Simulink建模与仿真
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Simulink模型并不一定要包含全部的三种元素，在实际应用 中通常可以缺少其中的一个或两个。
例如，若要模拟一个系统偏离平衡位置后的恢复行为，就可 以建立一个没有输入而只有系统模块加一个显示模块的模型。
在某种情况下，也可以建立一个只有源模块和显示模块的系 统。若需要一个由几个函数复合的特殊信号，则可以使用源模块 生成信号并将其送入Matlab工作间或文件中。
SimulinkБайду номын сангаас仿真基础
1 Simulink的概述 2 基本操作 3 基本模块 4 建模方法 5 系统仿真举例
1
3.1 Simulink的概述
Simulink已经成为动态系统建模和仿真领域中应用最为广泛的软件之 一。Simulink可以很方便地创建和维护一个完整的模块，评估不同的 算法和结构，并验证系统的性能。由于Simulink是采用模块组合方式 来建模，从而可以使得用户能够快速、准确地创建动态系统的计算机 仿真模型，特别是对复杂的不确定非线性系统，更为方便。
3.2.2、仿真运行原理
Simulink仿真包括两个阶段；初始化阶段和模型执行阶段
(1) 模块初始化
在初始化阶段主要完成以下工作： ① 模型参数传给Matlab进行估值，得到的数值结果将作为模型 的实际参数； ② 展开模型的各个层次，每一个非条件执行的子系统被它所包 含的模块所代替；
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意信号、参数、属性，生成模型代码 ； (5)提供API(Application Programming Interface,应用程序编程接口)
用于与其他仿真程序的连接或与手写代码集成 ； (6)使用Embedded MATLAB™ 模块在Simulink和嵌入式系统
执行中调用MATLAB算法 ； (7)使用定步长或变步长运行仿真，根据仿真模式(Normal,
(2) 在MATLAB6.5的命令窗口中输入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。
两种模块库窗口界面只是不同的显示形式，用户可以根据各人喜
好进行选用，一般说来第二种窗口直观、形象，易于初学者，但
使用时会打开太多的子窗口。
Simulink模型可以用来模拟线性和非线性、连续和离散或者两者的混 合系统，也就是说它可以用来模拟几乎所有可能遇到的动态系统。另 外Simulink还提供一套图形动画的处理方法，使用户可以方便的观察 到仿真的整个过程。
Simulink没有单独的语言，但是它提供了S函数规则。所谓的S函数可 以是一个M函数文件、FORTRAN程序、C或C++语言程序等,通过特 殊的语法规则使之能够被Simulink模型或模块调用。S函数使 Simulink更加充实、完备，具有更强的处理能力。
(3) 在MATLAB6.5的主桌面中的工具栏中点击图标 (与第 (1)种所打开的窗口一样)
即可.
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3.2 基本操作
3.2.1 模型基本结构
一个典型的Simulink模型包括如下三种类型的元素： ① 信号源模块 ② 被模拟的系统模块 ③ 输出显示模块
源模块
系统模块
显示模块
图3.1.1 Simulink模型元素关联图 如图3.1.1所示说明了这三种元素之间的典型关系。 ▽ 系统模块作为中心模块，是Simulink仿真建模所要解决的主要部分； ▽ 信号源模块为系统的输入，它包括常数信号源或函数信号发生器（如正 弦和阶跃函数波等）和用户自己在Matlab中创建的自定义信号。 ▽ 显示模块主要是接收系统的输出,输出显示的形式包括图形显示,示波器 显示和输出到文件或MATLAB工作空间中三种. 输出模块主要在Sinks库中。
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Simulink的启动
(1) 在MATLAB6.5的命令窗口中输入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。
综上所述，Simulink就是一种开放性的，用来模拟线性或非线 性的以及连续或离散的或者两者混合的动态系统的强有力的系 统级仿真工具。
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Simulink的特点:
(1)丰富的可扩充的预定义模块库 ； (2)交互式的图形编辑器来组合和管理直观的模块图 ； (3)以设计功能的层次性来分割模型，实现对复杂设计的管理； (4)通过Model Explorer 导航、创建、配置、搜索模型中的任
⑤ 决定所有无显示设定采样时间的模块的采样时间； ⑥ 分配和初始化用于存储每个模块的状态和输入当前值的存储空间。
Accelerator,Rapid Accelerator)来决定以解释性的方式运行 或以编译C代码的形式来运行模型 ； (8)图形化的调试器和剖析器来检查仿真结果，诊断设计的性 能和异常行为 ； (9)可访问MATLAB从而对结果进行分析与可视化，定制建模环境， 定义信号参数和测试数据； (10)模型分析和诊断工具来保证模型的一致性，确定模型中的错误。
③ 模型中的模块按更新的次序进行排序。排序算法产生一个列表以确 保具有代数环的模块在产生它的驱动输入的模块被更新后才更新。 当然，这一步要先检测出模型中存在的代数环。
④ 决定模型中有无显示设定的信号属性，例如名称、数据类型、数值 类型以及大小等，并且检查每个模块是否能够接受连接到它输入端 的信号。Simulink使用属性传递的过程来确定未被设定的属性，这 个过程将源信号的属性传递到它所驱动的模块的输入信号；
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同Matlab一样，Simulink也不是封闭的,他允许用户可以很方便 的定制自己的模块和模块库。同时Simulink也同样有比较完整 的帮助系统，使用户可以随时找到对应模块的说明，便于应用。
目前，随着软件的升级换代，在软硬件的接口方面有了很大的 改进，使用Simulink可以很方便地进行实时的信号控制和处理、 信息通信以及DSP的处理。世界上许多知名的大公司已经使用 Simulink作为他们产品设计和开发的强有力工具。
Simulink模型并不一定要包含全部的三种元素，在实际应用 中通常可以缺少其中的一个或两个。
例如，若要模拟一个系统偏离平衡位置后的恢复行为，就可 以建立一个没有输入而只有系统模块加一个显示模块的模型。
在某种情况下，也可以建立一个只有源模块和显示模块的系 统。若需要一个由几个函数复合的特殊信号，则可以使用源模块 生成信号并将其送入Matlab工作间或文件中。
SimulinkБайду номын сангаас仿真基础
1 Simulink的概述 2 基本操作 3 基本模块 4 建模方法 5 系统仿真举例
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3.1 Simulink的概述
Simulink已经成为动态系统建模和仿真领域中应用最为广泛的软件之 一。Simulink可以很方便地创建和维护一个完整的模块，评估不同的 算法和结构，并验证系统的性能。由于Simulink是采用模块组合方式 来建模，从而可以使得用户能够快速、准确地创建动态系统的计算机 仿真模型，特别是对复杂的不确定非线性系统，更为方便。
3.2.2、仿真运行原理
Simulink仿真包括两个阶段；初始化阶段和模型执行阶段
(1) 模块初始化
在初始化阶段主要完成以下工作： ① 模型参数传给Matlab进行估值，得到的数值结果将作为模型 的实际参数； ② 展开模型的各个层次，每一个非条件执行的子系统被它所包 含的模块所代替；
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意信号、参数、属性，生成模型代码 ； (5)提供API(Application Programming Interface,应用程序编程接口)
用于与其他仿真程序的连接或与手写代码集成 ； (6)使用Embedded MATLAB™ 模块在Simulink和嵌入式系统
执行中调用MATLAB算法 ； (7)使用定步长或变步长运行仿真，根据仿真模式(Normal,
(2) 在MATLAB6.5的命令窗口中输入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。
两种模块库窗口界面只是不同的显示形式，用户可以根据各人喜
好进行选用，一般说来第二种窗口直观、形象，易于初学者，但
使用时会打开太多的子窗口。
Simulink模型可以用来模拟线性和非线性、连续和离散或者两者的混 合系统，也就是说它可以用来模拟几乎所有可能遇到的动态系统。另 外Simulink还提供一套图形动画的处理方法，使用户可以方便的观察 到仿真的整个过程。
Simulink没有单独的语言，但是它提供了S函数规则。所谓的S函数可 以是一个M函数文件、FORTRAN程序、C或C++语言程序等,通过特 殊的语法规则使之能够被Simulink模型或模块调用。S函数使 Simulink更加充实、完备，具有更强的处理能力。
(3) 在MATLAB6.5的主桌面中的工具栏中点击图标 (与第 (1)种所打开的窗口一样)
即可.
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3.2 基本操作
3.2.1 模型基本结构
一个典型的Simulink模型包括如下三种类型的元素： ① 信号源模块 ② 被模拟的系统模块 ③ 输出显示模块
源模块
系统模块
显示模块
图3.1.1 Simulink模型元素关联图 如图3.1.1所示说明了这三种元素之间的典型关系。 ▽ 系统模块作为中心模块，是Simulink仿真建模所要解决的主要部分； ▽ 信号源模块为系统的输入，它包括常数信号源或函数信号发生器（如正 弦和阶跃函数波等）和用户自己在Matlab中创建的自定义信号。 ▽ 显示模块主要是接收系统的输出,输出显示的形式包括图形显示,示波器 显示和输出到文件或MATLAB工作空间中三种. 输出模块主要在Sinks库中。
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Simulink的启动
(1) 在MATLAB6.5的命令窗口中输入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。
综上所述，Simulink就是一种开放性的，用来模拟线性或非线 性的以及连续或离散的或者两者混合的动态系统的强有力的系 统级仿真工具。
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Simulink的特点:
(1)丰富的可扩充的预定义模块库 ； (2)交互式的图形编辑器来组合和管理直观的模块图 ； (3)以设计功能的层次性来分割模型，实现对复杂设计的管理； (4)通过Model Explorer 导航、创建、配置、搜索模型中的任
⑤ 决定所有无显示设定采样时间的模块的采样时间； ⑥ 分配和初始化用于存储每个模块的状态和输入当前值的存储空间。
Accelerator,Rapid Accelerator)来决定以解释性的方式运行 或以编译C代码的形式来运行模型 ； (8)图形化的调试器和剖析器来检查仿真结果，诊断设计的性 能和异常行为 ； (9)可访问MATLAB从而对结果进行分析与可视化，定制建模环境， 定义信号参数和测试数据； (10)模型分析和诊断工具来保证模型的一致性，确定模型中的错误。
③ 模型中的模块按更新的次序进行排序。排序算法产生一个列表以确 保具有代数环的模块在产生它的驱动输入的模块被更新后才更新。 当然，这一步要先检测出模型中存在的代数环。
④ 决定模型中有无显示设定的信号属性，例如名称、数据类型、数值 类型以及大小等，并且检查每个模块是否能够接受连接到它输入端 的信号。Simulink使用属性传递的过程来确定未被设定的属性，这 个过程将源信号的属性传递到它所驱动的模块的输入信号；
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同Matlab一样，Simulink也不是封闭的,他允许用户可以很方便 的定制自己的模块和模块库。同时Simulink也同样有比较完整 的帮助系统，使用户可以随时找到对应模块的说明，便于应用。
目前，随着软件的升级换代，在软硬件的接口方面有了很大的 改进，使用Simulink可以很方便地进行实时的信号控制和处理、 信息通信以及DSP的处理。世界上许多知名的大公司已经使用 Simulink作为他们产品设计和开发的强有力工具。