第六章 Simulink组件的基本使用方法
第六章 Simulink 6.0 使用基础
6.3 Simulink模型举例
6.3.1 模型演示 1.运行演示模型 2. 演示模型分析 3.模型参数修改 6.3.2 模型创建 通过例题讲解
例6.1 一个控制系统模型 (1)将仿真时间设置为4s (2)试着修改模块参数,例如给磁滞宽度赋不 同的值,观察比较方仿真结果
0.5s+1 Step s Transfer Fcn
6.1 Simulink库模块简介 6.1.2非连续(discontinuities)模块组 1. Backlash——磁滞回环模块 2. Coulomb & Viscous Friction——库 仑和黏性摩擦模块 3. Dead Zone——死区模块 4. Dead Zone Dynamic——动态死区 模块 5. Hit Crossing——捕获穿越点
6. Quantizer——量子点模块组 7. Rate Limiter——速度限制模块 8. Rate Limiter Dynamic——动态限速 模块 9. Relay——继电器模块 10. Saturation——饱和度模块 11.Wrap To Zero——限零模块
6.1.3离散(Discrete)模块组 1. Discrete Filter ——离散过虑分析模 块 2. Discrete State Space——离散状态 空间模块 3. Discrete-Time Integrator——离散 时间变量积分模块 4. First-Order Hold——首要控制模块 5. Zero-Order Hold——零点控制模块
flag的意义如下
取值 0 1 功能 运行S-函数前设 置其运行结构 输出值sys为状 态值的微分 输出值sys为状 态值在下一时刻 的更新值 输出值sys为状 态值与输入值得 函数 输出值sys为下 一次触发时间 调用函数名 mdlInitializeSize mdlDerivatives 返回参数 sys为初始化参 数 sys返回连续状 态 sys返回离散状 态 sys返回系统输 出 sys下一步方阵 时间
第六章SIMULINK仿真基础
SIMULINK仿真基础
2013-9-15
本部分内容
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 SIMULINK简介 Simulink模块的操作 SIMULINK仿真的运行 Simpowersystems及其应用 子系统的创建和封装(补充)
引言
在工程实际中,控制系统的结构往往很复杂,如果不借助
Solver options(仿真算法选择): 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,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,对于连续系统仿真一般选择ode45 (四/五阶龙格-库塔法),步长范围使用auto项。
即
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
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
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
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 )
Discrete State-Space:离散状态空间系统模型
Discrete Transfer-Fcn:离散传递函数模型
First-Order Hold:一阶采样和保持器 Zero-Order Hold:零阶采样和保持器
Unit Delay:一个采样周期的延时
3、Function&Tables(函数和平台模块) --------function.mdl
第六章 Simulink
From File参数设置
传递函数(Transfer function) 参数设置
Numerator为分子多项式系数 Denominator为分母多项式系数
传递函数模块参数设置
示波器(Scope) 参数设置
Y坐标变焦 打开参数对话框 X-Y坐标变焦 X坐标变焦
纵坐标的 自动刻度
恢复保存 过的坐标 设置 浮动示波器 把当前的 坐标设置 保存
点击新建模型窗
Simulink库浏览器
一个例子:建构脉冲输出模型
一个例子:建构脉冲输出模型
2. 建构模型。 (1) 打开函数库的Sources模块库,选择信号源。 (2) 打开函数库的Sinks模块库,将scope模块拖到模 型建构窗口。 (3) 连接两个模块。 (4) 调整模块参数。
一个例子:建构脉冲输出模型
运用基本命令构建模型
(2) 信号线操作:
连接模块。 移动线段。 分割线段。 分支线段。
运用基本命令构建模型
(3)对模型的其他操作
模块参数的改变。 插入模块。 信号线标识。 分离模块。 复原操作。 对模型的注释。
常用的Source库信源模块
名称 功能 说明
Clock
(连续)仿真时 钟
输出每个仿真步 点的时刻
Zero-Order Hold
First-Order Hold Unit Delay
零阶保持器
一阶保持器 采样保持,延迟一个周期
正弦信号参数设置
Amplitude为正弦幅值(以A表 示) Bias为幅值偏移值 (以B表示) Frequency为正弦频率 (以w表 示) Phase为初始相角 (以p表示) Sample time为采样时间 正弦信号可表示为 A*sin(wt+p)+B
Simulink的使用
Simulink的使用Matlab的Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。
它使得Matlab的功能得到进一步的扩展,这种扩展表现在三个方面:(1)实现了可视化建模,在Windows环境下,用户可以通过简单的鼠标操作建立直观的系统模型,进行分析仿真。
(2)实现了多种环境间的文件共享与数据交换,甚至能够与硬件实现实时信息交换。
(3)把理论研究与工程实现有机地结合在一起。
Simulink支持连续、离散及混合的线性系统和非线性系统,并且支持多采样率系统。
其可视化建模体现在为用户提供了用方框图进行系统建模的图形接口.Simulink具有一个较为完整的模型库,包括源节点(Source)、阱节点(Sink)、线性环节(Linear)、非线性环节(Nonlinear)、连线与接口(Connections)和其他环节(Extra),用户还可以根据需要定制和创建自己的模块。
Simulink模型具有分层的等级结构,用户可以采用由上到下或从下到上的方式构建系统模型。
可以从全局的角度来考察系统,然后用鼠标双击其中的子系统模块,来查看下一级的内容,依此类推,可以看到系统模型的全部细节。
这种方式帮助用户洞察整个系统模型的体系结构及其各个部分的相互关系。
定义完一个模型后,用户可以通过Simulink的菜单或者Matlab 命令对它进行仿真。
可以在仿真的同时显示仿真结果,非常实用。
除此之外,还可以在用户改变参数之后迅速观察到系统中发生的变化。
Simulink的仿真结果可以输入到Matlab工作空间,进行事后处理或者可视化输出。
Simulink的实时工作间(Real-Time Workshop,以后简称RTW)直接从Simulink的系统框图自动生成C语言代码,这样一来,就允许在更广的计算机平台(包括实时硬件)上执行连续、时间离散及混合系统模型。
Simulink RTW的Ada扩展的作用是直接从Simulink的系统框图自动生成Ada浯言代码。
Simulink基本操作
Simulink基本操作(2014.5 兰交大萌芽)Simulink是MATLAB软件所带的软件仿真工具。
其强大的功能几乎可以满足所有的系统仿真。
要掌握基本的仿真操作,必须认识仿真各个模块的英文名称。
其实记住图形是干嘛的即可。
说实话在运用外语软件时,英语真是个让人头疼的问题。
不过,得必须记住的是,在任务/现实面前,只能向前迈步。
下面我们介绍Simulink的基本操作,以截图为主。
一、1.打开MATLAB软件,点击Simulink按钮,进入Simulink仿真界面。
点击进入simulink2.新建*-mdl文件。
也可以打开已有的*-mdl文件进行编辑或仿真。
点击新建3.出现*-mdl界面。
现在进可以编辑机构框图了。
4.完成后,点击运行按钮,同时保存文件位置,注意文件地址要明确。
运行按钮Simulink给我们的基本模块结构很多,都在Simulink library browser窗口中。
其中有基本模块和专业模块。
常用基本模块。
二、下面,我们举例说明其简单的使用说明。
以下图为例。
该图为计算机控制系统的最少拍有纹波控制系统。
1.首先,添加各模块,同时修改其参数值,还可以边添加连线。
2.右键点击Add to …即可添加模块到*-mdl文件中。
点击右键点击我们可以改变其位置和大小。
3.再依次添加这两个。
发现在*-mdl文件中出现以下现象,不要着急!4.这时我们可以把他们移开(点击一个,拉开,再点击一个,拉开)同时放大合适的比例。
5.修改其属性的选中模块,双击打开。
比如Sum修改点击ok 得到6.双击Mux,在option中选择signals 点击ok,得连线鼠标放在箭头处,拉动,放入入口箭头处即可。
7.题目里出现两个相同模块的,可以进行复制、粘贴。
得到两个模块后在进行属性和参数的修改8.接着进行别的模块添加工作。
9.模块添加完成。
进行属性和参数设置,得到注;为了能让大家看的清楚些,我把布局缩小了,在自己实验仿真时,完全可以放开成大窗口,将模块放大,更清晰明了,不要小家子气。
Simulink 基本操作
实验三 Simulink 基本操作一、实验目的1.熟悉Simulink 集成环境,练习Simulink 模型文件基本操作。
2.熟悉Simulink 模块库。
3.掌握Simulink 集成环境建模,并学会Simulink 子封装。
二、实验原理Simulink 是MATLAB 的重要组成部分,是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。
它支持线性和非线性系统连续和离散时间模型,或者是两者的混合。
它提供建立系统模型、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。
启动simulink 之前必须首先运行MATLAB ,然后才能启动simulink 并建立系统模型。
启动simulink 过程:(1) 执行File →new ,在弹出的子菜单选Model ,进入Simulink 模型编辑窗口(2)双击Simulink 模型编辑窗口主工具栏的按 钮, 则打开Simulink 模型库浏览器(Simulink Library Browser)利用模型编辑窗口,可以通过鼠标的拖放操作创建一个模型。
三、实验内容1.在Simulink 环境建立系统 的仿真模型(见图1),其中subsystem 为子系统进行封装,其内部结构见图2。
图1 系统仿真模型⎩⎨⎧≤≥=25t ),t (u 1025t ),t (u 2)t (y图2 subsystem子系统封装系统参数设置如下:(1)模块参数Sine Wave模块:采用simulink默认参数设置,即单位幅值、单位频率的正弦信号。
Relational Operator模块:其参数设置为“>”Switch模块:设定Switch模块的Threshold值为0.5Clock模块:采用默认参数设置(2)系统仿真参数设置仿真开始时间设置为0,仿真停止时间设置为50,选择ode45算法2、根据单相半波整流电路(如图3所示),在模型窗口中建立主电路仿真模型,并进行仿真。
[VIP专享]Simulink的使用
Simulink 的使用 Matlab 的 Simulink 是一个用来对动态系统进行建模、仿真和 分析的软件包。它使得 Matlab 的功能得到进一步的扩展,这种扩展 表现在三个方面: (1)实现了可视化建模,在 Windows 环境下,用户可以通过简单 的鼠标操作建立直观的系统模型,进行分析仿真。 (2)实现了多种环境间的文件共享与数据交换,甚至能够与硬件 实现实时信息交换。 (3)把理论研究与工程实现有机地结合在一起。 Simulink 支持连续、离散及混合的线性系统和非线性系统,并 且支持多采样率系统。其可视化建模体现在为用户提供了用方框图 进行系统建模的图形接口. Simulink 具有一个较为完整的模型库,包括源节点(Source)、 阱节点(Sink)、线性环节(Linear)、非线性环节(Nonlinear)、连线 与接口(Connections)和其他环节(Extra),用户还可以根据需要定 制和创建自己的模块。 Simulink 模型具有分层的等级结构,用户可以采用由上到下或 从下到上的方式构建系统模型。可以从全局的角度来考察系统,然 后用鼠标双击其中的子系统模块,来查看下一级的内容,依此类推, 可以看到系统模型的全部细节。这种方式帮助用户洞察整个系统模 型的体系结构及其各个部分的相互关系。 定义完一个模型后,用户可以通过 Simulink 的菜单或者 Matlab 命令对它进行仿真。可以在仿真的同时显示仿真结果,非常 实用。除此之外,还可以在用户改变参数之后迅速观察到系统中发 生的变化。Simulink 的仿真结果可以输入到 Matlab 工作空间,进 行事后处理或者可视化输出。 Simulink 的实时工作间(Real-Time Workshop,以后简称 RTW) 直接从 Simulink 的系统框图自动生成 C 语言代码,这样一来,就允 许在更广的计算机平台(包括实时硬件)上执行连续、时间离散及混 合系统模型。Simulink RTW 的 Ada 扩展的作用是直接从 Simulink 的系统框图自动生成 Ada 浯言代码。 1. 启动 Simulink 启动 Simulink 通常有三种方式: 1)直接从 Matlab 指令窗口选取菜单 File| New| Modal 命令, Matlab 将会打开 Simulink 库浏览器和名为 untitled 的模型窗口。 2)在 Matlab 命令窗口中键人 Simulink 命令,Matlab 将会打开 Simulink 库浏览器。
第六章 Simulink组件的基本使用方法.
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4 2 0 -2 -4 -2.5
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-1
-0.5
0
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1
1.5
2
2.5
Matlab基础与应用
Simulink模型仿真举例
直接利用传递函数方法
带有磁滞回线的非线性环节 控制系统框图如下所示,其中磁滞宽度 c1 1
通过simulink建立模型
Matlab基础与应用
Clock:时钟信号,输出仿真中的当前时间,以秒为单位。
From File(.mat):来自数据文件,从文件读数的模块,可 以从规定的数据文件中读取数据作为其他模块的输入值。
Matlab基础与应用
Simulink组件的基本构成
From Workspace:来自MATLAB的工作空间,可以从工作 空间中读取数据,数据源至少有两列,第一列为单调递增函 数的时间,其他列为对应的数据。 Ground:接地线模块,一般用于表示零输入模块,若一个模 块的输入端子没有接任何模块,在simulink中仿真中经常给 出错误,这个模块就是为了避免这种错误。 Pulse Generator:脉冲发生器,产生脉冲信号的模块。 Sine Wave:正弦波信号,产生正弦波的模块。 Repeating Sequence:重复信号,产生不同规律重复信号 的模块。
Simulink模型仿真举例
x1 y x2 y
1 x2 x 2 x ( x 2 1 1) x2 x1
Matlab基础与应用
Simulink模型仿真举例
系统模型:
Matlab基础与应用
simulink 用法
simulink 用法
Simulink是MATLAB的一个附加组件,用于建模、模拟和分析动态系统。
以下是Simulink的一些基本用法:
1. 打开Simulink:在MATLAB命令窗口中输入“simulink”,然后按Enter键。
这将打开Simulink的库浏览器。
2. 创建新模型:在Simulink的库浏览器中,单击“Blank Model”,然后双击“New Model”。
这将打开一个新的Simulink模型窗口。
3. 添加模块:在Simulink模型窗口中,单击“Library Browser”按钮,然后浏览并选择所需的模块。
您可以通过单击模块并将其拖到模型窗口中来添加模块。
4. 连接模块:在模型窗口中,单击并拖动模块的端点以连接它们。
Simulink会自动为这些模块生成连接线。
5. 配置模块参数:双击您要配置的模块,然后选择“Parameters”选项卡。
您可以在这里设置模块的参数。
6. 运行模型:在模型窗口中,单击“Run”按钮以运行模型。
Simulink 将模拟模型的动态行为,并在“Scope”模块中显示结果。
7. 保存模型:在模型窗口中,单击“File”菜单,然后选择“Save”以保存您的模型。
这只是Simulink的一些基本用法。
Simulink还提供了许多其他功能和工具,例如信号查看器、仿真配置、子系统等。
要了解更多关于
Simulink的信息,请参考MATLAB的官方文档或教程。
Simulink组件的基本使用方法
Constant:常数模块,可以产生一个常数值,用作给定输入。 Signal Generator:信号发生器,可以产生正弦、方波、锯 齿波及随意波。 Step:阶跃波信号,可生成一个按给定的时间开始的阶跃信 号,信号的初始值和终值都可以设定。
Matlab基础与应用
Simulink组件的基本构成
连续模块组(Continuous) 连续模块组内的模块主要用于对连续系统建模。
Derivative:数值微分器模块,其作用是将输入端的信号经 过一阶数值微分,在输出端输出。
Transfer-Fcn:传递函数模块,使用分子分母多项式的形式
给出传递函数。 Integrator:积分器模块,对输入进行积分,可以设定初始条 件。
在传输给输出信号。 Variable Transport Delay:可变时间延迟模块。
Matlab基础与应用
Simulink组件的基本构成
离散模块组(Discrete)
Unit Delay:单位延迟模块,将输入信号做单位延时并保持 一个采样周期,可以设置采样周期和初始值。 Zero-Order Hold:零阶保持器,在一个计算步长内将输出的 值保持在同一个值上。 First-Order Hold:一阶保持器,依照一阶插值的方法计算下 一个步长下的输出值。 Discrete-time Integrator:离散时间积分器,实现离散的欧 拉积分,可以设置初值和采样时间。 Discrete Transfer-Fcn:离散传递函数模型,与连续传递函 数结构相同,可以设置采样时间。
Matlab基础与应用
Simulink组件的基本构成
simulink使用入门
Simulink使用入门下面简要的介绍一下,如何使用Simulink进行建模和仿真实验:1.启动matlab之后,在命令窗口中输入命令“Simulink”或者单击工具栏上的Simulink图标,打开Simulink模块库窗口。
如图1所示。
图1 Simulink模块库窗口2.在Simulink模块库窗口中单击菜单项“File/New/Model”,就可以新建一个Simulink模型文件。
如图2所示。
图2 Simulink 模型文件3.在2中所建立的Simulink文件窗口中单击“File/Save as”,可以修改文件名,并把文件保存在自己所要保存的路径下。
4.双击Communications Blockset,该模块库包含了通信系统中常用的功能模块:Channels(传输信道),Comm Sources(信源),Comm Sink(信宿),Source Cording(信源编码),Modulation(调制),等等。
如图3所示。
图3 通信工具箱里的功能模块5.在Simulink基础库中找到自己需要的模块,选取该模块,直接拖动到新建模型窗口中的适当位置,或者选取该模块后,右击鼠标,“Add to…”加到所建模块窗口中。
图4中,把信号发生器放到了amn中。
图4 利用模块库建立仿真模型6.如果需要对模型模块进行参数设置和修改,只需选中模型文件中的相应模块,单击鼠标右键,选取相应的参数进行修改,或者双击鼠标左键,进行修改。
还可以在选中模块之后通过拖动鼠标来修改模块的位置、大小和形状。
7.通过快捷菜单的其它选项还可以对模型的颜色、旋转、字体、阴影等属性进行设置,也可以对模型进行接剪切、拷贝或删除。
8.模块外部的大于符号“>”分别表示信号的输入输出节点,为了连接两个模型的输入输出,可以将鼠标置于节点处,这时鼠标显示为十字,拖动鼠标到另一个模块的端口,然后释放鼠标的按钮,则形成了带箭头的连线,箭头的方向表示信号的流向。
simulink模型库用法
Simulink模型库用法1. 简介Simulink是一款功能强大的图形化建模和仿真软件,它可以用于开发和调试各种复杂的动态系统模型。
Simulink模型库是Simulink提供的一个重要功能,它包含了大量可复用的模块、函数和工具箱,可以帮助用户快速构建和测试各种系统模型。
本文将详细介绍Simulink模型库的用法,包括如何使用、管理和扩展模型库,以及一些常用的技巧和注意事项。
2. 模型库的使用2.1 打开模型库要打开Simulink模型库,可以选择在Simulink界面上点击”Library Browser”按钮或者使用快捷键Ctrl+D。
打开后会出现一个浏览器窗口,其中包含了各种不同类型的模块和工具。
2.2 搜索模块在浏览器窗口中,可以通过搜索框来查找需要的模块。
输入关键词后,系统会自动过滤显示相关的结果。
点击结果即可将对应的模块添加到当前工作区。
2.3 添加/删除模块要将一个模块添加到当前工作区中,只需将其从浏览器窗口拖拽到工作区中的合适位置即可。
如果要删除一个模块,只需选中该模块并按下Delete键即可。
2.4 连接模块在Simulink中,模块之间可以通过信号线进行连接。
要连接两个模块,只需将鼠标移动到一个模块的输出端口上,然后按下鼠标左键并拖动到另一个模块的输入端口上释放即可。
系统会自动创建连接。
2.5 参数设置每个模块都有一些参数可以设置,用于调整其行为和性能。
要设置参数,只需双击相应的模块,在弹出的对话框中进行修改即可。
3. 模型库的管理3.1 创建新的模型库除了默认提供的Simulink模型库外,用户还可以创建自己的模型库来管理和组织自己编写的模块。
要创建新的模型库,可以在浏览器窗口中选择”File”->“New”->“Library”,然后选择保存路径和名称即可。
3.2 添加/删除/编辑子系统在Simulink中,子系统是一种特殊类型的组件,可以将多个相关联的模块封装成一个单独的单元。
实验四 Simulink基本模块的使用
实验四 Simulink基本模块的使用一、实验目的1、熟悉Simulink基本模块(信号发生器,数学模块,示波器)的使用。
2、掌握Simulink仿真参数的设置。
二、实验环境计算机,带Windwos操作系统三、实验原理1、使用Simulink启动MATLAB之后,在命令窗口中输入命令“Simulink”或单击MATLAB工具栏上的S imulink图标,打开Simulink 模块库窗口。
在Simulink模块库窗口中单击菜单项“File | Ne w | Mode l”,就可以新建一个Simulink 模型文件。
利用鼠标单击Simulink基础库中的子库,选取所需模块,将它拖动到新建模型窗口中的适当位置,如果需要对模型模块进行参数设置和修改,只需选中模型文件中的相应模块,单击鼠标右键,弹出快捷菜单,从中选取相应参数进行修改。
2、MA TLAB命令窗口中运行Simulink。
若参数设置为变量,变量可先在MA TLAB命令窗口中进行定义,并使用open,sim等命令直接运行信号。
然后在命令行提示符下输入>> a=1;b=1;open('s01.mdl');sim('s01.mdl');可得到同样的结果。
实验五构建SIMULINK子系统和模块的封装一、实验目的1、熟悉构建Simulink子系统。
2、学习自建模快的封装,帮助文档的编写。
3、掌握MATLAB命令窗口中运行Simulink。
二、实验环境计算机,带Windwos操作系统三、实验原理1、MA TLAB命令窗口中运行Simulink。
启动MATLAB之后,在命令窗口中输入命令“Simulink”或单击MATLAB工具栏上的S imulink图标,打开Simulink 模块库窗口。
在Simulink模块库窗口中单击菜单项“File | Ne w | Model”,就可以新建一个Simulink 模型文件。
Simulink使用基本
Simulink使用基本Simulink是一种功能强大的图形化建模和仿真环境,用于分析和设计控制系统。
它是MATLAB的一个扩展工具箱,提供了一种直观和可视化的方法来创建和模拟动态系统模型。
在本文中,我们将介绍Simulink的基本使用方法。
在Simulink中,模型由一个个模块组成,每个模块代表系统的一个部分,例如传感器、执行器、控制器等。
这些模块通过线缆相互连接,以传递信号和数据。
要添加模块到模型中,我们可以在库浏览器中选择合适的模块,然后将其拖动到模型窗口中。
我们还可以使用快捷键B打开库浏览器,并通过栏来快速找到需要的模块。
一旦添加了模块,我们可以使用鼠标点击模块并拖动来改变连接线的位置。
要连接两个模块,只需将鼠标从一个模块上的端口位置拖动到另一个模块上的端口位置。
另外,我们还可以使用连接线工具栏上的线条样式来自定义连接线的样式,例如线的颜色、宽度等。
在进行仿真之前,我们需要设置模型的参数。
这包括设置仿真时间、步长和求解器等。
可以在模型窗口的工具栏上找到仿真按钮,点击后将启动仿真过程。
Simulink将按照设定的时间和步长,以及模型中各模块的逻辑,模拟系统的动态行为,并生成仿真结果。
仿真结果可以在仿真数据视图中查看和分析,包括系统的输入、输出、状态变量等。
除了基本的建模和仿真功能,Simulink还提供了许多高级功能和工具,用于系统控制、优化、验证等。
例如,我们可以使用状态流程图(Stateflow)来建模系统的离散事件行为,使用原型环境(Simscape)来建模物理系统,使用代码生成工具箱来生成嵌入式代码等。
Simulink还支持与MATLAB的混合编程,可以通过MATLAB脚本和函数来调用Simulink 模型,并在Simulink模型中使用MATLAB函数。
总结起来,Simulink是一个强大的图形化建模和仿真环境,适用于各种控制系统的分析和设计。
它提供了直观和可视化的方法来创建和模拟系统模型,并提供了丰富的工具和功能来支持系统开发的各个方面。
第六章 Simulnk动态仿真
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
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
仿真技术
第六章 Simulnk动态仿真
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n1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 )
仿真技术
第六章 Simulnk动态仿真
6.2 模块库和系统仿真 6.2.1 Simulink模块库 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:
仿真技术
第六章 Simulnk动态仿真
仿真技术
第六章 Simulnk动态仿真
4.
Math operation库
该库包含描述一般 数学函数的模块。 双击 即弹出右图 该库中模块的功能 就是将输入信号按 照模块所描述的数 学运算函数计算, 并把运算结果作为 输出信号输出。
仿真技术
第六章 Simulnk动态仿真
①
:加法器。 该模块为求和装置。求和器形状,输入 信号个数和符号可设置,如右边框图。 若设置如框图。则模块显示为:
仿真技术
第六章 Simulnk动态仿真
g)
模块文件的取名和保存
选择模型窗口菜单File Save as后弹出一个 “Save as”对话框,填 入模型文件名,按保 存(s)即可。
仿真技术
第六章 Simulnk动态仿真
6.1.3 系统仿真运行 1. Simulink模型窗口下仿真 步骤 打开Simulink仿真模型窗口,或打开指定的.mdl文 件 设置仿真参数:在模型窗口选取菜单【Simulation: Parameters】,弹出 “Simu数,然后按【OK】即可
simulink基本模块的使用
simulink基本模块的使用Simulink是一种强大的仿真和建模工具,常用于开发控制系统、信号处理和通信系统等。
本文将一步一步介绍Simulink的基本模块的使用,并讨论它们在不同领域中的应用。
一、Simulink基础知识在开始介绍基本模块之前,我们需要了解Simulink的一些基础知识。
Simulink是MATLAB软件的一个附加模块,用于建立模型以及执行仿真。
Simulink模型是由各种模块组成的,这些模块通过连线连接在一起,形成一个图形化的仿真模型。
它使用图形化界面,使用户能够直观地构建和修改模型。
二、Simulink基本模块1. 恒定值(constant)模块:恒定值模块用于生成恒定的信号,其输出值不会改变。
在模型中,我们可以通过恒定值模块设置输入信号的初始值、幅值以及一些其他属性。
该模块常用于生成常数信号,如直流电压或恒定的参考信号。
2. 脉冲(gain)模块:脉冲模块将输入信号的幅值乘以一个常数增益,然后输出结果。
通过改变增益系数,可以调整输出信号的幅值。
该模块常用于放大或缩小信号的幅值。
3. 积分器(integrator)模块:积分器模块对输入信号进行积分,并输出积分值。
积分器模块用于对信号进行数值积分操作,可用于控制系统中的积分环节,如PID控制器中的积分环节。
4. 微分器(derivative)模块:微分器模块对输入信号进行微分计算,并输出结果。
微分器模块适用于需要对信号进行微分操作的场景,如滤波器设计和导数控制器。
5. 比例积分微分(PID)控制器模块:PID控制器模块是Simulink中非常重要的一个模块,它结合了前面介绍的比例、积分和微分模块,实现了闭环控制。
PID控制器模块根据输入信号和误差信号生成控制信号,以实现期望输出。
该模块在自动控制系统中应用广泛。
6. 转换器(Switch)模块:转换器模块根据输入信号的值和条件判断,选择输出信号的路径。
该模块可以用于实现逻辑判断,选择不同的信号传递路径。
simulink 的用法
simulink 的用法
Simulink是一种图形化建模和仿真环境,用于设计、建模和仿真动态系统。
它是MATLAB软件的一部分,提供了一种直观的方法来构建和模拟各种系统,包括控制系统、通信系统、图像处理系统等。
Simulink的用法包括以下几个步骤:
1.打开Simulink:使用MATLAB软件打开Simulink工具包,或者直接在MATLAB命令窗口中输入"simulink"打开。
2.创建模型:在Simulink界面上使用不同的模块和线段,构建系统模型。
模块可以代表各种组件,如传感器、控制器、执行器等,线段则表示信号和数据流。
3.连接模块:使用适当的线段连接不同的模块,建立模型中各个组件之间的数据流和控制逻辑。
4.参数设置:对模型中的各个模块进行参数设置,以确保其行为与实际系统相符。
5.仿真运行:运行模型进行仿真,观察系统的动态行为和输出结果。
可以通过修改模型参数、调整模型结构来进一步优化和改进系统设计。
除了以上基本用法,Simulink还提供了许多高级功能,如模型验证、优化设计、代码生成等。
模型验证功能可以检测和解决模型中的错误和问题。
优化设计功能可以通过自动搜索和调整模型参数,实现系统性能的最优化。
代码生成功能可以将Simulink模型转换为C代码或其他可执行文件,以便在嵌入式系统中进行实时部署。
总的来说,Simulink提供了一种直观的图形化建模方法,将系统设计过程可视化,使得系统建模和仿真更加简单和高效。
Simulink组件的基本使用方法
查看仿真结果
显示图形
在仿真结果模块中,选择"Graph"或"Chart"选项卡, 可以显示仿真结果的图形。
调整图形参数
在图形界面中,可以调整坐标轴范围、线型、颜色等 参数,以便更好地显示仿真结果。
导出结果
可以将仿真结果导出为CSV、Excel等格式,以便进 一步分析。
调试模型
设置断点
在Simulink模型中,选择需要 设置断点的模块或线段,然后 点击工具栏上的"Breakpoint"
使用回调函数与事件
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
回调函数
回调函数是一种特殊的 函数,可以在特定的事 件发生时被自动调用。 在Simulink中,可以 使用回调函数来定义当 模型状态改变时需要执 行的代码。
事件
事件是Simulink中一 种特殊的状态变化,当 模型的状态满足一定条 件时,就会触发相应的 事件。可以使用回调函 数来定义当事件发生时
参数设置
在创建子系统后,可以在子系统的参数设置中定 义其输入和输出端口、参数和采样时间等属性。
创建子系统
在Simulink编辑器中,选择“Tools”菜单下的 “Subsystem”选项,然后在打开的对话框中输 入子系统的名称和描述。
调用子系统
在模型中需要使用子系统的地方,将子系统模块 拖拽到模型中,然后将其端口与外部模块连接起 来。
Simulink组件的功能
信号处理
Simulink提供了丰富的信号处理组件, 如滤波器、频谱分析等,用于对输入信
号进行处理。
算法开发
Simulink支持使用MATLAB函数和算 法,使得用户可以在模拟模型中实现
简述simulink的基本操作步骤
简述simulink的基本操作步骤
simulink的基本操作步骤
一、模型创建
1、打开matlab程序,调出simulink程序界面后,点击“文件”下的“新建”选项;
2、在侧边的“Simulink Library Browser”窗口中选择需要的模块,将所需要的模块拖拽到主窗口中;
3、完成拖拽后,继续拖拽输入和输出信号量,将模块与模块之间连接,将信号量与模块连接;
4、拖拽完成后,可以编辑模块和参数设置,以构建一个完整的模型;
二、模型仿真
1、模型建立完成后,可以对模型进行仿真,点击主窗口上方的“仿真”按钮;
2、调出控制面板,设置仿真参数,如开始时间、结束时间、仿真步数或仿真步长等;
3、点击“应用”按钮,模型仿真开始;
4、仿真运行结束后,可以对模型中输入输出数据进行可视化分析;
三、模型保存
1、模型建立和仿真完成后,点击主窗口上方的“文件”按钮;
2、根据需要,点击“保存”或“另存为”,将模型另存为.mdl
文件;
3、输入文件名,点击“保存”,模型文件保存完成。
matlab实验六、SIMULINK基本用法
三、自定义功能模块的封装 exp5_7.mdl exp5_8.mdl exp5_9.mdl exp5_10.mdl
上面提到的两种方法都只是创建一个功能模块而已,如果要命名该 自定义功能模块、对功能模块进行说明、选定模块外观、设定输入 数据窗口,则需要对其进行封装处理。
首先选中Subsystem功能模块,再打开Edit菜单中的Mask Subsystem 进入mask的编辑窗口,可以看出有3个标签页。 1) Icon:设定功能模块的外观。 2) Initialization:设定输入数据窗口(Prompt List)。
d) dpoly(num,den,’z’):按z次数的降幂排序,在功能模块上显示离散的 传递函数。
用户还可以设置一些参数来控制图标的属性,这些属性在Icon页右下 端的下拉式列表中进行选择。 a) Icon frame:Visible 显示外框线;Invisible:隐藏外框线。
b) Icon Transparency:Opaque 隐藏输入输出的标签;Transparent:显示 输入输出的标签。 c) Icon Rotation:旋转模块。
3) Documentation:设计该功能模块的文字说明。
1、Icon标签页
此页最重要的部分是Drawing Commands,在该区域内可以用disp指 令设定功能模块的文字名称,用plot指令画线,用dpoly指令画转换函 数。
注意,尽管这些命令在名字上和以前讲的MATLAB函数相同,但它 们在功能上却不完全相同,因此不能随便套用以前所讲的格式。
例exp5_2.mdl
exp5_3.mdl
第四节 SIMULINK自定义功能模块
自定义功能模块有两种方法,一种方法是采用Signal&Systems 模块库 中的Subsystem功能模块,利用其编辑区设计组合新的功能模块;另一 种方法是将现有的多个功能模块组合起来,形成新的功能模块。对于 很大的SIMULINK模型,通过自定义功能模块可以简化图形,减少功 能模块的个数,有利于模型的分层构建。 一、方法1 exp5_5.mdl
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Simulink模型仿真举例 在simulink中建立仿真模型如下
Matlab基础与应用
Simulink模型仿真举例
仿真结果
Matlab基础与应用
Simulink模型仿真举例
仿真结果
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Matlab基础与应用
其他模块 Simulink中还有很多实现其他功能的模块,包括断续模块 组、查表模块组、模型校验模块组等。
Matlab基础与应用
Simulink模型的建立与仿真
模型窗口的建立和保存 模块的有关操作
模块大小调整 模块旋转 模块连接 模块标签的改变 增加阴影 模块参数修正
联机帮助系统 模块输出与打印
Simulink模型仿真举例 仿真结果
Matlab基础与应用
Simulink模型仿真举例
离散系统 分期还款问题 设每个月月末贷款余额 b(k ) 为月初余额与月利息的和, 再减去月末的还款额 p (k )。于是第 k 月月末的余额:
b(k ) rb(k 1) p(k )
其中 r 1 I , I 为月利息。假设初始贷款余额为15000 元,利率为1%,每月偿还200元,试计算100次偿还后的 贷款余额。 根据题目要求建立模型,进行仿真。模型及仿真结果见 下图。
Matlab基础与应用
Simulink组件的基本构成
逻辑和位操作模块组(Logic and Bit Operations) 逻辑和位操作模块组内的模块主要用于对输入信号进行逻 辑处理。
Bit Clear:位清零模块,将存储数据指定的位清零。 Bitwise Operator:位操作运算模块,对输入信号进行位操 作。 Combinational Logic:组合逻辑模块,根据指定真值表对输 入信号进行组合逻辑运算。 Compare to Constant:与常数比较模块,将输入信号与设 定的常数进行组合逻辑运算。 Logical Operator:逻辑运算模块,对信号进行逻辑运算。 Relational Operator:关系运算模块,进行关系运算。
模型仿真
Matlab基础与应用
Simulink模型的建立与仿真
仿真参数设置 在模型窗口选择菜单“Simulation”“Configuration parameters…” 解算器(Solver)的设置 (1) 仿真时间设置(Simulation time) 仿真的起始时间(Start time) 仿真的结束时间(Stop time) (2) 解法设置(Solver options) 仿真的过程一般是求解微分方程组,“Solve options”的内 容是针对解微分方程组的设置。 (3) 输出模式Output options 变步长时可进行设置 ,可以达到不同的输出效果。
第六章 Simulink组件的基本使用方法
本章内容 Simulink简介 Simulink组件的基本构成 Simulink模型的建立与仿真 Simulink模型应用举例
Matlab基础与应用
Simulink简介
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,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。 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。
Matlab基础与应用
Simulink组件的基本构成
输出池模块组(Sinks)
Out1:输出端口模块,代表整个系统的输出端子。 Scope:示波器,是显示数据结果的有效形式。 XY Graph:XY示波器模块,显示二维图形。 To File(.mat):将输出写入数据文件,该模块把它的输入值 保存到mat文件中。 To Workspace:将输出写入MATLAB的工作空间 Stop Simulation:仿真终止模块,终止正在进行的仿真模块。 Terminator:信号终结模块。
Simulink模型仿真举例
x1 y x2 y
x1 x2 x2 ( x12 1) x2 x1
Matlab基础与应用
Simulink模型仿真举例
系统模型:
Matlab基础与应用
Simulink模型仿真举例
仿真结果
4 2 0 -2 -4 data1 data2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
4 2 0 -2 -4 -2.5
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
Matlab基础与应用
Simulink模型仿真举例
直接利用传递函数方法
带有磁滞回线的非线性环节 控制系统框图如下所示,其中磁滞宽度 c1 1
通过simulink建立模型
Matlab基础与应用
分析:要模拟此系统,先要写出其运动方程。设小车的 位移为 x ,小车受到的力为:弹性力 kx 和阻力 cx 。那么 小车的运动方程:
mx cx kx 0
代入数据得到
0.2 x 0.4 x , x(0) 1, x(0) 0 x
Matlab基础与应用
信号源模块组(Sources) 这一部分的模块包括各种常用的输入信号,其内容主要包 括:
Constant:常数模块,可以产生一个常数值,用作给定输入。 Signal Generator:信号发生器,可以产生正弦、方波、锯 齿波及随意波。 Step:阶跃波信号,可生成一个按给定的时间开始的阶跃信 号,信号的初始值和终值都可以设定。
在传输给输出信号。 Variable Transport Delay:可变时间延迟模块。
Matlab基础与应用
Simulink组件的基本构成
离散模块组(Discrete)
Unit Delay:单位延迟模块,将输入信号做单位延时并保持 一个采样周期,可以设置采样周期和初始值。 Zero-Order Hold:零阶保持器,在一个计算步长内将输出的 值保持在同一个值上。 First-Order Hold:一阶保持器,依照一阶插值的方法计算下 一个步长下的输出值。 Discrete-time Integrator:离散时间积分器,实现离散的欧 拉积分,可以设置初值和采样时间。 Discrete Transfer-Fcn:离散传递函数模型,与连续传递函 数结构相同,可以设置采样时间。
Matlab基础与应用
Simulink模型仿真举例
状态空间方法
例1:二阶阻尼系统 考虑图中的阻尼二阶系统,设阻尼系数 c 1.0 ,弹簧弹性 系数为 k 2 ,小车质量 m 5kg 。系统无输入,初始位置 距平衡点 1.0m 。试模拟小车的运动。
Matlab基础与应用
Simulink模型仿真举例
Matlab基础与应用
Simulink组件的基本构成
信号路线发送模块组(Signal Routing)
Mux:混路器模块,将多路信号依照向量的形式混合成一路 信号。 Demux:分路器模块,将混路器组成的信号分解为多路信号。 Selector:选路器模块,可从多路信号中按希望输出所需的 信号。 Switch:开关模块,由开关量的值选择由哪路输入信号直接 产生输出信号。
Clock:时钟信号,输出仿真中的当前时间,以秒为单位。
From File(.mat):来自数据文件,从文件读数的模块,可 以从规定的数据文件中读取数据作为其他模块的输入值。
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Simulink组件的基本构成
From Workspace:来自MATLAB的工作空间,可以从工作 空间中读取数据,数据源至少有两列,第一列为单调递增函 数的时间,其他列为对应的数据。 Ground:接地线模块,一般用于表示零输入模块,若一个模 块的输入端子没有接任何模块,在simulink中仿真中经常给 出错误,这个模块就是为了避免这种错误。 Pulse Generator:脉冲发生器,产生脉冲信号的模块。 Sine Wave:正弦波信号,产生正弦波的模块。 Repeating Sequence:重复信号,产生不同规律重复信号 的模块。
Matlab基础与应用
Simulink组件的基本构成
连续模块组(Continuous) 连续模块组内的模块主要用于对连续系统建模。
Derivative:数值微分器模块,其作用是将输入端的信号经 过一阶数值微分,在输出端输出。
Transfer-Fcn:传递函数模块,使用分子分母多项式的形式
给出传递函数。 Integrator:积分器模块,对输入进行积分,可以设定初始条 件。
Matlab基础与应用
Simulink组件的基本构成
数学运算模块组(Math Operations) 数学运算模块组内的模块用于对输入信号进行数学操作。
Abs:取绝对值,求取输入信号的绝对值。 Real-Image to Complex:实部虚部合成复数,根据输入的 实部和虚部构建复数信号。 Gain:增益模块,输出为输入与增益的乘积。 Math Function:数学函数模块,对输入信号实现特定的数 学函数运算。 还有其他的一些数学运算模块,其功能是显而易见的,包括 Sum:加减运算模块;Product:乘运算;Dot Product:点 乘运算;Trigonometric Function:三角函数;MinMax:最 值运算;Sign:符号函数;