matlab中 simulink的应用.ppt
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matlab Simulink建模与仿真.ppt [兼容模式]
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第五章Simulink建模与仿真Ø系统仿真的基本概念Ø动态系统数学模型及其描述Ø动态系统的Simulink仿真Ø系统过零和代数环Ø子系统和S-函数Ø示例分析系统仿真的基本概念（一）系统（仿真的对象）•系统是指具有某些特定功能、按照某些规律结合起来、互相作用、互相依存的所有物体的集合或总和。
它具有整体性和相关性两个基本特征。
•研究系统通常从以下三方面考虑：实体：组成系统的元素、对象属性：实体的特征。
活动：系统由一个状态到另一个状态的变化过程系统仿真的基本概念（二）系统模型•系统模型是对实际系统的一种抽象，是系统本质的表述。
或者说模型是对真实世界中物体或过程的信息进行形式化的结果。
•系统仿真中所用的模型可分为实体模型和数学模型。
•实体模型，又称物理效应模型，是根据系统之间的相似性而建立起来的物理模型。
静态的实体模型最常见的是比例模型，如用于水洞实验以及实验水槽中的鱼雷比例模型。
模型类型静态系统模型动态系统模型连续系统模型离散事件系统集中参数分布参数时间离散数学描代数方程微分方程传递函数偏微分方差分方程、Z变换离散状态概率分布排系统仿真的基本概念述状态方程程方程队论应用举例系统稳态解工程动力学系统动力学热传导场计算机数据采样系统交通系统市场系统电话系统计算机分时系统Petri网状态机UML……系统仿真的基本概念（三）系统仿真的定义•系统仿真是以相似原理、系统技术、信息技术及其应用领域有关专业技术为基础，以计算机和各种专用物理效应设备为工具，利用系统仿真的特殊功效•安全性•经济性系统仿真的作用•优化系统设计。
在复杂的系统建立以前，能够通过改变仿真模型结构和调整参数来优化系统设计。
•对系统或系统的某一部分进行性能评价。
•节省经费。
仿真试验只需在可重复使用的模型上进行，所花费的成本比在实际产品上作试验低。
•重现系统故障，以便判断故障产生的原因。
•可以避免试验的危险性。
Simulink的使用PPT课件
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。
所打开的空白模型窗口如图型窗口(Untitled)； 2）选取模块或模块组；
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。
3）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
连接线(左键)
分支线(右键)
7）模块文件的取名和保存 选择模型窗口菜单FileSave as后弹出一 个“Save as”对话框，填入模型文件名，按保存 (s)即可。
模块的修改、调整、连接通常只能在仿真模型窗口中进行，不要直接对模块库中的模块进行 修改或调整。
系统仿真运行 Simulink模型窗口下仿真 步骤
模块库和系统仿真
Simulink模块
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 即弹出该库的模块图
例如双击模型窗口的传递函数模块，弹出图示对话框，在对话框中分别输入分子、分母多项式的系数，点击OK键，完成该模型的设置，如右下图所示：
6）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。 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置另一 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。
MATLAB的仿真工具箱Simulink常用命令库分析学习教程优秀PPT课件
Simulink常用命令库分析
Simulink模型库包含的模块很庞大，然而充分的利用每一个模块，并且 熟练的了解和掌握每一个模块的属性显得尤为重要，Simulink模型代码 抒写有利于用户更加好的掌握每一个模块的属性和参数值的含义。 Simulink命令代码属于底层代码调试过程，没有直接在Simulink模型库 中搭建模型更加直观，然而Simulink程序代码能够内嵌到很多可视化界 面下，从而简化显示的界面，特别是GUI界面下的调用Simulink仿真， Simulink命令代码表现一定的优势。 学习目标： （1）熟练掌握Simulink命令的表示方法； （2）熟练运用Simulink命令代码建模；
• 具体的find_system使用如下：
• find_system
•
运行程序输出结果如下：
• ans =
•
'ysw4_7'
•
'ysw4_7/Scope'
•
'ysw4_5'
•
'ysw4_5/Integrator'
•
'ysw4_5/Mux'
•
'ysw4_5/Scope'
•
'ysw4_5/Sine Wave'
产生一个常量值；
Digital Clock
在特定的采样间隔产生仿真时间；
Ground
将未连接的输入端口接地等。
（3）连续（Continuous）模块库：包括线性函数模型。包括有微分单元（Derivative）、积分单 元（Integrator）、线性状态空间系统单元（State-Space）、线性传递函数单元（Transfer Fen）、延时单元（Transport Delay）、可变传输延时单元（Variable Transport Delay）、指定 零极点输入函数单元（Zero-Pole）。
Simulink模型库包含的模块很庞大，然而充分的利用每一个模块，并且 熟练的了解和掌握每一个模块的属性显得尤为重要，Simulink模型代码 抒写有利于用户更加好的掌握每一个模块的属性和参数值的含义。 Simulink命令代码属于底层代码调试过程，没有直接在Simulink模型库 中搭建模型更加直观，然而Simulink程序代码能够内嵌到很多可视化界 面下，从而简化显示的界面，特别是GUI界面下的调用Simulink仿真， Simulink命令代码表现一定的优势。 学习目标： （1）熟练掌握Simulink命令的表示方法； （2）熟练运用Simulink命令代码建模；
• 具体的find_system使用如下：
• find_system
•
运行程序输出结果如下：
• ans =
•
'ysw4_7'
•
'ysw4_7/Scope'
•
'ysw4_5'
•
'ysw4_5/Integrator'
•
'ysw4_5/Mux'
•
'ysw4_5/Scope'
•
'ysw4_5/Sine Wave'
产生一个常量值；
Digital Clock
在特定的采样间隔产生仿真时间；
Ground
将未连接的输入端口接地等。
（3）连续（Continuous）模块库：包括线性函数模型。包括有微分单元（Derivative）、积分单 元（Integrator）、线性状态空间系统单元（State-Space）、线性传递函数单元（Transfer Fen）、延时单元（Transport Delay）、可变传输延时单元（Variable Transport Delay）、指定 零极点输入函数单元（Zero-Pole）。
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在系统仿真中的应用 ppt课件
Simset( )
• 仿真参数options可以通过simset函 数来设置 • options=simset(参数名1，参数值1， 参数名2，参数值2，…) • 参数名为需要控制的参数名称 • 参数值为具体数值 • options=simset(‘RelTol’,1e-7)
• 这样用下面的语句就可以绘制出各 个状态变量的时间响应曲线，如图
⑸非线性模块组Discontinuous
• • • • • • Saturation Dead Zone Relay Rate Limiter Quantizer Backlash
⑹数学函数模块组Math Operations
• • • • • Sun Product Gain Matrix Gain Combinational Logic • • • • Math Function Abs Sign Trigonometric Function • Algebraic Constraint
⑺查表模块组Lookup Tables
• • • • Look Up Table Look Up Table (2-D) Look Up Table (n-D) Look-Up Table Dynamic
⑻用户自定义函数模块组Userdefined Functions
• Fcn • MATLAB Fcn • S-Function
• 在实际仿真中，如果模型中某个部 分数学运算特别复杂，则不适合用 普通simulink模块来搭建这样的部 分 • Simulink中支持两种语言编程的形 式来描述这样的模块 • M函数 • S函数
• M函数适用于描述输出和输入信号之间 为代数运算的模块 • S函数适用于动态关系的描述（状态方 程描述的关系） • S函数就是系统函数的意思 • S函数有固定的程序格式，用MATLAB 语言可以编写，此外还可以用C语言、 C++、Fortran和Ada等语言来编写，用 这些语言编写需要用编译器生成动态链 接库DLL文件，可以在simulink中直接 调用
MATLAB课件第六章simulink仿真.ppt
第六章 SIMULINK仿真
1
MATLAB语言
本章目标
• 了解Simulink基本模块的性质 • 掌握系统仿真的方法
2
MATLAB语言
• 6.1 Simulink与系统仿真 • 6.2 Simulink的使用 • 6.3 Simulink的基本模块 • 6.4 功能模块的处理 • 6.5 设置仿真参数 • 6.6 观察Simulink的仿真结果 • 6.7 自定义功能模块
Delay
Zero-Pole
导数 积分器 状态空间 传递函数 传递延迟 可变传输延迟
零-极点
10
MATLAB语言
Discontinuites 库
Dead Zone
提供输出为0的区域
Quantizer量化器
以指定的间隙离散输入
Rate Limiter
限制信号的速度）
Relay
继电器
Saturation限幅器
Simulink模块库包含的子模块库
Continuous模块库，为仿真提供连续系统； Discontinuous模块库，非连续系统元件； Discrete模块库，为仿真提供离散元件； Math Operations模块库，提供数学运算功能元件； Model Verification模块库，模型验证库； Ports and Subsystems模块库，端口和子系统； Signals Attributes模块库，信号属性模块； Signals Routing模块库，提供用于输入、输出和控制的相
关信号及相关处理；
Sinks模块库，为仿真提供输出设备元件； Sources模块库，为仿真提供各种信号源； User-defined Functions模块库，用户自定义函数元件；
1
MATLAB语言
本章目标
• 了解Simulink基本模块的性质 • 掌握系统仿真的方法
2
MATLAB语言
• 6.1 Simulink与系统仿真 • 6.2 Simulink的使用 • 6.3 Simulink的基本模块 • 6.4 功能模块的处理 • 6.5 设置仿真参数 • 6.6 观察Simulink的仿真结果 • 6.7 自定义功能模块
Delay
Zero-Pole
导数 积分器 状态空间 传递函数 传递延迟 可变传输延迟
零-极点
10
MATLAB语言
Discontinuites 库
Dead Zone
提供输出为0的区域
Quantizer量化器
以指定的间隙离散输入
Rate Limiter
限制信号的速度）
Relay
继电器
Saturation限幅器
Simulink模块库包含的子模块库
Continuous模块库，为仿真提供连续系统； Discontinuous模块库，非连续系统元件； Discrete模块库，为仿真提供离散元件； Math Operations模块库，提供数学运算功能元件； Model Verification模块库，模型验证库； Ports and Subsystems模块库，端口和子系统； Signals Attributes模块库，信号属性模块； Signals Routing模块库，提供用于输入、输出和控制的相
关信号及相关处理；
Sinks模块库，为仿真提供输出设备元件； Sources模块库，为仿真提供各种信号源； User-defined Functions模块库，用户自定义函数元件；
控制系统Simulink仿真PPT课件(MATLAB学习资料)
其频率特性为：
积分环节的幅值与 成反比，相角恒为-
时，幅相特性从虚轴
处出发，
沿负虚轴逐渐趋于坐标原点，程序如下：
g=tf([0,1],[1,0]); nichols(g); grid on
运行程序输出如图6-14曲线②所示。
。当
在Simulink中积分环节的使用如如图6-15所示。 运行仿真输出图形如图6-10所示。
• 频域法是基于频率特性或频率响应对系统进行分析和设计的一种图解 方法，故又称为频率响应法，频率法的优点较多，具体如下：
• 首先，只要求出系统的开环频率特性，就可以判断闭环系统是否稳定。 • 其次，由系统的频率特性所确定的频域指标与系统的时域指标之间存
在着一定的对应关系，而系统的频率特性又很容易和它的结构、参数 联系起来。因而可以根据频率特性曲线的形状去选择系统的结构和参 数，使之满足时域指标的要求。 • 此外，频率特性不但可由微分方程或传递函数求得，而且还可以用实 验方法求得。这对于某些难以用机理分析方法建立微分方程或传递函 数的元件(或系统)来说，具有重要的意义。因此，频率法得到了广泛 的应用，它也是经典控制理论中的重点内容。
• 2）由于对数可将乘除运算变成加减运算。当绘制由多个环节串联而成的系统的对数坐标图 时，只要将各环节对数坐标图的纵坐标相加、减即可，从而简化了画图的过程。
• 3）在对数坐标图上，所有典型环节的对数幅频特性乃至系统的对数幅频特性均可用分段直 线近似表示。这种近似具有相当的精确度。若对分段直线进行修正，即可得到精确的特性曲 线。
其频率特性为：
一阶复合微分环节幅相特性的实部为常数1，虚部与 成正比，如图5-26曲线①所示。 不稳定一阶复合微分环节的传递函数为：
其频率特性为：
一阶复合微分环节的奈奎斯特曲线图编 程如下： clc,clear,close all g=tf([1,1],[0 1]);
积分环节的幅值与 成反比，相角恒为-
时，幅相特性从虚轴
处出发，
沿负虚轴逐渐趋于坐标原点，程序如下：
g=tf([0,1],[1,0]); nichols(g); grid on
运行程序输出如图6-14曲线②所示。
。当
在Simulink中积分环节的使用如如图6-15所示。 运行仿真输出图形如图6-10所示。
• 频域法是基于频率特性或频率响应对系统进行分析和设计的一种图解 方法，故又称为频率响应法，频率法的优点较多，具体如下：
• 首先，只要求出系统的开环频率特性，就可以判断闭环系统是否稳定。 • 其次，由系统的频率特性所确定的频域指标与系统的时域指标之间存
在着一定的对应关系，而系统的频率特性又很容易和它的结构、参数 联系起来。因而可以根据频率特性曲线的形状去选择系统的结构和参 数，使之满足时域指标的要求。 • 此外，频率特性不但可由微分方程或传递函数求得，而且还可以用实 验方法求得。这对于某些难以用机理分析方法建立微分方程或传递函 数的元件(或系统)来说，具有重要的意义。因此，频率法得到了广泛 的应用，它也是经典控制理论中的重点内容。
• 2）由于对数可将乘除运算变成加减运算。当绘制由多个环节串联而成的系统的对数坐标图 时，只要将各环节对数坐标图的纵坐标相加、减即可，从而简化了画图的过程。
• 3）在对数坐标图上，所有典型环节的对数幅频特性乃至系统的对数幅频特性均可用分段直 线近似表示。这种近似具有相当的精确度。若对分段直线进行修正，即可得到精确的特性曲 线。
其频率特性为：
一阶复合微分环节幅相特性的实部为常数1，虚部与 成正比，如图5-26曲线①所示。 不稳定一阶复合微分环节的传递函数为：
其频率特性为：
一阶复合微分环节的奈奎斯特曲线图编 程如下： clc,clear,close all g=tf([1,1],[0 1]);
MATLAB编程及应用 李辉 PPT课件 第9章 Simulink工具箱
Control System Toolbox
控制系统工具箱
Communication Toolbox
通信工具箱
Financial Toolbox
财政金融工具箱
System Identification Toolbox
系统辨识工具箱
Fuzzy Logic Toolbox
模糊逻辑工具箱
Higher-Order Spectral Analysis Toolbo
9.2.1 Simulink的启用方法
图9-1 启动Simulink的两种方法
9.2 Simulink工具箱
启动Simulink后，即弹出如图9-2所示的Simulink Start Page界面，其中按钮的功能如表9-2所示。
图9-2 “Simulink Start Page”窗口
图9-4 模块库工具箱窗口
9.2.2 Simulink界面与菜单
9.2.3 Simulink如图9-5所示，这使得用户能够针对不同行业的数学模型进行快速设计。
图9-5 Simulink模块库
MATLAB 2021a版本中的Simulink工具箱按功能分为以下20类子模块库。Commonly Used Blocks：常用模块库。Continuous：连续系统模块库。Dashboard：仪表盘模块库。Discontinuities：非线性系统模块库。Discrete：离散系统模块库。Logic and Bit Operations：逻辑运算和位运算模块库。Lookup Tables：查找表模块库。
神经网络工具箱
Optimization Toolbox
优化工具箱
Partial Differential Toolbox
MATLAB 第七章 SIMULINK基础PPT课件
第八章 SIMULINK基础
1
概述
1
点击输入简要文字内容，文字内容需概括精炼，不用多余 的文字修饰，言简意赅的说明分项内概括精炼，不用多余 的文字修饰，言简意赅的说明分项内容……
3
点击输入简要文字内容，文字内容需概括精炼，不用多余 的文字修饰，言简意赅的说明分项内容……
9
4、 Nonlinear（非线性模块）
– Saturation：饱和输出，让输出超过某一值时能够饱和。 – Relay：滞环比较器，限制输出值在某一范围内变化。 – Dead Zone：死区，在某一范围内的输入其输出值为0 – Backlash :磁滞回环模块 – Switch:开关模块 – Rate limiter:变化率限幅模块
6
1、连续模块（Continuous） – Integrator：输入信号积分 – Derivative：输入信号微分 – State-Space：线性状态空间系统模型 – Transfer-Fcn：线性传递函数模型 – Zero-Pole：以零极点表示的传递函数模型 – Transport Delay：输入信号延时一个固定时间再输出 – Variable Transport Delay：输入信号延时一个可变时间再输出 – Memory: 一个积分步骤的延迟
概述
在工程实际中，控制系统的结构往往很复杂，如果不借助专用的系 统建模软件，很难准确地把一个控制系统的复杂模型输入计算机， 对其进行进一步的分析与仿真。
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。但因其名字与当时比较著名的软件SIMULA类似，所以1992年 正式将该软件更名为SIMULINK。
1
概述
1
点击输入简要文字内容，文字内容需概括精炼，不用多余 的文字修饰，言简意赅的说明分项内概括精炼，不用多余 的文字修饰，言简意赅的说明分项内容……
3
点击输入简要文字内容，文字内容需概括精炼，不用多余 的文字修饰，言简意赅的说明分项内容……
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4、 Nonlinear（非线性模块）
– Saturation：饱和输出，让输出超过某一值时能够饱和。 – Relay：滞环比较器，限制输出值在某一范围内变化。 – Dead Zone：死区，在某一范围内的输入其输出值为0 – Backlash :磁滞回环模块 – Switch:开关模块 – Rate limiter:变化率限幅模块
6
1、连续模块（Continuous） – Integrator：输入信号积分 – Derivative：输入信号微分 – State-Space：线性状态空间系统模型 – Transfer-Fcn：线性传递函数模型 – Zero-Pole：以零极点表示的传递函数模型 – Transport Delay：输入信号延时一个固定时间再输出 – Variable Transport Delay：输入信号延时一个可变时间再输出 – Memory: 一个积分步骤的延迟
概述
在工程实际中，控制系统的结构往往很复杂，如果不借助专用的系 统建模软件，很难准确地把一个控制系统的复杂模型输入计算机， 对其进行进一步的分析与仿真。
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。但因其名字与当时比较著名的软件SIMULA类似，所以1992年 正式将该软件更名为SIMULINK。
MATLABSIMULINK仿真.ppt
在MATLAB命令 窗口直接输入模 型文件名(不要加 扩展名.mdl)。
15
认识Simulink
SIMULINK仿真 2．Simulink的退出 为了退出Simulink，只要关闭所有模型编辑窗口和 Simulink模块库浏览器窗口即可。
16
教学内容
SIMULINK仿真
1 认识Simulink 2 Simulink的基本模块 3 Simulink的模块操作 4 仿真模型的参数设置
信号与系统 模块库
数学运算 函数与表
模块库
模块库
20
Simulink的基本模块
1. SIMULINK仿真 输入源模块库
模块
In1 Ground From File From Workspace Constant Signal Generator Pulse Generator Ramp Sine Wave Step Repeating S Chirp Signal Random Number Uniform R N Band-limited N Clock Digital Clock
5
认识Simulink
SIMULINK仿真 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
图标
6
认识Simulink
SIMULINK仿真 1.2 Simulink的启动与退出 1．Simulink的启动
功能
创建输入端 接地 从文件读数据 从工作空间读数据 常数 信号发生器 脉冲发生器 斜波 正弦波 阶跃信号 重复序列 快速正弦扫描 随机信号 均匀随机信号 带限白噪声 当时时间 数字时钟
15
认识Simulink
SIMULINK仿真 2．Simulink的退出 为了退出Simulink，只要关闭所有模型编辑窗口和 Simulink模块库浏览器窗口即可。
16
教学内容
SIMULINK仿真
1 认识Simulink 2 Simulink的基本模块 3 Simulink的模块操作 4 仿真模型的参数设置
信号与系统 模块库
数学运算 函数与表
模块库
模块库
20
Simulink的基本模块
1. SIMULINK仿真 输入源模块库
模块
In1 Ground From File From Workspace Constant Signal Generator Pulse Generator Ramp Sine Wave Step Repeating S Chirp Signal Random Number Uniform R N Band-limited N Clock Digital Clock
5
认识Simulink
SIMULINK仿真 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
图标
6
认识Simulink
SIMULINK仿真 1.2 Simulink的启动与退出 1．Simulink的启动
功能
创建输入端 接地 从文件读数据 从工作空间读数据 常数 信号发生器 脉冲发生器 斜波 正弦波 阶跃信号 重复序列 快速正弦扫描 随机信号 均匀随机信号 带限白噪声 当时时间 数字时钟
第5-6章simulink仿真基础知识及应用精品PPT课件
第五章 SIMULINK仿真基础知识
在实际工程中，控制系统的结构往往很复杂，如果不 借助专用的系统建模软件，则很难准确地把一个控制系统 的复杂模型输入计算机，对其进行进一步的分析和仿真。 因此，熟悉掌握SIMULINK对于从事自动控制方面、信息 处理、金融财务等领域的分析、仿真和设计的工作来说是 非常重要的。
此模块用于非线性系统的频谱分析。模块产生标量或矢量 输出。
Transfer Fcn—分子分母形式的传递函数
传递函数是频域下常用来描述线性微分方程的一种方法，
通过引入laplace变换可以将原来的线性微分方程在零初
始条件下变化为‘代数’的形式，从而以多项式的比值形
式描述系统。传递函数的形式：
G(s)
num(s) den(s)
复制
按住鼠标右键拖住不放；或ctrl+c/v
第六章SIMULINK系统建模及仿真应用 6.1创建模型的步骤
•新建模型窗口 •将所需的模块方框图拖到模块窗口。 •设置模块参数系统仿真参数，并连接各个模块组成仿真 模型。 •连接各模块（最好按信号流动顺序连） •保存模型（保存为XXX.mdl文件） •开始系统仿真 •观察结果
功能 模型框图修改后的 一致化
打开库浏览器查窗 口
打开或隐藏模型资 源管理器
切换模型单双窗口 外形
显示当前子系统的 父系统
启动SIMULINK的 调试器
模型窗口的状态栏
Ready表示随时间可以开始仿真。100%表示编辑栏中模 型以100%比例显示。Ode45表示仿真所采用的积分算法 为Ode45。
模块的移动
按住shift拖动，是脱离连线的移动；不按shift拖动，会 与线保持连接状态移动。
改变模块效果
在实际工程中，控制系统的结构往往很复杂，如果不 借助专用的系统建模软件，则很难准确地把一个控制系统 的复杂模型输入计算机，对其进行进一步的分析和仿真。 因此，熟悉掌握SIMULINK对于从事自动控制方面、信息 处理、金融财务等领域的分析、仿真和设计的工作来说是 非常重要的。
此模块用于非线性系统的频谱分析。模块产生标量或矢量 输出。
Transfer Fcn—分子分母形式的传递函数
传递函数是频域下常用来描述线性微分方程的一种方法，
通过引入laplace变换可以将原来的线性微分方程在零初
始条件下变化为‘代数’的形式，从而以多项式的比值形
式描述系统。传递函数的形式：
G(s)
num(s) den(s)
复制
按住鼠标右键拖住不放；或ctrl+c/v
第六章SIMULINK系统建模及仿真应用 6.1创建模型的步骤
•新建模型窗口 •将所需的模块方框图拖到模块窗口。 •设置模块参数系统仿真参数，并连接各个模块组成仿真 模型。 •连接各模块（最好按信号流动顺序连） •保存模型（保存为XXX.mdl文件） •开始系统仿真 •观察结果
功能 模型框图修改后的 一致化
打开库浏览器查窗 口
打开或隐藏模型资 源管理器
切换模型单双窗口 外形
显示当前子系统的 父系统
启动SIMULINK的 调试器
模型窗口的状态栏
Ready表示随时间可以开始仿真。100%表示编辑栏中模 型以100%比例显示。Ode45表示仿真所采用的积分算法 为Ode45。
模块的移动
按住shift拖动，是脱离连线的移动；不按shift拖动，会 与线保持连接状态移动。
改变模块效果
MatlabSimulink仿真.ppt
-14-
2.3 模块的连接
连接两个模块
先移动光标到输出端，光标键头会变成十字形光标，这时按住鼠标左 键，移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 放鼠标左键就完成了连接
Sine Wave
Scope
Sine Wave1
Scope1
Sine Wave2
Scope2
-15-
2.3 模块的连接
-6-
1.2 Simulink的启动与退出
-7-
1.2 Simulink的启动与退出
-8-
1.2 Simulink的启动与退出
-9-
1.2 Simulink的启动与退出
-10-
1 Simulink操作基础 2 系统仿真模型 3 系统的仿真 4 使用命令操作对系统进行仿真 5 子系统及其封装技术 6 S函数的设计与应用
1 Out1
-0.5 Constant
Product1
eu
Math Fu n cti o n
Product2
1 s
Integrator1
2 Out2
-23-
2.4 模块的参数和属性设置
-24-
2.5 Simulink的几类基本模块
输入源模块
Model & Subsystem Inputs
1
unti tl ed.m at
2.1 Simulink仿真模型概述
Simulink仿真模型在视觉上表现为直观的方框图， 其扩展名为.mdl，在数学上体现了一组微分方程 或差分方程，在物理上模拟了物理器件构成的实 际系统的动态特性
模块是构成系统仿真模型的基本单元。从宏观角 度上看，simulink模型通常包含了3类模块：信源 （source）、系统（system）和信宿（sink）。
2.3 模块的连接
连接两个模块
先移动光标到输出端，光标键头会变成十字形光标，这时按住鼠标左 键，移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 放鼠标左键就完成了连接
Sine Wave
Scope
Sine Wave1
Scope1
Sine Wave2
Scope2
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2.3 模块的连接
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1.2 Simulink的启动与退出
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1.2 Simulink的启动与退出
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1.2 Simulink的启动与退出
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1.2 Simulink的启动与退出
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1 Simulink操作基础 2 系统仿真模型 3 系统的仿真 4 使用命令操作对系统进行仿真 5 子系统及其封装技术 6 S函数的设计与应用
1 Out1
-0.5 Constant
Product1
eu
Math Fu n cti o n
Product2
1 s
Integrator1
2 Out2
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2.4 模块的参数和属性设置
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2.5 Simulink的几类基本模块
输入源模块
Model & Subsystem Inputs
1
unti tl ed.m at
2.1 Simulink仿真模型概述
Simulink仿真模型在视觉上表现为直观的方框图， 其扩展名为.mdl，在数学上体现了一组微分方程 或差分方程，在物理上模拟了物理器件构成的实 际系统的动态特性
模块是构成系统仿真模型的基本单元。从宏观角 度上看，simulink模型通常包含了3类模块：信源 （source）、系统（system）和信宿（sink）。
matlab课件：simulink.ppt
12
10.2 系统仿真模型
• 模块的输入输出信号：模块处理的信号包
括标量信号和向量信号；标量信号是一种 单一信号，而向量信号为一种复合信号，
是多个信号的集合，它对应着系统中几条 连线的合成。缺省情况下，大多数模块的 输出都为标量信号，对于输入信号，模块 都具有一种“智能”的识别功能，能自动 进行匹配。某些模块通过对参数的设定， 可以使模块输出向量信号。
• 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。
7
10.2 系统仿真模型
• 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块。
• 删除：选中模块，按Delete键即可。若要删除多个模 块，可以同时按住Shift键，再用鼠标选中多个模块， 按Delete键即可。也可以用鼠标选取某区域，再按 Delete键就可以把该区域中的所有模块和线等全部删 除。
11
10.2 系统仿真模型
• 属性设定：选中模块，打开Edit菜单的 Block Properties可以对模块进行属性设定。 包括Description属性、 Priority优先级属性、 Tag属性、Open function属性、Attributes format string属性。其中Open function属 性是一个很有用的属性，通过它指定一个函 数名，则当该模块被双击之后，Simulink就 会调用该函数执行，这种函数在MATLAB中 称为回调函数。
33
10.3 系统的仿真
2、Workspace I/O页
此页主要用来设置SIMULINK与MATLAB工作空间交 换数值的有关选项。 Load from workspace：选中前面的复选框即可从 MATLAB工作空间获取时间和输入变量，一般时间变 量定义为t，输入变量定义为u。 Initial state用来定义 从MATLAB工作空间获得的状态初始值的变量名。
10.2 系统仿真模型
• 模块的输入输出信号：模块处理的信号包
括标量信号和向量信号；标量信号是一种 单一信号，而向量信号为一种复合信号，
是多个信号的集合，它对应着系统中几条 连线的合成。缺省情况下，大多数模块的 输出都为标量信号，对于输入信号，模块 都具有一种“智能”的识别功能，能自动 进行匹配。某些模块通过对参数的设定， 可以使模块输出向量信号。
• 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。
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10.2 系统仿真模型
• 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块。
• 删除：选中模块，按Delete键即可。若要删除多个模 块，可以同时按住Shift键，再用鼠标选中多个模块， 按Delete键即可。也可以用鼠标选取某区域，再按 Delete键就可以把该区域中的所有模块和线等全部删 除。
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10.2 系统仿真模型
• 属性设定：选中模块，打开Edit菜单的 Block Properties可以对模块进行属性设定。 包括Description属性、 Priority优先级属性、 Tag属性、Open function属性、Attributes format string属性。其中Open function属 性是一个很有用的属性，通过它指定一个函 数名，则当该模块被双击之后，Simulink就 会调用该函数执行，这种函数在MATLAB中 称为回调函数。
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10.3 系统的仿真
2、Workspace I/O页
此页主要用来设置SIMULINK与MATLAB工作空间交 换数值的有关选项。 Load from workspace：选中前面的复选框即可从 MATLAB工作空间获取时间和输入变量，一般时间变 量定义为t，输入变量定义为u。 Initial state用来定义 从MATLAB工作空间获得的状态初始值的变量名。
《Simulink的应用》PPT课件
第 7 章 Simulink的应用
第7章 Simulink的应用
7.1 Simulink工作平台的启动 7.2 Simulink仿真原理 7.3 Simulink模块库 7.4 仿真模型的建立和模块参数及属性的设置 7.5 其他应用模块集及Simulink扩展库
精选课件ppt
1
p
第 7 章
x p
精选课件ppt
5
第 7 章 Simulink的应用
7.3 Simulink模块库
在库模块浏览器中单击Simulink前面的“+”号，就能够看到Simulink的模块库， 如图7.2所示。
7.3.1 连续模块库(Continuous)
在连续模块(Continuous)库中包括了常见的连续模块，这些模块如图所示。
3．离散时间积分模块(Discrete Time Integrator)
功能：在构造完全离散的系统时，代替连续积分的功能。使用的积分方法有：向
前欧拉法、向后欧拉法、梯形法。
4．离散状态空间模块(Discrete State Space) 功能：用于实现如下数学方程描述的系统：
x[n (1)T]A(xnT )B(unT ) y(nT )C(xnT )D(unT )
离散模块库(Discrete)主要用于建立离散采样的系统模型，包括的主要模块，如图 所示。
1．零阶保持器模块(Zero-Order-Hold) 功能：在一个步长内将输出的值保持在同一个值上。
精选课件ppt
8
第 7 章 Simulink的应用
2．单位延迟模块(Unit Delay)
功能：将输入信号作单位延迟，并且保持一个采样周期相当于时间算子z-1 。过数值积分来进行完成的，计算数值积分可以采用以下两步来进行：
第7章 Simulink的应用
7.1 Simulink工作平台的启动 7.2 Simulink仿真原理 7.3 Simulink模块库 7.4 仿真模型的建立和模块参数及属性的设置 7.5 其他应用模块集及Simulink扩展库
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第 7 章 Simulink的应用
7.3 Simulink模块库
在库模块浏览器中单击Simulink前面的“+”号，就能够看到Simulink的模块库， 如图7.2所示。
7.3.1 连续模块库(Continuous)
在连续模块(Continuous)库中包括了常见的连续模块，这些模块如图所示。
3．离散时间积分模块(Discrete Time Integrator)
功能：在构造完全离散的系统时，代替连续积分的功能。使用的积分方法有：向
前欧拉法、向后欧拉法、梯形法。
4．离散状态空间模块(Discrete State Space) 功能：用于实现如下数学方程描述的系统：
x[n (1)T]A(xnT )B(unT ) y(nT )C(xnT )D(unT )
离散模块库(Discrete)主要用于建立离散采样的系统模型，包括的主要模块，如图 所示。
1．零阶保持器模块(Zero-Order-Hold) 功能：在一个步长内将输出的值保持在同一个值上。
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第 7 章 Simulink的应用
2．单位延迟模块(Unit Delay)
功能：将输入信号作单位延迟，并且保持一个采样周期相当于时间算子z-1 。过数值积分来进行完成的，计算数值积分可以采用以下两步来进行：
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▪ 对模型的注释；
▪ 仿真的配置
▪ 保存模型；
▪ 仿真和结果分析。
10．2．3 SIMULINK 模型文件
2020年5月6日
11
(1) 新建模型：利用模型窗口中的图标 选中Matlab指令窗口的菜单
（2）打开模型：利用模型窗口中的图标 选用某模型窗口中的菜单 在指令窗口中由open指令实现open模型名
CDMA Reference Blockset
CDMA通信系统设计和分析工 具包
Nonlinear Control Design Blockset
非线性控制设计工具包
Motorola DSP Developer’s Kit Motorola DSP开发工具包
TI DSP Developer’s Kit
• 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。
2020年5月6日
8
▪ 在 SIMULINK 环境中，用户将观察到现实世界中非线性 因素和各种随机因素对系统行为的影响。
6
Simulink具有强大的功能与友好的用户界面，具 有广泛的应用领域。如：
Simulink的应用领域示意图
2020年5月6日
7
10．1 快速入门
▪ SIMULINK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。
• 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。
▪ 例10.1.1：信号发生器和示波器。
▪ 例10.1.2：实现两个正弦信号的相乘。
2020年5月6日
9
10．2 模型的创建和模型文件
10．2．1 SIMULINK 模型是什么？
▪ SIMULINK 模型有以下几层含义：
• 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；
DSP Blockset
数字信号处理工具包
Fixed-Point Blockset
定点运算控制系统仿真工具包
Power System Blockset
电力电动系统工具包
Dials & Gauges Blockset
交互图形和控制面板设计工具 包
Communication Blockset
通信系统工具包
Simulink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果等功能。
2020年5月6日
2
1.交互式、图形化的建模环境
Simulink提供了丰富的模块库以帮助用户快速地建立 动态系统模型。建模时只需使用鼠标拖放不同模块库 中的系统模型并将它们连接起来。它外表以方块图形 式呈现，且采用分层结构。
（3）存盘：Simlink是以ASCII码形式存储的.mdl文件
（4）打印：先点击模型窗口中的图标，打开一个打印对 话框，但它比Windows多一个选项框
• 信宿（ Sink）：可以是示波器、图形记录仪等。
▪ 对于具体的 SIMULINK 模型而，不一定完全地包含这三大组
件。例如：研究初始条件对系统影响就不必包含信源组件。
2020年5月6日
10
10．2 模型的创建和模型文件（续1）
10．2．2 SIMULINK 模型的创建 ▪创建模型文件
▪模型块的操作 ▪ 连线的操作
• 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；
2020年5月6日
5
Simulink具有以下特点： • 基于矩阵的数值计算； •高级编程语言； •图形与可视化； •工具箱提供面向具体应用领域的功能； •丰富的数据I/O工具； •提供与其它高级语言的接口； •支持多平台(PC/Macintosh/UNIX); •开放与可扩展的体系结构。
2020年5月6日
2.交互式的仿真环境
Simulink框图提供了交互式很强的仿真环境，既可以 通过下拉菜单执行，也可以通过命令行进行仿真。
3.专用模块库(Blocksets)
MathWorks公司开发了一系列的专用功能块程序包， 通过这些可迅速地对系统实现建模、仿真和分析。
2020年5月6日
3
Simulink部分软件工具包
TI DSP开发工具箱
2020年5月6日
4
4.提供了仿真库的扩充和定制机制
Simulink的开发式结构允许用户扩展仿真环境的 功能：采用MATLAB、FORTRAN和C代码生成自 定义的模块库，并拥有自己的图标和界面。
5.与MATLAB工具箱的集成
Simulink可以直接利用MATLAB的诸多资源与功 能，用户可以直接在Simulink下完成诸如数据分析、 过程自动化、优化参数等工作。工具箱提供的高 级设计和分析能力可以融入仿真过程。
第十讲 MATLAB的SIMULINK仿真
10．1 Simulink入门 10．2 模型的创建和模型文件 10．3 仿真运行 10．4 系统建模 10．5 子系统的创建及封装 10．6 常用工具箱简介
2020年5月6日
1
Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿 真和分析的软件包，是MATLAB的重要组成部分。 Simulink可以用来建模、分析和仿真各种动态系统 (包括连续系统、离散系统和混合系统)，它提供了 一种图形化的交互环境，只需用鼠标拖动的方法 便能迅速地建立起系统框图模型，甚至不需要编 写一行代码。
▪ 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。
▪ 在MATLAB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。
▪ 本讲由浅入深地讲述 SIMULINK 对各种数学、工程问题 的建模、仿真和分析的基本方法，采用“算例”作为主体， 配以适量的归纳性表述。