MATLABSIMULINK的操作指导

MATLAB/SIMULINK的操作指导

一SIMULINK简介

Simulink是MATLAB下的一个软件包，是一个结合了框图界面和交互仿真能力的系统级设计和仿真工具。它以MATLAB的核心数学、图形和语言为基础，可以让用户毫不费力地完成从算法开发、仿真或者模型验证的全过程，而不需要传递数据、重写代码或改变软件环境。

Simulink是基于MATLAB的图形化仿真环境。它使用图形化的系统模块对动态系统进行描述，并在此基础上进行动态系统的求解。利用Simulink对动态系统进行仿真的核心在于，MATLAB计算引擎对系统微分方程核差分方程求解。Simulink与MATLAB时高度集成在一起的，因此，Simulink与MATLAB之间可以灵活的交互操作。 1 Simulink的窗体介绍

由于Simulink是基于MATLAB环境之上的高性能的系统及仿真平台。因此，启动Simulink之前必须首先运行MATLAB，然后，才能启动Simulink并建立系统的仿真模型。

MATLAB成功启动后，在Command Window窗口的工作区中，键入simulink后，回车即可启动Simulink，或点击MATLAB窗体上的Simulink的快捷键也可启动Simulink，操作如图1所示。启动后的Simulink窗体以及功能介绍如图2所示。

图1 两种启动Simulink方法的图示说明

图.2 Simulink库浏览器窗口

2 一个MATLAB/Simulink库自代的演示实例

MATLAB/Simulink自代了大量的演示实例，为读者创建模型提供许多有益的帮助，读者可借鉴这些实例。浏览演示实例可在Command Window窗的工作区键入demo回车即可，或点击MATLAB窗体的左下角的Start按钮也可浏览，选择出所需的模型。线性电路的暂态分析模型如图3所示，其运行结果如图.4所示。

图 3 线性电路暂态分析的演示仿真模型

图 .4 线性电路暂态分析的演示仿真模型的运行结果

3 创建一个MATLAB实例

对Simulink库有了初步了解后，创建一个简单电路的仿真模型并运行。 点击Simulink窗体工具栏中的新建图标，出现一个Untitled模型编辑窗口，即新的文件，使该文件名为Example001.mdl（表示该模型为Simulink文件类型）。在保存时更改。模型编辑窗中工具栏图标的作用如图5所示。

图 5 模型编辑窗中工具栏图标的作用示意图

二SIMULINK的基本操作

1 选择模块集（库）

由于MATLAB/Simulink涉及的领域很广，因此，它具有很多应用于不同领域的模块集。在电路、电工、电子等基础学科中常用到的大约有四、五个模块集，即基本模块集Simulink、数字信号处理模块集DSP、电力系统仿真模块集Simpower systems、Simulink附加模块集Simulink Extras等。所以，只要打开两个主要的模块集Simulink、Simpower systems就完全可以满足电路、电工、电子的仿真。

图6 打开的Simulink、Simpower System、Simulink Extras模块集示意图

2 选择模块

根据所要建立的电路仿真模型，相应打开所需模块所在的模块集，找到相应的模块，点击并拖动到所建的文件窗体中（如Example001.mdl），然后按照连接模块、设置并修改模块参数、运行、调试直至所建模型符合要求为止。在文件窗体中经常采用以下操作：

（1）模块的选定

用鼠标左键点击该模块，该模块的4个角上出现4个小方块，通常将它们称之为该模块的“句柄”，表明此时该模块处于被选定的状态。

（2）模块的复制

用鼠标右键点击所要复制模块后，使用Edit菜单上的Copy和Paste或使用热键Ctrl+C和Ctrl+V来完成模块的复制。

（3）模块大小的改变

用鼠标右键点击所要改变大小的模块后，将光标防置于模块的任一“句柄”上，光标将会变成“”或“”形状，此时就可以按住鼠标左键移动来改变模块的大小，释放鼠标后，模块大小将被改变为所需大小的形状。

（4）模块的旋转

有时为连接模块方便，需将模块旋转900或1800，方法有二：其一，选中所要旋转的模块，执行主菜单中“Format”/下拉菜单“Rotate block”命令即可将所选中的模块顺时针旋转900，若执行主菜单中“Format”/下拉菜单“Flip block”命令即可将所选中的模块顺时针旋转1800。其二，选中所要旋转的模块，点击鼠标右键，同样执行“Format”命令，也可完成模块的旋转。

（5）模块颜色的改变 方法和步骤同（4） （6）模块名的操作

模块名的显示、隐藏、位置的调整方法和步骤同（4），模块名的编辑，需用鼠标双击该模块名，将弹出编辑框，此时可在其中对模块名进行编辑。

（7）模块参数的设置

双击需要改变参数的模块，将弹出“Block Parameters”模块的参数设置对话框，根据不同的对话框和对话框中的具体内容，可按照要求设置参数。

（8）模块的删除

选中要删除的模块，按下【Delete】键。 3 连接模块的操作

（1）线的连接

将光标放到模块的输出口，光标变成“+”字形，按住鼠标左键拖动欲连接的模块输入

口，释放鼠标，信号线连接完毕。

（2）线的分支

将光标放到已经连好的线上，按住【Ctrl】键，拖动鼠标左键到欲连接的模块输入口，释放鼠标，信号线连接完毕。

（3）线的折曲

将光标放到已经连好的线上并单击选中，按住【Shift】键，拖动鼠标左键到欲放置的地方后，释放鼠标，完成连线的折曲。

（4）线的删除

选中要删除的连线，按下【Delete】键。 （5）线的标注

双击要标注的连线，将会出现一个编辑对话框，此时，可对连线的标注进行编辑。 4模型的注释

一个可读性良好的程序，应该写有易读的注释行；同样，创建Simulink仿真模型，也应该养成对模型添加注释的良好的习惯。对模型添加注释的方法是：在模型编辑窗的任意位置，双击鼠标左键，将弹出一编辑窗，可以在其中写入注释的内容。

三 SIMULINK的基本模块简介

Simulink公共模块库是Simulink中最为基础、最为常用的通用模块库，它可以被应用到不同的专业领

图 7 连续系统模块库及其功能说明

域中。为使用方便将主要的模块库作一简单介绍。其中，连续系统模块集的内容和完成的功能如图47所示。

断续函数（非线性系统）模块库的内容及其功能说明如图8所示。

图 8 断续函数（非线性系统）模块库及其功能说明

离散系统模块库及其功能说明如图9所示。

图 9 离散系统模块库及其功能说明

表模块库及其功能说明如图10所示。

Math operations模块库所含内容及其功能说明如图10所示。 Sink模块库所含内容及其功能说明如图11所示。 Sources模块库所含内容及其功能说明如图12所示。

User-Defined Functions模块库所含内容及其功能说明如图13所示。

图10 数学运算模块库及其功能说明

图 11 表模块库及其功能说明

图 12 Sinks模块库及其功能说明

图13 User-Defined Functions模块库及其功能说明

图 14 Sources 模块库及其功能说明

四 SimPowerSystems电力系统专业模块简介

在MATLAB语言涉及电力系统仿真方面以后，凭借其自身的技术优势，联合众多电力领域的专家，开发了这款电力系统仿真的工具箱，工具箱内部提供了大量的、经常使用的各种电力元件模型。使用MATLAB软件对电力系统仿真具有突出的优势。本节对SimPowerSystem模块集中常用的基本模块简单介绍。 1 SimPowerSystems模块集

SimPowerSystems模块集对话框如图14所示。其中又含有8个字库，点击各子库后将会出现电力系统中各元件模块，供创建模型使用。

图14 电力系统模块集所含内容对话框

2 电路、电工、电子仿真常用的模块简介

（1）常用电源模块如图15所示。

图15 电源模块子库对话框

（2）常用元件模块见图16所示。

图16 常用元件模块子库（部分）对话框

（3）控制子模块库部分部分模块如图17所示。

图1 控制模块子库（部分）对话框

（4）测量模块子库如图18所示。

图18 测量模块子库（部分）对话框

（5）电力电子元件模块子库如图19所示。

图19 电力电子元件模块子库（部分）对话框

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