Simulink入门.ppt

1、第六章Simulink仿真软件及应用 6.1 SIMULINK简介环境 SIMULINK是MATLAB众多工具箱中的一个，是用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，它支持连续、离散及两者混合的线性和非线性系统，也支持具有多种采样速率的多速率系统；主要用于控制系统、信号处理、数据分析、金融系统、通信系统、土木工程、图形可视化等领域。在我们的课程中，主要是用它来进行动态系统的仿真所以也可称为系统仿真工具箱。 SIMULINK与用户交互接口是基于windows的图形界面，控制系统的模型是以方块图形式建立的，只要懂流程图，就可以用方框图进行建模，采用这种结构画模型就像你用笔和纸来画一样容易。它与传

2、统的仿真软件包用微分方程和差分方程建模相比，具有更直观、方便、灵活的优点。因此SIMULINK有越来越受重视的倾向。此外由于SIMULINK采用开放式的结构，因此可非常方便地用来开发子程序供MATLAB使用或是转成C或Fortran语言。截至当前可提供给SIMULINK的工具，有非线性工具集，数字信号处理工具集。下面将简要介绍其基本内容、基本概念与在仿真过程中常用的一些操作过程。,在启动MATLAB后，在MATLAB命令窗口中有三种方法 可以启动SIMULINK：,图61 SIMULINK元件库界面,双击工具栏上进入Simulink仿真环境按钮（见图61）； 键入simulink命令; 通过M

3、ATLAB菜单“FileNewModel”。 启动SIMULINK后，将展出用于系统仿真的元件库（Library）界面如图61所示。 6.2 SIMULINK元件库 在图61所示界面，你用鼠标器双击Simulink图标会见到Simulink项包括下列几大项的内容： 1、Source ：提供信号源元件。 2、Sink ：提供输出设备元件。 3、Discrete ：提供离散型元件。 4、Continuous ：提供线性系统元件(指连续性)。,5、Nonlinear ：提供非线性元件。 6、Signals & Systems ：提供连接和接口等。 7、Functions & Tables ：函数和映

4、射 8、Math : 数学函数 9、Extras一些说明例子和一些新开发的功能通常版本不同时，此部分的内容有较大的变动。 因为SIMULINK是一种开放式的结构，所以此内容会随新版本而增加，版本越新，在功能上更方便用户的使用。接下来介绍几个常用项之内容：,1Source 信号源 当你用鼠标器双击Source图标会出现下图62，也可从鼠标右键中打开Source库（见图63）。从图62和图63中可看到Source中有下列16项元件以及各元件的代表图形：,BandLimited White Noise ：有限带宽白色噪声产生器。 Chirp Signal ：变频信号。 Clock ：提供系统的时间。

5、 Constant ：固定的常量。 Digital Clock ：数字时钟。 Discrete Pulse Generator ：数值脉冲发生器。 From File ：从文件输人。 From Workspace ：从MATLAB工作空间中输入数据 Pulse Generator ：脉冲产生器。 Ramp ：斜波产生器。 Random Number ：随机数产生器。 Repeating Sequence ：锯齿波形。 Signal Generator ：信号产生器。 Sine Wave ：正弦波产生器。 Step ：阶跃输入。 Uniform Random Number ：不变序列随机数产生器

6、。,图62 Source库 图63 Source库图标窗口,2Sink 输出设备 用鼠标器双击Sink，会出现图64，也可从鼠标右键中打开Sink库（见图65）。从图64和图65中可看到Sink中有下列六项元件以及各元件所用的方块图形： Scope ：示波器输出。 Display ：数值输出。 XY Graph ：XY图的输出，分别输入X，及Y。 To File ：把数据输出至文件中。 To Workspace ：把数据输出至MATLAB的工作空间中。 StopSimulation ：停止仿真。,图64 Sink库 图65 Sink库图标窗口,图66 Discrete库 图67 Discret

7、e库图标窗口,3Discrete 离散型元件 若用鼠标器双击Discrete会出现图66, 也可从鼠标右键中打开Discrete库（见图67）。从图66和图67中可看到Discrete中有下列八项元件以及各元件所用的方块图形：。此函数库提供数字控制及数字信号处理的一些基本元件： Discrete Transfer Fun ：离散型传递函数的输入。 Discrete zeroPole ：离散型极零点输入。 Discrete Filter ：滤波器。 Discrete State Space ：差分方程的输入。 DiscreteTime integrator ：离散时间积分器 FirstOrder

8、 Hold ：一阶保持器。 Unit Delay ：单位延迟。 Zero0rder Hold ：零阶保持器。,4Continuous 线性系统元件,图68 Continuous库 图69 Continuous库图标窗口,Derivative ：微分器。 Integrator ：积分器。 Memory ：输出本模块上一步的输入值。 StateSpace ：状态空间模型。 Transfer Fun ：建立一个线性传递函数。 Transport Delay ：对输入信号进行一定的延迟 Variable Transport Delay ：对输入信号进行不定量的延迟 ZeroPole ：用极零点的方式输

9、入传递函数。,5Nonlinear 非线性元件 Backlash ：用放映的方式模仿一个系统的特性 Coulomb & Viscous Friction ：在原点不连续而在原点以 外具有线性增益 Dead zone ：提供一个死区 Manual switch ：手动开关 Multiport switch ：多点输出开关 Quantizer ：对输入进行量化处理 Rate limiter ：限制信号的变化率 Relay ：在两个值中轮流输出 Saturation ：对输入信号进行限幅 Switch ：在两个输入之间进行开关,6Math 数学函数 Abs :输出信号的绝对值 Algebraic C

10、onstraint ：代数运算 Combinatorial Logic ：建立一张真值表 Complex to Real-Imag ：合并为实数 Dot Product ：输入信号进行点积 Gain ：对输入信号乘上一个常数增益 Logical Operator ：对输入信号进行逻辑运算 Magnitude-Angle to Complex ：综合大范围的信号 Math Function ：数学函数 Matric Gain ：对输入信号乘上一个矩阵增益 MinMax ：取最大或最小信号 Product ：对输入进行乘积运算 Real-Image to Complex ：综合实数 Relatio

11、nal Operator ：对输入进行一定的关系运算 Rounding Function ：圆整函数 Sign ：符号函数,Slider Gain ：以滑动形式改变增益 Sum ：对输入信号进行求和 Trigonometric Function ：三角函数 7Signals & Systems 连接和接口器件 在Signals & Systems的连接和接口器件库中有25个元件： Subsystem ：表示一个系统在另外一个系统中 In1 ：子系统或模块的一个输入端口 Enable ：激活子系统，只能在子系统中用 Trigger ：触发子系统，只能在子系统中用 Bus Selector ：总线

12、选择 Configurable Subsystem ：设定系统 Data Store Memory ：定义数据寄存器 Data Store Read ：读寄存器 Data Store Write ：写寄存器 Data Type Conversion ：转换输入数据的类型 Demux ：把向量信号分开输出,From ：接收数据 Function-Call Generator ：执行子系统 Goto ：Demux的输出 Goto Tag Visbility ：定义goto标签的范围 Ground ：地信号 Hit Crossing ：在规定值附近增加仿真步数 IC ：信号的初始化条件 Mmerge

13、 ：合并输入信号为一个信号 Model Info ：模块的说明 Mux ：把几个信号合并成相量形式 Probe ：探测器 Selector ：选择输入信号 Terminator ：输出信号终结点 Width ：输入信号的输出宽度 Out1 ：定义子系统或模块的输出端口,8Functions & Tables 函数和映射元件 在Functions & Tables的函数和映射元件库中，提供的元件有： Fcn ：对输入进行规定的表示 Look-up Table ：对输入进行分段的线性映射 Look-up Table(2-D) ：对两个输入进行分段的线性映射 MATLAB fcn ：定认一个函数对输入信号进行处理 S-function ：自定义函数,蹦极,蹦极,从Simulink到Commandspace