度），通常 可选auto。
➢ Output options(输出选择 项)：有Refine output(细 化输出）、Produce additi onal output（产生附加输 出）、Produce specified o utput only（只产生指定 输出）。
① Sine Wave：产生幅值、频率可设置的正弦波信号。 ➢ 双击图标 (认定该模块已拷贝到用户模型窗， 以下均如此),弹出正弦波的参数设置框图。图中参 数为Simulink默认值，用户可根据需要对这些参数 重新设置。
➢ 幅值、频率为2，基准为 0.5，其波形如下图所示：
② Step：产生幅值、阶跃时间可设置的阶跃信号。
➢ 双击图标
,弹出阶跃信号的参数设置框图。图中参数为
Simulink默认值。
➢ 当设置幅值为0.8,阶跃时间 为1秒时，阶跃波形如下图 所示：
2 Sinks 库
该库包含了显示和写模块输出的 模块。双击 即弹出该库的模 块图：
①
：数字表，显示指定模
块的输出数值。
②
：X-Y绘图仪用同一图形窗
口，显示X-Y坐标的图形(需先在
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。
利用Simulink进行系统仿真的步骤是
Logical Operator：逻辑运算
Relational Operator：关系运算
Complex to Magnitude-Angle：由复数输入转为幅值和相角 输出
Magnitude-Angle to Complex：由幅值和相角输入合成复数 输出
Complex to Real-Imag：由复数输入转为实部和虚部输出