第7章Simulink仿真环境.ppt

第7章Simulink仿真环境 MATLAB7 X程序设计 2 53 7 1simulink与系统仿真由来 simu 仿真 和link 连接 组成Matlab系统把一系列模块连接起来 构成复杂的系统模型 MATLAB7 X程序设计 3 53 7 2simulink的使用1 启动和退出 1 启动 在Matlab命令窗口中输入 simulink 回车 在工具栏单击弹出 SimulinkLibraryBrowser 窗口 MATLAB7 X程序设计 4 53 2 Simulink浏览器 MATLAB7 X程序设计 5 53 7 2simulink的使用1 启动和退出 1 启动 在Matlab命令窗口中输入 simulink 回车 在工具栏单击 2 退出 关闭所有模型窗口和simulink模块窗口 MATLAB7 X程序设计 6 53 MATLAB7 X程序设计 7 53 file的常用菜单项功能 菜单项功能Modelproperties模型属性Print 打印模型PreferencesSIMULINK界面的默认设置选项Close关闭当前Simulink窗口 MATLAB7 X程序设计 8 53 Edit的常用菜单项功能 菜单项功能Createsubsystem创建子系统Masksubsystem 封装子系统Lookundermask查看封装子系统的内部结构Updatediagram更新模型框图的外观 MATLAB7 X程序设计 9 53 View的常用菜单项功能 菜单项功能Gotoparent显示当前系统的父系统Modelbrowseroptions模型浏览器设置Blockdatatipsoptions鼠标位于模块上方时显示模块内部数据Librarybrowser库浏览器Modelexplorer模型浏览器Zoomin Zoomout放大 缩小Fitsystemtoview自动选择最合适的显示比例Normal以正常比例 100 显示模型 MATLAB7 X程序设计 10 53 Simulation的常用菜单项功能 菜单项功能Start Stop启动 停止仿真ConfigurationParameters 设置仿真参数Normal普通Simulink模型Accelerator产生加速Simulink模型 MATLAB7 X程序设计 11 53 Format的常用菜单项功能 菜单项功能Textalignment标注文字对齐工具Enabletexcommands使tex命令有效Filpname翻转模块名Filpblock RotateBlock翻转 旋转模块Showname显示模块的名字Showportlabels显示端口标签Foregroundcolor前景色Backgroundcolor背景色Screencolor屏幕颜色Port signaldisplays端口 信号显示Blockdisplays显示模块 MATLAB7 X程序设计 12 53 tools的常用菜单项功能 菜单项功能Simulinkdebugger Simulink调试器Fixed pointsettings浮点设置Modeladvisor模型咨询Lookuptableeditor查表编辑Dataclassdesigner用户定义数据类型设计器Buseditor线路编辑Signal scopemanager信号和示波器管理器Real timeworkshop实时工作平台Externalmodecontrolpanel外部的模式控制平台Controldesign控制设计Parameterestination参数估计Reportgenetor报告生成器 MATLAB7 X程序设计 13 53 7 3模块基本操作 1模块的选定模块的选定有三种方式 1 选定单个模块选定对象只要在模块上单击鼠标 被选定的对象的四角处会出现小黑块编辑框 2 选定多个模块如果选定多个模块 可以按下Shift键 然后再单击所需选定的模块 或者用鼠标拉出矩形虚线框 将所有待选模块框在其中 则矩形框中所有的模块均被选中 3 选定所有模块如果要选定所有模块 可以选择菜单Edit Selectall MATLAB7 X程序设计 14 53 2模块的复制 模块的复制有两种方式 1 不同模型窗口 包括模型库窗口 之间的模块复制选定模块 用鼠标将其拖到另一模型窗口 选定模块 使用菜单和工具栏中的Copy和Paste命令 2 在同一模型窗口内的复制模块选定模块 按下鼠标右键 拖动模块到合适的地方 释放鼠标 选定模块 按住Ctrl键 再用鼠标拖动对象到合适的地方 释放鼠标 使用菜单和工具栏中的Copy和Paste命令 MATLAB7 X程序设计 15 53 3模块的移动 模块的移动有两种方式 1 在同一模型窗口移动模块选定需要移动模块 用鼠标将模块拖到合适的地方 2 在不同模型窗之间移动模块在不同模型窗之间移动模块 在用鼠标移动的同时按下Shift键 当模块移动时 与之相连的连线也随之移动 MATLAB7 X程序设计 16 53 4模块的删除 要删除模块 应选定删除模块 按Delete键 选定待删除模块后 用菜单和工具栏的Edit Cut 5模块的缩放选定需要改变大小的模块 出现小黑块编辑框后 用鼠标拖动编辑框 可以实现放大或缩小 使用菜单view中的Zoomin Zoomout MATLAB7 X程序设计 17 53 6模块的翻转 选定模块 选择菜单Format FlipBlock可以将模块旋转180度 选定模块 选择菜单Format RotateBlock可以将模块旋转90度 7编辑和修改模块名单击模块下面或旁边的模块名 出现虚线编辑框就可对模块名进行编辑 修改 选定模块 选择菜单Format Font 打开字体对话框设置字体 MATLAB7 X程序设计 18 53 7 4信号线的操作 信号线的操作是创建模型文件时连接模块的操作 常用的信号线的操作如下 1模块间连线先将光标指向一个模块的输出端 待光标变为十字符后 按下鼠标左键并拖动 直到另一模块的输入端 MATLAB7 X程序设计 19 53 2信号线的分支和折线 1 分支的产生将光标指向信号线的分支点上 按鼠标右键 光标变为十字符 拖动鼠标直到分支线的终点 释放鼠标 或者按住Ctrl键 同时按下鼠标左键拖动鼠标分支线的终点 2 信号线的折线选中已存在的信号线 将光标指向折点处 按住Shift键 同时按下鼠标左键 当光标变成小圆圈时 用鼠标拖动小圆圈将折点拉至合适处 释放鼠标 MATLAB7 X程序设计 20 53 3填加注释 双击信号线后出现矩形文本输入框 可以添加文本注释 label MATLAB7 X程序设计 21 53 7 5创建模型文件 创建模型文件时只需用鼠标右键单击Simulink模块库浏览器 SimulinkLibraryBrowser 窗口中相应的模块 选择其下拉菜单的第一项 填加到已创建的模型文件中 通过信号线连接各模块即可 MATLAB7 X程序设计 22 53 MATLAB7 X程序设计 23 53 MATLAB7 X程序设计 24 53 7 6simulink基本模块1 continuous 连续系统模块库 输出信号为输入信号的一阶微分 对信号进行积分 传递函数 以给定的时间量延迟输入 MATLAB7 X程序设计 25 53 例1对正弦波的微分 MATLAB7 X程序设计 26 53 例2对正弦波的延迟输入 MATLAB7 X程序设计 27 53 2 Sources 信号源模块库 生成一个常量值 数字时钟 将没有连接的输入端口接地 脉冲发生器 MATLAB7 X程序设计 28 53 斜波 随机信号 正弦波 阶跃信号 MATLAB7 X程序设计 29 53 例3示波器中显示脉冲信号 并改变脉冲参数 MATLAB7 X程序设计 30 53 3 Mathoperations 数学运算模块库 求绝对值 求复数的模值和辐角 求复数的实部和虚部 求和 MATLAB7 X程序设计 31 53 求模块的输入乘以一个数值 将模和辐角合成复数 数学函数 求点积 MATLAB7 X程序设计 32 53 求输入的最大或最小值 求输入的积或商 求三角函数 MATLAB7 X程序设计 33 53 实部和虚部合成复数 取整函数 符号函数 MATLAB7 X程序设计 34 53 例4正弦波的绝对值 MATLAB7 X程序设计 35 53 例5在示波器上显示sin x 2和sin x 2的波形 MATLAB7 X程序设计 36 53 4 SignalsRouting 信号线路模块库 多路信号分离器 多路信号传输器 手动开关 将多个单一输入转化为一个复合输出 将一个复合输入转化为多个单一输出 MATLAB7 X程序设计 37 53 例6将正弦波和脉冲波同时显示在一台示波器上 MATLAB7 X程序设计 38 53 例7通过手动开关分别显示两信号 MATLAB7 X程序设计 39 53 5 Sinks 接收器模块库 实时数据显示 示波器 MATLAB7 X程序设计 40 53 例8比较两显示器 MATLAB7 X程序设计 41 53 6 User definedFunctions用户自定义函数模块 对输入应用指定的表达式 MATLAB7 X程序设计 42 53 例9自定义一个功能模块 产生函数e x的波形 MATLAB7 X程序设计 43 53 7 7设置仿真参数模型窗口中选择simulation菜单下的configurationparameter 将出现仿真参数对话框solver 解题器 选项 1 仿真时间的设置starttime 开始时间 默认为0sstoptime 停止时间 默认为10 0s MATLAB7 X程序设计 44 53 2 仿真算法和类型在solveroptions选项中 提供了两个仿真算法类型 变步长 Variable step 和定步长 Fixed step 3 仿真步长若选变步长 可设定最大步长 Maxstepsize 最小步长 Minstepsize 和起始步长 Initidstepsize 若选定步长 可设定固定步长 默认情况下 步长参数设为auto MATLAB7 X程序设计 45 53 4 误差容限包括相对容差 relativetolerance 和绝对容差 Absolutetolerance 它们是在变长算法中才出现的 当使用某种算法所得到的误差超过容许容限时 就会自动对仿真步长进行调整 MATLAB7 X程序设计 46 53 DataImport Export选项设置在仿真参数对话框中选择DataImport Export选项 会出现一个对话框 相应的选项设置分为3组 Loadfromworkspace Savetoworkspace和Saveoptions 1 从工作空间中载入数据 Loadfromworkspace 2 保存到工作空间 Savetoworkspace 3 保存选项 Saveoptions MATLAB7 X程序设计 47 53 MATLAB7 X程序设计 48 53 plot tout yout 将输出信号写入返回变量 利用matlab命令绘图 MATLAB7 X程序设计 49 53 simoutplot tout simout signals values 使用toworkspace 利用matlab命令绘图 MATLAB7 X程序设计 50 53 7 8子系统 子系统建立的方法Simulink允许建立类似于MATLAB的函数文件功能的子系统 建立子系统有两种方法 1对已存在的模型的某些部分或全部使用菜单命令Edit CreateSubsystem 封装为子系统 2使用Ports Subsystems模块库中的Subsystem模块直接创建子系统 MATLAB7 X程序设计 51 53 MATLAB7 X程序设计 52 53 MATLAB7 X程序设计 53 53 2子系统的封装 把已存在的Simulink模型中的某个部分封装为子系统是建立子系统的重要方法 步骤如下 1 用矩形框选择要封装的部分 包括模块和信号线 2 在模块窗口菜单选项中选择菜单Edit Createsubsystem 出现封装后的子系统 子系统有一个默认的输入端口和输出端口 默认名为In1和Out1 若查看子系统的内容或对子系统进行再编辑 可以双击子系统模块 则会显示子系统内容的新窗口 在窗口内 除原始的模块外 Simulink自动添加了输入和输出模块 分别代表子系统的输入端口和输出端口 MATLAB7 X程序设计 54 53 3 选择Edit EditMask 设置封装参数 主要有Icon Parameters Initialization和Documentation四个选项卡 Icon选项卡用于设定封装模块的名字和外观 Parameters选项卡用于输入变量名称和相应的提示 Initialization选项卡用于初始化封装子系统 Documentation选项卡用于编写与该封装模块对应的Help和说明文字 分别有Masktype MaskDescription和Maskhelp栏 MATLAB7 X程序设计 55 53 设置参数设置对话框中的