第7章Simulink仿真环境

1、17.1 simulink与系统仿真与系统仿真 由来：由来： simu(仿真仿真)和和link(连接连接)组成组成 Matlab系统把一系列模块连接起来，系统把一系列模块连接起来，构成复杂的系统模型构成复杂的系统模型27.2 simulink的使用的使用1.启动和退出启动和退出(1)启动：启动：在在Matlab命令窗口中输入命令窗口中输入“simulink”，回，回车车在工具栏单击在工具栏单击弹出弹出“Simulink Library Browser”窗口窗口32. Simulink浏览器浏览器菜单栏菜单栏工具栏工具栏模块说明框模块说明框基本模块库基本模块库已安装专用已安装专用模块库模块库模块

2、查找框模块查找框模块显示框模块显示框标题栏标题栏47.2 simulink的使用的使用1.启动和退出启动和退出(1)启动：启动：在在Matlab命令窗口中输入命令窗口中输入“simulink”，回车，回车在工具栏单击在工具栏单击(2)退出退出:关闭所有模型窗口和关闭所有模型窗口和simulink模块窗口模块窗口5菜单栏菜单栏工具栏工具栏模块编辑框模块编辑框当前状态当前状态仿真进程仿真进程仿真解法仿真解法6 file file的常用菜单项功能的常用菜单项功能 菜单项菜单项 功能功能Model propertiesModel properties模型属性模型属性PrintPrint 打印模型打印模

3、型PreferencesPreferences SIMULINKSIMULINK界面的默认设置界面的默认设置 选项选项CloseClose 关闭当前关闭当前SimulinkSimulink窗口窗口7EditEdit的常用菜单项功能的常用菜单项功能 菜单项菜单项 功能功能Create subsystemCreate subsystem创建子系统创建子系统Mask subsystemMask subsystem封装子系统封装子系统Look under mask Look under mask 查看封装子系统的查看封装子系统的 内部结构内部结构Update diagramUpdate diagram

4、更新模型框图的外观更新模型框图的外观8 菜单项菜单项 功能功能Go to parentGo to parent 显示当前系统的父系统显示当前系统的父系统Model browser optionsModel browser options模型浏览器设置模型浏览器设置Block data tips optionsBlock data tips options 鼠标位于模块上方时显鼠标位于模块上方时显示模块内部数据示模块内部数据Library browserLibrary browser 库浏览器库浏览器Model explorerModel explorer 模型浏览器模型浏览器Zoom in/

5、Zoom outZoom in/ Zoom out 放大放大/ /缩小缩小Fit system to viewFit system to view 自动选择最合适的显示比例自动选择最合适的显示比例NormalNormal 以正常比例以正常比例(100%)(100%)显示模型显示模型9菜单项菜单项 功能功能Start / StopStart / Stop启动启动/ /停止仿真停止仿真Configuration Parameters Configuration Parameters 设置仿真设置仿真参数参数Normal Normal 普通普通SimulinkSimulink模型模型Accelera

6、torAccelerator 产生加速产生加速SimulinkSimulink模型模型10 菜单项菜单项 功能功能Text alignment Text alignment 标注文字对齐工具标注文字对齐工具Enable Enable textex commands commands 使使textex 命令有效命令有效FilpFilp name name 翻转模块名翻转模块名FilpFilp block/ Rotate Block block/ Rotate Block翻转翻转/ /旋转模块旋转模块Show nameShow name 显示模块的名字显示模块的名字Show port labels

7、Show port labels 显示端口标签显示端口标签Foreground colorForeground color 前景色前景色Background colorBackground color 背景色背景色Screen colorScreen color 屏幕颜色屏幕颜色Port/signal displays Port/signal displays 端口端口/ /信号显示信号显示Block displaysBlock displays 显示模块显示模块11 菜单项菜单项 功能功能Simulink debugger SimulinkSimulink调试器调试器Fixed_point

8、settings 浮点设置浮点设置Model advisor 模型咨询模型咨询Lookup table editor 查表编辑查表编辑Data class designer 用户定义数据类型设计器用户定义数据类型设计器Bus editor 线路编辑线路编辑Signal & scope manager 信号和示波器管理器信号和示波器管理器Real_time workshop 实时工作平台实时工作平台External mode control panel 外部的模式控制平台外部的模式控制平台Control design 控制设计控制设计Parameter estination 参数估计参数

9、估计Report genetor 报告生成器报告生成器12 1 模块的选定模块的选定模块的选定有三种方式：模块的选定有三种方式：1） 选定单个模块选定单个模块 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。四角处会出现小黑块编辑框。2） 选定多个模块选定多个模块 如果选定多个模块，可以按下如果选定多个模块，可以按下Shift键，然后再单击键，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所有待选模块框在其中，则矩形框中所有的模块均被

10、选中。被选中。3）选定所有模块）选定所有模块如果要选定所有模块，可以选择菜单如果要选定所有模块，可以选择菜单EditSelect all。 13模块的复制有两种方式：模块的复制有两种方式：1) 不同模型窗口不同模型窗口(包括模型库窗口包括模型库窗口)之间的模块复制之间的模块复制 选定模块，用鼠标将其拖到另一模型窗口。选定模块，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选定模块，使用菜单和工具栏中的Copy和和Paste命令。命令。2) 在同一模型窗口内的复制模块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选定模块，按下鼠标右键，拖动模块到合适的地方，

11、释放鼠标。方，释放鼠标。 选定模块，按住选定模块，按住Ctrl键，再用鼠标拖动对象到合键，再用鼠标拖动对象到合适的地方，释放鼠标。适的地方，释放鼠标。 使用菜单和工具栏中的使用菜单和工具栏中的Copy和和Paste命令。命令。 14模块的移动有两种方式：模块的移动有两种方式：1)在同一模型窗口移动模块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选定需要移动模块，用鼠标将模块拖到合适的地方。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 在不同模型窗之间移动模块，在用鼠标移在不同模型窗之间移动模块，在用鼠标移动的同时按下动的同时按下Shift键。当模块移动时，与键。

12、当模块移动时，与之相连的连线也随之移动。之相连的连线也随之移动。 15要删除模块，应选定删除模块，按要删除模块，应选定删除模块，按Delete键。键。选定待删除模块后，用菜单和工具栏的选定待删除模块后，用菜单和工具栏的Edit Cut。 5 模块的缩放模块的缩放选定需要改变大小的模块，出现小黑块编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，可以实现放辑框后，用鼠标拖动编辑框，可以实现放大或缩小。大或缩小。使用菜单使用菜单view中的中的Zoom in /Zoom out。16选定模块，选择菜单选定模块，选择菜单FormatFlip Block可可以将模块旋转以将模块旋转180

13、度。度。选定模块，选择菜单选定模块，选择菜单FormatRotateBlock可以将模块旋转可以将模块旋转90度。度。 7 编辑和修改模块名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。选编辑框就可对模块名进行编辑、修改。选定模块，选择菜单定模块，选择菜单FormatFont，打开字打开字体对话框设置字体。体对话框设置字体。 17 信号线的操作信号线的操作是是创建模型文件时连接模创建模型文件时连接模块的块的操作，操作，常用的信号线的操作如下：常用的信号线的操作如下：1 1 模块间连线模块间连线先将光标指向一个模块的输出

14、端，待光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，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。直到另一模块的输入端。181) 分支的产生分支的产生 将光标指向信号线的分支点上，按鼠标右键，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；或者按住点，释放鼠标；或者按住Ctrl键，同时按下键，同时按下鼠标左键拖动鼠标分支线的终点。鼠标左键拖动鼠标分支线的终点。2) 信号线的折线信号线的折线 选中已存在的信号线，将光标指向折点处，选中已存在的信号线，将光标指向折点处，按住按住S

15、hift键，同时按下鼠标左键，当光标变键，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。合适处，释放鼠标。19双击信号线后出现矩形文本输入框，可双击信号线后出现矩形文本输入框，可以添加文本注释以添加文本注释(label)。20创建模型文件时只需用鼠标右键单击创建模型文件时只需用鼠标右键单击Simulink模块库浏览器模块库浏览器(Simulink Library Browser)窗口中相应的模块，选择其下拉窗口中相应的模块，选择其下拉菜单的第一项菜单的第一项,填加到已创建的模型文件填加到已创建的模型文件中，通过信号线连接

16、各模块即可。中，通过信号线连接各模块即可。 2122237.6 simulink基本模块基本模块1.continuous（连续系统模块库）（连续系统模块库）输出信号为输入信号的一阶微分输出信号为输入信号的一阶微分对信号进行积分对信号进行积分传递函数传递函数以给定的时间量延迟输入以给定的时间量延迟输入2425262.Sources(信号源模块库信号源模块库)生成一个常量值生成一个常量值数字时钟数字时钟将没有连接的输入端口接地将没有连接的输入端口接地脉冲发生器脉冲发生器27斜波斜波随机信号随机信号正弦波正弦波阶跃信号阶跃信号28293.Math operations(数学运算模块库数学运算模块库)

17、求绝对值求绝对值 求复数的模值和辐角求复数的模值和辐角求复数的实部和虚部求复数的实部和虚部求和求和30求模块的输入乘以一个数值求模块的输入乘以一个数值将模和辐角合成复数将模和辐角合成复数数学函数数学函数求点积求点积31求输入的最大或最小值求输入的最大或最小值求输入的积或商求输入的积或商求三角函数求三角函数32实部和虚部合成复数实部和虚部合成复数取整函数取整函数符号函数符号函数3334354.Signals Routing（信号线路模块库）（信号线路模块库）多路信号分离器多路信号分离器多路信号传输器多路信号传输器手动开关手动开关将多个单一输入转化为一个复合输出将多个单一输入转化为一个复合输出将一

18、个复合输入转化为多个单一输出将一个复合输入转化为多个单一输出36例例6 将正弦波和脉冲波同时显示在一台示将正弦波和脉冲波同时显示在一台示波器上波器上37385.Sinks(接收器模块库接收器模块库)实时数据显示实时数据显示示波器示波器39406.User-defined Functions 用户自定义函数模块用户自定义函数模块对输入应用指定的表达式对输入应用指定的表达式41427.7 设置仿真参数设置仿真参数 模型窗口中选择模型窗口中选择simulation菜单下的菜单下的configuration parameter，将出现仿真参数对，将出现仿真参数对话框话框 solver（解题器）选项：（

19、解题器）选项：1.仿真时间的设置仿真时间的设置 start time(开始时间开始时间) 默认为默认为0s stop time(停止时间停止时间) 默认为默认为10.0s432.仿真算法和类型仿真算法和类型 在在solver options选项中，提供了两个仿真选项中，提供了两个仿真算法类型：变步长（算法类型：变步长（Variable-step）和定步）和定步长（长（Fixed-step）3.仿真步长仿真步长若选变步长，可设定最大步长（若选变步长，可设定最大步长（Max step size）、最小步长（）、最小步长（Min step size）和起始步）和起始步长（长（Initid step

20、size）若选定步长，可设定固定步长。若选定步长，可设定固定步长。默认情况下，步长参数设为默认情况下，步长参数设为auto444.误差容限误差容限包括相对容差（包括相对容差（relative tolerance）和绝对容）和绝对容差（差（Absolute tolerance ）,它们是在变长算它们是在变长算法中才出现的，当使用某种算法所得到的法中才出现的，当使用某种算法所得到的误差超过容许容限时，就会自动对仿真步误差超过容许容限时，就会自动对仿真步长进行调整长进行调整45Data Import/Export选项设置选项设置在仿真参数对话框中选择在仿真参数对话框中选择Data Import/Ex

21、port选项，会出现一个对话框。相应的选项设置选项，会出现一个对话框。相应的选项设置分为分为3组：组：Load from workspace、Save to workspace和和Save options。（1）从工作空间中载入数据（）从工作空间中载入数据（Load from workspace）。）。（2）保存到工作空间（）保存到工作空间（Save to workspace）。）。（3）保存选项（）保存选项（Save options）。）。 46225( )dxxtdt47plot(tout,yout)将输出信号写入返回变量，利用将输出信号写入返回变量，利用matlab命令命令绘图绘图48s

22、imoutplot(tout,simout.signals.values)使用使用to workspace，利用，利用matlab命令绘图命令绘图49子系统建立的方法子系统建立的方法 Simulink允许建立类似于允许建立类似于MATLAB的函数的函数文件功能的子系统。建立子系统有两种方文件功能的子系统。建立子系统有两种方法：法：1 对已存在的模型的某些部分或全部使用对已存在的模型的某些部分或全部使用菜单命令菜单命令EditCreate Subsystem，封装为封装为子系统。子系统。2 使用使用Ports & SubsystemsPorts & Subsystems模块库中的

23、模块库中的SubsystemSubsystem模块直接创建子系统。模块直接创建子系统。 505152把已存在的把已存在的Simulink模型中的某个部分封装为子系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：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，包括模块和信号用矩形框选择要封装的部分，包括模块和信号线。线。2) 在模块窗口菜单选项中选择菜单在模块窗口菜单选项中选择菜单EditCreate subsystem，出现封装后的子系统。子系统有一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，默认名为个默认的输入端口和输出端口，默认名为In1和和Out1。若查看子系统的内容或对子系统进行再编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，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，分别代表自动添加了输入和输出模块