第8章交互式仿真集成环境Simulink

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第8章: 交互式仿真集成环境Simulink

第8章交互式仿真集成环境Simulink

本章主要内容如下：8.1 8.2 8.3 8.4 Simulink基本操作模块库和系统仿真子系统创建与封装 Simulink仿真举例

第8章交互式仿真集成环境Simulink

第8章 Simulink动态仿真 Simulink 中的“Simu”一词表示可用于计算机仿真，而 “Link”一词表示它能进行系统连接，即把一系列模块连接起来，构成复杂的系统模型。作为MATLAB的一个重要组成部分，Simulink由于它所具有的上述的两大功能和特色，以及所提供的可视化仿真环境、快捷简便的操作方法，而使其成为目前最受欢迎的仿真软件。本章主要介绍Simulink的基本功能和基本操作方法，并通过举例介绍如何利用Simulink进行系统建模和仿真。

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8.1 Simulink 基本操作利用Simulink进行系统仿真的步骤是： ① 启动Simulink,打开Simulink模块库 ② 打开空白模型窗口； ③ 建立Smulink仿真模型； ④ 设置仿真参数，进行仿真； ⑤ 输出仿真结果。

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8.1.1 启动Simulink a) 启动Simulink。单击MATLAB Command窗口工具条上的Simulink 图标，或者在MATLAB命令窗口输入simulink,即弹出图示的模块库窗口界面(Simulink Library Brow ser)。该界面右边的窗口给出Simulink所有的子模块库。常用的子模块库有Sources (信号源),Sink(显示输出), Continuous(线性连续系统), Discrete(线性离散系统), Function & Table(函数与表格),Math(数学运算), Discontinuities (非线性),D emo(演示)等。

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每个子模块库中包含同类型的标准模型，这些模块可直接用于建立系统的Simulink框图模型。可按以下方法打开子模块库: ① 用鼠标左键点击某子模块库(如【Continuous】),Simulink 浏览器右边的窗口即显示该子模块库包含的全部标准模块。

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① 用鼠标右键点击Simulink菜单项，则弹出一菜单条，点击该菜单条即弹出该子库的标准模块窗口.如单击左图中的【Sinks】,出现“Open the ‘Sinks’Library”菜单条，单击该菜单条，则弹出右图所示的该子库的标准模块窗口。

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打开空白模型窗口模型窗口用来建立系统的仿真模型。只有先创建一个空白的模型窗口，才能将模块库的相应模块复制到该窗口，通过必要的连接，建立起Simulink仿真模型。也将这种窗口称为Simulink仿真模型窗口。以下方法可用于打开一个空白模型窗口：在MATLAB主界面中选择【File:New Model】菜单项；单击模块库浏览器

的新建图标；选中模块库浏览器的【File : New Model】菜单项。所打开的空白模型窗口如图所示。

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8.1.2 建立Simulink仿真模型 a) 打开Simulink模型窗口(Untitled) b) 选取模块或模块组在 Simulink 模型或模块库窗口内，用鼠标左键单击所需模块图标，图标四角出现黑色小方点，表明该模块已经选中。 c) 模块拷贝及删除在模块库中选中模块后，按住鼠标左键不放并移动鼠标至目标模型窗口指定位置，释放鼠标即完成模块拷贝。模块的删除只需选定删除的模块，按Del键即可。

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模块调整改变模块位置、大小；改变模块方向使模块输入输出端口的方向改变。选中模块后，选取菜单Format→RotateBlock,可使模块旋转900。

按快捷键Ctrl+R结果相同。10

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模块参数设置用鼠标双击指定模块图标，打开模块对话框，根据对话框栏目中提供的信息进行参数设置或修改。例如双击模型窗口的传递函数模块，弹出图示对话框，在对话框中分别输入分子、分母多项式的系数，点击OK键，完成该模型的设置，如右下图所示：

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模块的连接模块之间的连接是用连接线将一个模块的输出端与另一模块的输入端连接起来；也可用分支线把一个模块的输出端与几个模块的输入端连接起来。连接线生成是将鼠标置于某模块的输出端口(显一个十字光标) ,按下鼠标左键拖动鼠标置另一模块的输入端口即可。分支线则是将鼠标置于分支点，按下鼠标右键，其余同上。

连接线(左键)

分支线(右键)12

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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。

[说明] 模块的修改、调整、连接通常只能在仿真模型窗口中进行，不要直接对模块库中的模块进行修改或调整。13

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8.1.3 系统仿真运行 1. Simulink模型窗口下仿真步骤 ① 打开Simulink仿真模型窗口，或打开指定的.mdl文件; ② 设置仿真参数：在模型窗口选取菜单【Simulation: Pa rameters】,弹出 “Simulation Parameters” 对话框，设置仿真参数，然后按【OK】即可；

[说明]若不设置仿真参数,则采用Simulink缺省设置.14

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③ 仿真运行和终止：在模型窗口选取菜单【Simulation: Start】, 仿真开始，至设置的仿真终止时间，仿真结束。若在仿真过程中要中止仿真，可选择【Simulati

on: Stop】菜单。也可直接点击模型窗口中的 (或 )启动(或停止)仿真。

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2、MATLAB 命令窗口下的仿真运行在Matlab命令窗口下可直接运行一个已存在的Simulink模型： [t,x,y]=sim(‘model’,timespan,option,ut) 其中，t为返回的仿真时间向量； x为返回的状态矩阵； y为返回的输出矩阵； model为系统Simulink模型文件名； timespan为仿真时间； option为仿真参数选择项，由simset设置； ut为选择外部产生输入,ut=[T,u1,u2,…,un]。

[说明] 上述参数中，若省略 timespan,option,ut 则由框图模型的对话框 Simulation Parameters设置仿真参数。 back16

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8.2 模块库和系统仿真8.2.1 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：在该图中的每一个图标都是一个信号模块，这些模块均可拷贝到用户的模型窗里。用户可以在模型窗里根据自己的需要对模块的参数进行设置(但不可在模块库里进行模块的参数设置).17

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①

Sine Wave:产生幅值、频率可设置的正弦波信号。双击图标 (认定该模块已拷贝到用户模型窗，以下均如此),弹出正弦波的参数设置框图。图中参数为Simulink默认值，用户可根据需要对这些参数重新设置。幅值、频率为2,基准为 0.5,其波形如下图所示：

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②

Step:产生幅值、阶跃时间可设置的阶跃信号。双击图标 ,弹出阶跃信号的参数设置框图。图中参数为Si mulink默认值。

当设置幅值为0.8,阶跃时间为1秒时，阶跃波形如下图所示：

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/achq.html

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