Simulink工具箱

1、湖南大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院湖南大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院 第第7講講 7.1 Simulink簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介7.2 模塊庫(kù)及簡(jiǎn)單建模模塊庫(kù)及簡(jiǎn)單建模 7.3 仿真運(yùn)行及參數(shù)調(diào)整仿真運(yùn)行及參數(shù)調(diào)整7.4 子系統(tǒng)子系統(tǒng)7.5 S函數(shù)函數(shù)1. Simulink簡(jiǎn)介 Simulink 中的中的“Simu”一詞表示可用于計(jì)算機(jī)仿真，而一詞表示可用于計(jì)算機(jī)仿真，而“Link”一詞表示它能進(jìn)行系統(tǒng)連接，即把一系列模塊連一詞表示它能進(jìn)行系統(tǒng)連接，即把一系列模塊連接起來(lái)，構(gòu)成復(fù)雜的系統(tǒng)模型。接起來(lái)，構(gòu)成復(fù)雜的系統(tǒng)模型。 Simulink是一個(gè)用來(lái)對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和分析是一個(gè)用來(lái)對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和分析的軟件

2、包。它讓用戶(hù)把精力從編程轉(zhuǎn)向模型的構(gòu)造的軟件包。它讓用戶(hù)把精力從編程轉(zhuǎn)向模型的構(gòu)造.使用使用Simulink來(lái)建模、分析和仿真各種動(dòng)態(tài)系統(tǒng)來(lái)建模、分析和仿真各種動(dòng)態(tài)系統(tǒng)(包括包括連續(xù)系連續(xù)系統(tǒng)統(tǒng)、離散系統(tǒng)離散系統(tǒng)和和混合系統(tǒng)混合系統(tǒng))，將是一件非常輕松的事情。，將是一件非常輕松的事情。 利用利用Simulink進(jìn)行系統(tǒng)的建模仿真，其最大的優(yōu)點(diǎn)是易學(xué)、進(jìn)行系統(tǒng)的建模仿真，其最大的優(yōu)點(diǎn)是易學(xué)、易用，并能依托易用，并能依托MATLAB提供的豐富的仿真資源。提供的豐富的仿真資源。 近幾年來(lái)，在學(xué)術(shù)界和工業(yè)領(lǐng)域，Simulink已經(jīng)成為動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模和仿真領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的軟件之一。Simulink可以

3、很方便地創(chuàng)建和維護(hù)一個(gè)完整地模塊，評(píng)估不同地算法和結(jié)構(gòu)，并驗(yàn)證系統(tǒng)的性能。由于Simulink是采用模塊組合方式來(lái)建模，從而可以使得用戶(hù)能夠快速、準(zhǔn)確地創(chuàng)建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真模型，特別是對(duì)復(fù)雜的不確定非線(xiàn)性系統(tǒng)，更為方便。 Simulink模型可以用來(lái)模擬線(xiàn)性和非線(xiàn)性、連續(xù)和離散或者兩者的混合系統(tǒng)，也就是說(shuō)它可以用來(lái)模擬幾乎所有可能遇到動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。另外Simulink還提供一套圖形動(dòng)畫(huà)的處理方法，使用戶(hù)可以方便的觀察到仿真的整個(gè)過(guò)程。 Simulink沒(méi)有單獨(dú)的語(yǔ)言，但是它提供了S函數(shù)規(guī)則。所謂的S函數(shù)可以是一個(gè)M函數(shù)文件、FORTRAN程序、C或C+語(yǔ)言程序等,通過(guò)特殊的語(yǔ)法規(guī)則使之能夠被S

4、imulink模型或模塊調(diào)用。S函數(shù)使Simulink更加充實(shí)、完備，具有更強(qiáng)的處理能力。 提供了仿真庫(kù)的擴(kuò)充和定制機(jī)制提供了仿真庫(kù)的擴(kuò)充和定制機(jī)制 Simulink的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)允許用戶(hù)擴(kuò)展仿真環(huán)境的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)允許用戶(hù)擴(kuò)展仿真環(huán)境的功能：采用的功能：采用MATLAB、FORTRAN和和C代碼代碼生成自定義模塊庫(kù)，并擁有自己的圖標(biāo)和界面。生成自定義模塊庫(kù)，并擁有自己的圖標(biāo)和界面。 與與MATLAB工具箱的集成工具箱的集成 由于由于Simulink可以直接利用可以直接利用MATLAB的諸多資的諸多資源與功能，因而用戶(hù)可以直接在源與功能，因而用戶(hù)可以直接在 Simulink下完下完成諸如數(shù)據(jù)分析、過(guò)

5、程自動(dòng)化、優(yōu)化參數(shù)等工成諸如數(shù)據(jù)分析、過(guò)程自動(dòng)化、優(yōu)化參數(shù)等工作。作。Simulink應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域simulink在在matlab家族中的位置家族中的位置Toolboxes MATLAB compilerBlockset simulink RTWStateflowcoder Simulink的啟動(dòng)主要有以下兩種方法：的啟動(dòng)主要有以下兩種方法： 在在MATLAB的命令窗口中輸入的命令窗口中輸入simulink,結(jié)果結(jié)果是在桌面上出現(xiàn)一個(gè)是在桌面上出現(xiàn)一個(gè)Simulink Library Browser的窗口。的窗口。 單擊單擊MATLAB主窗口的快捷按鈕主窗口的快捷按鈕 ，打開(kāi)，打開(kāi)Simu

6、link Library Browser窗口窗口 。matlabmatlab函數(shù)仿真與函數(shù)仿真與simulinksimulink仿真的區(qū)別仿真的區(qū)別1 1、數(shù)據(jù)流仿真、數(shù)據(jù)流仿真按照數(shù)據(jù)流的順序，依次執(zhí)行，即處理的數(shù)據(jù)首先通過(guò)一按照數(shù)據(jù)流的順序，依次執(zhí)行，即處理的數(shù)據(jù)首先通過(guò)一個(gè)運(yùn)算階后在激活下一個(gè)運(yùn)算階。個(gè)運(yùn)算階后在激活下一個(gè)運(yùn)算階。例如：m=16;n=15;k=11;fc=10000;fd=1000;fs=100000;msg=randint(k*100,1);code=encode(msg,n,k,bch);modu=dmod(code,fc,fd,fs,qask,m);modu_noi

7、se=modu+randn(length(modu),1);demo=ddemod(modu_noise,fc,fd,fs,qask,m);msg_r=decode(demo,n,k,bch);rate=biterr(msg,msg_r);2 2、時(shí)間流仿真時(shí)間流仿真所有模塊在同一時(shí)間步長(zhǎng)上同時(shí)執(zhí)行。所有模塊在同一時(shí)間步長(zhǎng)上同時(shí)執(zhí)行。信號(hào)發(fā)生信號(hào)發(fā)生差錯(cuò)控制編碼差錯(cuò)控制編碼數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制差錯(cuò)控制譯碼差錯(cuò)控制譯碼信宿信宿時(shí)間時(shí)間數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)Simulink模型窗口的建立模型窗口的建立 在在Simulink中打開(kāi)一個(gè)空白的模型窗口的方法：中打開(kāi)一個(gè)空白的模型窗口的方法： 選中選中Simulink菜單

8、系統(tǒng)中的菜單系統(tǒng)中的File | New | Model菜單項(xiàng)后，菜單項(xiàng)后，會(huì)生成一個(gè)會(huì)生成一個(gè)Simulink窗口；窗口； 單擊單擊Simulink工具欄中的工具欄中的“新建模型新建模型”圖標(biāo)；圖標(biāo)； 在在MATLAB的命令窗口中選擇的命令窗口中選擇File | New | New Model菜菜單項(xiàng)；單項(xiàng)； 2.模塊庫(kù)及簡(jiǎn)單建模模塊庫(kù)及簡(jiǎn)單建模 第七章 Simulink建模和仿真 7.1 Simulink的概述和基本操作圖7.1.1 Simulink模型元素關(guān)聯(lián)圖 第七章Simulink建模和仿真 7.1 Simulink的概述和基本操作 Simulink模型并不一定要包含全部的三種元素，

9、在實(shí)際應(yīng)用中通?？梢匀鄙倨渲械囊粋€(gè)或兩個(gè)。例如，若要模擬一個(gè)系統(tǒng)偏離平衡位置后的恢復(fù)行為，就可以建立一個(gè)沒(méi)有輸入而只有系統(tǒng)模塊加一個(gè)顯示模塊的模型。在某種情況下，也可以建立一個(gè)只有源模塊和顯示模塊的系統(tǒng)。若需要一個(gè)由幾個(gè)函數(shù)復(fù)合的特殊信號(hào)，則可以使用源模塊生成信號(hào)并將其送入Matlab工作間或文件中。二、仿真運(yùn)行原理二、仿真運(yùn)行原理 Simulink仿真包括兩個(gè)階段；初始化階段和模型執(zhí)行階段 (1) (1) 模塊初始化模塊初始化 在初始化階段主要完成以下工作在初始化階段主要完成以下工作： 模型參數(shù)傳給Matlab進(jìn)行估值，得到的數(shù)值結(jié)果將作為模型的實(shí)際參數(shù)； 展開(kāi)模型的各個(gè)層次，每一個(gè)非條件執(zhí)

10、行的子系統(tǒng)被它所包含的模塊所代替； 第七章Simulink建模和仿真 7.1 Simulink的概述和基本操作 模型中的模塊按更新的次序進(jìn)行排序。排序算法產(chǎn)生一個(gè)列表以確保具有代數(shù)環(huán)的模塊在產(chǎn)生它的驅(qū)動(dòng)輸入的模塊被更新后才更新。當(dāng)然，這一步要先檢測(cè)出模型中存在的代數(shù)環(huán)。 決定模型中有無(wú)顯示設(shè)定的信號(hào)屬性，例如名稱(chēng)、數(shù)據(jù)類(lèi)型、數(shù)值類(lèi)型以及大小等，并且檢查每個(gè)模塊是否能夠接受連接到它輸入端的信號(hào)。Simulink使用屬性傳遞的過(guò)程來(lái)確定未被設(shè)定的屬性，這個(gè)過(guò)程將源信號(hào)的屬性傳遞到它所驅(qū)動(dòng)的模塊的輸入信號(hào)； 決定所有無(wú)顯示設(shè)定采樣時(shí)間的模塊的采樣時(shí)間； 分配和初始化用于存儲(chǔ)每個(gè)模塊的狀態(tài)和輸入當(dāng)前值

11、的存儲(chǔ)空間。 完成這些工作后就可以進(jìn)行仿真了。2) 2) 模型執(zhí)行模型執(zhí)行 一般模型是使用數(shù)值積分來(lái)進(jìn)行仿真的。所運(yùn)用的仿真解法器（仿真算法）依賴(lài)于模型提供它的連續(xù)狀態(tài)微分能力。計(jì)算微分可以分兩步進(jìn)行：第七章Simulink建模和仿真 7.1 Simulink的概述和基本操作 首先，按照排序所決定的次序計(jì)算每個(gè)模塊的輸出。 然后，根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的輸入和狀態(tài)來(lái)決定狀態(tài)的微分；得到微分向量后再把它返回給解法器；后者用來(lái)計(jì)算下一個(gè)采樣點(diǎn)的狀態(tài)向量。一旦新的狀態(tài)向量計(jì)算完畢，被采樣的數(shù)據(jù)源模塊和接受模塊才被更新。在仿真開(kāi)始時(shí)模型設(shè)定待仿真系統(tǒng)的初始狀態(tài)和輸出。在每一個(gè)時(shí)間步中，Simulink計(jì)算系統(tǒng)的

12、輸入、狀態(tài)和輸出，并更新模型來(lái)反映計(jì)算出的值。在仿真結(jié)束時(shí)，模型得出系統(tǒng)的輸入、狀態(tài)和輸出。在每個(gè)時(shí)間步中，Simulink所采取的動(dòng)作依次為： 按排列好的次序更新模型中模塊的輸出。Simulink通過(guò)調(diào)用模塊的輸出函數(shù)計(jì)算模塊的輸出。Simulink只把當(dāng)前值、模塊的輸入以及狀態(tài)量傳給這些函數(shù)計(jì)算模塊的輸出。對(duì)于離散系統(tǒng)，Simulink只有在當(dāng)前時(shí)間是模塊采樣時(shí)間的整數(shù)倍時(shí)，才會(huì)更新模塊的輸出。第七章Simulink建模和仿真 7.1 Simulink的概述和基本操作 按排列好的次序更新模型中模塊的狀態(tài)，Simulink計(jì)算一個(gè)模塊的離散狀態(tài)的方法時(shí)調(diào)用模塊的離散狀態(tài)更新函數(shù)。而對(duì)于連續(xù)狀

13、態(tài)，則對(duì)連續(xù)狀態(tài)的微分（在模塊可調(diào)用的函數(shù)里，有一個(gè)用于計(jì)算連續(xù)微分的函數(shù)）進(jìn)行數(shù)值積分來(lái)獲得當(dāng)前的連續(xù)狀態(tài)。 檢查模塊連續(xù)狀態(tài)的不連續(xù)點(diǎn)。Simulink使用過(guò)零檢測(cè)來(lái)檢測(cè)連續(xù)狀態(tài)的不連續(xù)點(diǎn)。 計(jì)算下一個(gè)仿真時(shí)間步的時(shí)間。這是通過(guò)調(diào)用模塊獲得下一個(gè)采樣時(shí)間函數(shù)來(lái)完成的。 (3) (3) 定模塊更新次序定模塊更新次序 在仿真中，Simulink更新?tīng)顟B(tài)和輸出都要根據(jù)事先確定的模塊更新次序，而更新次序?qū)Ψ结樈Y(jié)果的有效性來(lái)說(shuō)非常關(guān)鍵。特別當(dāng)模塊的輸出是當(dāng)前輸入值的函數(shù)時(shí)，這個(gè)模塊必須在驅(qū)動(dòng)它的模塊被更新之后才能被更新，否則，模塊的輸出將沒(méi)有意義。 第七章Simulink建模和仿真 7.1 Simu

14、link的概述和基本操作 注意：注意：不要把模塊保存到模塊文件的次序與仿真過(guò)程模塊被更新的次序相混淆。Simulink在模塊初始化時(shí)以將模塊排好正確的次序。 為了建立有效的更新次序，Simulink根據(jù)輸入和輸出的關(guān)系將模塊分類(lèi)。其中，當(dāng)前輸出依賴(lài)于當(dāng)前輸入的模塊稱(chēng)為直接饋入模塊，所有其他的模塊都稱(chēng)為非虛擬模塊。直接饋入模塊的例子有Gain、Product和Sum模塊；非直接饋入模塊的例子有Integrator模塊(它的輸出只依賴(lài)于它的狀態(tài))，Constant模塊(沒(méi)有輸入)和Memory模塊(它的輸出只依賴(lài)于前一個(gè)模塊的輸入)。 基于上述分類(lèi)，Simulink使用下面兩個(gè)基本規(guī)則對(duì)模塊進(jìn)行排

15、序： 每個(gè)模塊必須在它驅(qū)動(dòng)的所有模塊更新之前被更新。這條規(guī)則確保了模塊被更新時(shí)輸入有效。 若非直接饋入模塊在直接饋入模塊之前更新，則它們的更新次序可以是任意的。這條規(guī)則允許Simulink在排序過(guò)程中忽略非虛擬模塊。 另外一個(gè)約束模塊更新次序的因素是用戶(hù)給模塊設(shè)定優(yōu)先級(jí)，Simulink在低優(yōu)先級(jí)模塊之前更新高優(yōu)先級(jí)模塊。 SIMULINK模型模型 外表：直觀的方框圖 文件：MDL文件 數(shù)學(xué)：微分方程或差分方程 行為：模擬物理過(guò)程的動(dòng)態(tài)性狀Simulink動(dòng)態(tài)仿真動(dòng)態(tài)仿真Simulink 基本操作基本操作n利用Simulink進(jìn)行系統(tǒng)仿真的步驟是： 啟動(dòng)Simulink，打開(kāi)Simulink模

16、塊庫(kù) 打開(kāi)空白模型窗口； 建立Simulink仿真模型； 設(shè)置仿真參數(shù)，進(jìn)行仿真； 輸出仿真結(jié)果。SimulinkSimulink仿真過(guò)程仿真過(guò)程1 1初始化階段初始化階段 對(duì)模型的參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，得到它們實(shí)際計(jì)算的值。對(duì)模型的參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，得到它們實(shí)際計(jì)算的值。 展開(kāi)模型的各個(gè)層次；展開(kāi)模型的各個(gè)層次； 按照更新的次序?qū)δＰ瓦M(jìn)行排序；按照更新的次序?qū)δＰ瓦M(jìn)行排序； 確定那些顯式化的信號(hào)屬性，并檢查每個(gè)模塊是否能夠接受連接它們輸入端的信號(hào)；確定那些顯式化的信號(hào)屬性，并檢查每個(gè)模塊是否能夠接受連接它們輸入端的信號(hào)； 確定所有非顯式的信號(hào)采樣時(shí)間模塊的采樣時(shí)間；確定所有非顯式的信號(hào)采樣時(shí)間模塊的采樣

17、時(shí)間； 分配和初始化存儲(chǔ)空間，以便存儲(chǔ)每個(gè)模塊的狀態(tài)和當(dāng)前值的輸出。分配和初始化存儲(chǔ)空間，以便存儲(chǔ)每個(gè)模塊的狀態(tài)和當(dāng)前值的輸出。2 2模型執(zhí)行階段模型執(zhí)行階段模型仿真是通過(guò)數(shù)值積分來(lái)進(jìn)行完成的，計(jì)算數(shù)值積分可以采用以下兩步來(lái)進(jìn)行：模型仿真是通過(guò)數(shù)值積分來(lái)進(jìn)行完成的，計(jì)算數(shù)值積分可以采用以下兩步來(lái)進(jìn)行： 按照秩序計(jì)算每個(gè)模塊的積分；按照秩序計(jì)算每個(gè)模塊的積分；根據(jù)當(dāng)前輸入和狀態(tài)來(lái)決定狀態(tài)的微分，得到微分矢量，然后把它返回給解法器，根據(jù)當(dāng)前輸入和狀態(tài)來(lái)決定狀態(tài)的微分，得到微分矢量，然后把它返回給解法器，以計(jì)算下一個(gè)采樣點(diǎn)的狀態(tài)矢量。在每一個(gè)時(shí)間步中，以計(jì)算下一個(gè)采樣點(diǎn)的狀態(tài)矢量。在每一個(gè)時(shí)間步中，

18、Simulink依次解決下列問(wèn)題：依次解決下列問(wèn)題： 按照秩序更新模塊的輸出；按照秩序更新模塊的輸出； 按照秩序更新模塊的狀態(tài)；按照秩序更新模塊的狀態(tài)； 檢查模塊連續(xù)狀態(tài)的不連續(xù)點(diǎn)；檢查模塊連續(xù)狀態(tài)的不連續(xù)點(diǎn)； 計(jì)算下一個(gè)仿真時(shí)間步的時(shí)間。計(jì)算下一個(gè)仿真時(shí)間步的時(shí)間。Simulink的模塊庫(kù)的模塊庫(kù) Simulink的模塊庫(kù)能夠?qū)ο到y(tǒng)模塊進(jìn)行有效的管理與組織的模塊庫(kù)能夠?qū)ο到y(tǒng)模塊進(jìn)行有效的管理與組織可以直接將模塊庫(kù)中的模塊拖動(dòng)或者拷貝到用戶(hù)的系統(tǒng)?？梢灾苯訉⒛K庫(kù)中的模塊拖動(dòng)或者拷貝到用戶(hù)的系統(tǒng)模型中以構(gòu)建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型。型中以構(gòu)建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型。 模塊搜索模塊搜索 模塊描述模塊描述 系統(tǒng)模塊系統(tǒng)

19、模塊 系統(tǒng)模塊庫(kù)系統(tǒng)模塊庫(kù) Simulink公共模塊庫(kù)公共模塊庫(kù)Simulink中最為基礎(chǔ)、最為通用的模塊庫(kù)，它可以被應(yīng)用到不同的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域中。 Simulink模塊庫(kù)按功能分為以下16類(lèi)子模塊庫(kù)：（1）Commonly Used Blocks：仿真常用模塊庫(kù)（2）Continuous：連續(xù)系統(tǒng)模塊庫(kù)（3）Discontinuities：非線(xiàn)性系統(tǒng)模塊庫(kù)（4）Discrete：離散系統(tǒng)模塊庫(kù)（5）Logic and Bit Operations：邏輯運(yùn)算和位運(yùn)算模塊庫(kù)（6）Lookup Tables：查找表模塊庫(kù)（7）Math Operations：數(shù)學(xué)運(yùn)算模塊庫(kù)（8）Model Verific

20、ation：模型驗(yàn)證模塊庫(kù)（9）Model-Wide Utilities：進(jìn)行模型擴(kuò)充的實(shí)用模塊庫(kù)（10）Ports & Subsystems：端口和子系統(tǒng)模塊庫(kù)（11）Signals Attributes：信號(hào)屬性模塊庫(kù)（12）Signals Routing：提供用于輸入、輸出和控制的相關(guān)信號(hào)及相關(guān)處理的模塊庫(kù)（13）Sinks：仿真接收模塊庫(kù)（14）Sources：仿真輸入源模塊庫(kù)（15）User-defined Functions：用戶(hù)自定義函數(shù)模塊庫(kù)（16）Additional Math &Discrete：附加的數(shù)學(xué)和離散模塊庫(kù)Simulink的部分專(zhuān)業(yè)模塊庫(kù)的部分專(zhuān)

21、業(yè)模塊庫(kù)DSP Blockset數(shù)字信號(hào)處理工具包數(shù)字信號(hào)處理工具包Fixed-Point Blockset定點(diǎn)運(yùn)算控制系統(tǒng)仿真工具包定點(diǎn)運(yùn)算控制系統(tǒng)仿真工具包Power System Blockset電力電動(dòng)系統(tǒng)工具包電力電動(dòng)系統(tǒng)工具包Dials & Gauges Blockset交互圖形和控制面板設(shè)計(jì)工具包交互圖形和控制面板設(shè)計(jì)工具包Communications Blockset通訊系統(tǒng)工具包通訊系統(tǒng)工具包CDMA Reference Blockset CDMACDMA通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析工具包通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析工具包Nonlinear Control Design Blockset

22、非線(xiàn)性控制設(shè)計(jì)工具箱非線(xiàn)性控制設(shè)計(jì)工具箱Motorola DSP Developers KitMotorola DSP開(kāi)發(fā)工具箱開(kāi)發(fā)工具箱TI DSP Developers KitTI DSP開(kāi)發(fā)工具箱開(kāi)發(fā)工具箱信源模塊（信源模塊（SourceSource）有限帶寬白噪聲有限帶寬白噪聲輸出頻率隨時(shí)間線(xiàn)性變換的正弦信輸出頻率隨時(shí)間線(xiàn)性變換的正弦信號(hào)號(hào)輸出當(dāng)前仿真時(shí)間輸出當(dāng)前仿真時(shí)間常數(shù)輸入常數(shù)輸入以固定速率輸出當(dāng)前仿真時(shí)間以固定速率輸出當(dāng)前仿真時(shí)間從從matlab工作空間中輸入數(shù)據(jù)工作空間中輸入數(shù)據(jù)從從.mat文件中輸入數(shù)據(jù)文件中輸入數(shù)據(jù)接地信號(hào)接地信號(hào)為子系統(tǒng)或其它模型提供輸入端口為子系統(tǒng)或其

23、它模型提供輸入端口輸入脈沖信號(hào)輸入脈沖信號(hào)輸入斜坡信號(hào)輸入斜坡信號(hào)輸入服從高斯分布的隨機(jī)信號(hào)輸入服從高斯分布的隨機(jī)信號(hào)輸入周期信號(hào)輸入周期信號(hào)信號(hào)發(fā)生器信號(hào)發(fā)生器信號(hào)產(chǎn)生信號(hào)產(chǎn)生正弦信號(hào)初始器正弦信號(hào)初始器輸入階躍信號(hào)輸入階躍信號(hào)輸入服從高斯分布的隨機(jī)信號(hào)輸入服從高斯分布的隨機(jī)信號(hào)信宿模塊（信宿模塊（SinksSinks）以數(shù)值形式顯示輸入信號(hào)以數(shù)值形式顯示輸入信號(hào)懸浮信號(hào)顯示器懸浮信號(hào)顯示器為子系統(tǒng)或模型提供輸出端口為子系統(tǒng)或模型提供輸出端口信號(hào)顯示器信號(hào)顯示器當(dāng)輸入非零時(shí)停止仿真當(dāng)輸入非零時(shí)停止仿真中斷輸出信號(hào)中斷輸出信號(hào)將仿真數(shù)據(jù)寫(xiě)入將仿真數(shù)據(jù)寫(xiě)入.mat文件文件將仿真數(shù)據(jù)輸出到將仿真數(shù)

24、據(jù)輸出到matlab工作工作空間空間使用使用matlab圖形顯示器圖形顯示器連續(xù)信號(hào)數(shù)值積分連續(xù)信號(hào)數(shù)值積分輸入信號(hào)連續(xù)時(shí)間積分輸入信號(hào)連續(xù)時(shí)間積分線(xiàn)性連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述線(xiàn)性連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述線(xiàn)性連續(xù)系統(tǒng)傳遞函數(shù)描述線(xiàn)性連續(xù)系統(tǒng)傳遞函數(shù)描述對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行固定時(shí)間延遲對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行固定時(shí)間延遲對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行可變時(shí)間延遲對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行可變時(shí)間延遲線(xiàn)性連續(xù)系統(tǒng)的零極點(diǎn)模型線(xiàn)性連續(xù)系統(tǒng)的零極點(diǎn)模型連續(xù)模塊庫(kù)（連續(xù)模塊庫(kù)（ContinuousContinuous）離散模塊庫(kù)（離散模塊庫(kù)（DiscreteDiscrete） 線(xiàn)性離散系統(tǒng)的傳遞函數(shù)描述線(xiàn)性離散系統(tǒng)的傳遞函數(shù)描述線(xiàn)性離散系統(tǒng)的零極點(diǎn)模

25、型描述線(xiàn)性離散系統(tǒng)的零極點(diǎn)模型描述線(xiàn)性離散系統(tǒng)的濾波器描述線(xiàn)性離散系統(tǒng)的濾波器描述線(xiàn)性離散系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述線(xiàn)性離散系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述離散時(shí)間積分器離散時(shí)間積分器離散信號(hào)的一階保持器離散信號(hào)的一階保持器單步積分延遲，輸出為前一輸入單步積分延遲，輸出為前一輸入單位延遲單位延遲離散信號(hào)的零階保持器離散信號(hào)的零階保持器非連續(xù)系統(tǒng)模塊庫(kù)（非連續(xù)系統(tǒng)模塊庫(kù)（DiscontinuitiesDiscontinuities）死區(qū)間歇死區(qū)間歇庫(kù)侖粘貼信號(hào)庫(kù)侖粘貼信號(hào)死區(qū)信號(hào)死區(qū)信號(hào)雙輸出選擇器（手動(dòng)）雙輸出選擇器（手動(dòng)）多端口輸出選擇器多端口輸出選擇器量化器量化器信號(hào)上升、下降速率控制器信號(hào)上升、下降速率控制器

26、信號(hào)延遲器信號(hào)延遲器飽和信號(hào)飽和信號(hào)三路選擇器（根據(jù)輸入三路選擇器（根據(jù)輸入2控制輸出）控制輸出）數(shù)學(xué)運(yùn)算模塊庫(kù)數(shù)學(xué)運(yùn)算模塊庫(kù)（Math operationsMath operations）求信號(hào)絕對(duì)值求信號(hào)絕對(duì)值輸出強(qiáng)制系統(tǒng)輸入為零的代數(shù)輸出強(qiáng)制系統(tǒng)輸入為零的代數(shù)狀態(tài)狀態(tài)按位邏輯運(yùn)算按位邏輯運(yùn)算邏輯真值查找邏輯真值查找輸出輸入復(fù)數(shù)的幅值與相位輸出輸入復(fù)數(shù)的幅值與相位輸出系統(tǒng)輸入的的實(shí)部或需部輸出系統(tǒng)輸入的的實(shí)部或需部點(diǎn)乘運(yùn)算點(diǎn)乘運(yùn)算信號(hào)增益信號(hào)增益信號(hào)邏輯運(yùn)算信號(hào)邏輯運(yùn)算幅值與相位轉(zhuǎn)化為復(fù)數(shù)形式幅值與相位轉(zhuǎn)化為復(fù)數(shù)形式特定的一些數(shù)學(xué)函數(shù)特定的一些數(shù)學(xué)函數(shù)矩陣增益矩陣增益求輸入的最小、大值求輸

27、入的最小、大值乘法或除法器乘法或除法器從輸入實(shí)部與虛部構(gòu)從輸入實(shí)部與虛部構(gòu)造復(fù)數(shù)造復(fù)數(shù)關(guān)系運(yùn)算器關(guān)系運(yùn)算器求整運(yùn)算器求整運(yùn)算器符號(hào)運(yùn)算符號(hào)運(yùn)算漸變?cè)鲆鏉u變?cè)鲆鎸?duì)輸入求和或差對(duì)輸入求和或差三角與雙曲函數(shù)三角與雙曲函數(shù)信號(hào)路由（信號(hào)路由（Signal RoutingSignal Routing）Goto模塊標(biāo)記控制器模塊標(biāo)記控制器將信號(hào)與特定的偏移值比將信號(hào)與特定的偏移值比較較初始化信號(hào)初始化信號(hào)矩陣串聯(lián)器矩陣串聯(lián)器合并輸入信號(hào)為一個(gè)輸出合并輸入信號(hào)為一個(gè)輸出模塊控制信息模塊控制信息信號(hào)組合器信號(hào)組合器信號(hào)探測(cè)器信號(hào)探測(cè)器信號(hào)維數(shù)改變器信號(hào)維數(shù)改變器選擇或重組信號(hào)選擇或重組信號(hào)信號(hào)屬性修改信號(hào)屬性

28、修改輸入信號(hào)寬度輸入信號(hào)寬度對(duì)信號(hào)進(jìn)行分配對(duì)信號(hào)進(jìn)行分配由輸入產(chǎn)生總線(xiàn)信號(hào)由輸入產(chǎn)生總線(xiàn)信號(hào)總線(xiàn)信號(hào)選擇器總線(xiàn)信號(hào)選擇器用戶(hù)定義的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)用戶(hù)定義的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)中讀取數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)中讀取數(shù)據(jù)向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)寫(xiě)數(shù)據(jù)向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)寫(xiě)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)類(lèi)型選擇器數(shù)據(jù)類(lèi)型選擇器信號(hào)分解器信號(hào)分解器從從goto模塊中獲得信號(hào)模塊中獲得信號(hào)函數(shù)調(diào)用發(fā)生器函數(shù)調(diào)用發(fā)生器向向goto模塊傳遞信號(hào)模塊傳遞信號(hào)Signal Attributes (Signal Attributes (信號(hào)屬性信號(hào)屬性) )名稱(chēng)功能說(shuō)明Data Type Conversion數(shù)據(jù)類(lèi)型轉(zhuǎn)換Data Type Conversion In

29、herited繼承的數(shù)據(jù)類(lèi)型轉(zhuǎn)換Data Type Duplicate數(shù)據(jù)類(lèi)型復(fù)制Data Type Propagation數(shù)據(jù)類(lèi)型繼承Data Type Propagation Examples數(shù)據(jù)類(lèi)型繼承例子端口及子系統(tǒng)庫(kù)（端口及子系統(tǒng)庫(kù)（Ports and SubsystemsPorts and Subsystems）可配置子系統(tǒng)原子子系統(tǒng)使能子系統(tǒng)使能觸發(fā)For循環(huán)函數(shù)調(diào)用If條件條件執(zhí)行子系統(tǒng)條件執(zhí)行子系統(tǒng)子系統(tǒng)輸入子系統(tǒng)輸入子系統(tǒng)輸出子系統(tǒng)輸出通用子系統(tǒng)通用子系統(tǒng)Switch-case子系統(tǒng)子系統(tǒng)Switch-case動(dòng)作子系動(dòng)作子系統(tǒng)統(tǒng)上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)觸發(fā)子系統(tǒng)觸發(fā)子系統(tǒng)當(dāng)型

30、循環(huán)子系統(tǒng)當(dāng)型循環(huán)子系統(tǒng)表數(shù)據(jù)選擇器表數(shù)據(jù)選擇器（從表中選擇數(shù)據(jù)）（從表中選擇數(shù)據(jù)）對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行內(nèi)插運(yùn)算對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行內(nèi)插運(yùn)算輸入信號(hào)的一維線(xiàn)性?xún)?nèi)插輸入信號(hào)的一維線(xiàn)性?xún)?nèi)插輸入信號(hào)的二維線(xiàn)性?xún)?nèi)插輸入信號(hào)的二維線(xiàn)性?xún)?nèi)插輸入信號(hào)的輸入信號(hào)的n維線(xiàn)性?xún)?nèi)插維線(xiàn)性?xún)?nèi)插查找輸入信號(hào)所在范圍查找輸入信號(hào)所在范圍查表模塊庫(kù)（查表模塊庫(kù)（Look-Up TableLook-Up Table）求取輸入信號(hào)的數(shù)學(xué)函數(shù)值求取輸入信號(hào)的數(shù)學(xué)函數(shù)值M函數(shù)函數(shù)（對(duì)輸入進(jìn)行運(yùn)算輸出結(jié)果）（對(duì)輸入進(jìn)行運(yùn)算輸出結(jié)果）S-函數(shù)模塊函數(shù)模塊S-函數(shù)生成器函數(shù)生成器用戶(hù)定義函數(shù)模塊（用戶(hù)定義函數(shù)模塊（User-Defined Func

31、tionsUser-Defined Functions） Logic and Bit Operations Logic and Bit Operations（邏輯和位操作模塊）（邏輯和位操作模塊）名稱(chēng)功能說(shuō)明Bit Clear位清零Bit Set位置位Bitwise Operator逐位操作Combinatorial Logic組合邏輯Compare To Constant和常量比較Compare To Zero和零比較Detect Change檢測(cè)跳變Detect Decrease檢測(cè)遞減Detect Fall Negative檢測(cè)負(fù)下降沿Detect Fall Nonpositive檢測(cè)非

32、負(fù)下降沿Detect Increase檢測(cè)遞增Detect Rise Nonnegative檢測(cè)非負(fù)上升沿Detect Rise Positive檢測(cè)正上升沿Extract Bits提取位Interval Test檢測(cè)開(kāi)區(qū)間Interval Test Dynamic動(dòng)態(tài)檢測(cè)開(kāi)區(qū)間Logical Operator邏輯操作符Relational Operator關(guān)系操作符Shift Arithmetic移位運(yùn)算 Model Verification ( Model Verification (模型檢測(cè)模型檢測(cè)) )）名稱(chēng)功能說(shuō)明Assertion確定操作Check Discrete Gradien

33、t檢查離散梯度Check Dynamic Gap檢查動(dòng)態(tài)偏差Check Dynamic Lower Bound檢查動(dòng)態(tài)下限Check Dynamic Range檢查動(dòng)態(tài)范圍Check Dynamic Upper Bound檢查動(dòng)態(tài)上限Check Input Resolution檢查輸入精度Check Static Gap檢查靜態(tài)偏差Check Static Lower Bound檢查靜態(tài)下限Check Static Range檢查靜態(tài)范圍Check Static Upper Bound檢查靜態(tài)上限 Model-Wide Utilities ( Model-Wide Utilities (模型擴(kuò)

34、充模型擴(kuò)充) )名稱(chēng)功能說(shuō)明Block Support Table功能塊支持的表DocBlock文檔模塊Model Info模型信息Timed-Based Linearization時(shí)間線(xiàn)性分析Trigger-Based Linearization觸發(fā)線(xiàn)性分析對(duì)對(duì)Simulink庫(kù)瀏覽器的基本操作有：庫(kù)瀏覽器的基本操作有：(1) 使用鼠標(biāo)左鍵單擊系統(tǒng)模塊庫(kù)，如果模塊庫(kù)為多層結(jié)構(gòu)，使用鼠標(biāo)左鍵單擊系統(tǒng)模塊庫(kù)，如果模塊庫(kù)為多層結(jié)構(gòu)，則單擊則單擊“+”號(hào)載入庫(kù)。號(hào)載入庫(kù)。(2) 使用鼠標(biāo)右鍵單擊系統(tǒng)模塊庫(kù)，使用鼠標(biāo)右鍵單擊系統(tǒng)模塊庫(kù)，可在單獨(dú)的窗口可在單獨(dú)的窗口打開(kāi)庫(kù)。打開(kāi)庫(kù)。(3) 使用鼠標(biāo)左鍵單

35、擊系統(tǒng)模塊，在模塊描述欄中使用鼠標(biāo)左鍵單擊系統(tǒng)模塊，在模塊描述欄中顯示此模塊顯示此模塊的描述的描述。(4) 使用鼠標(biāo)右鍵單擊系統(tǒng)模塊，可以得到：使用鼠標(biāo)右鍵單擊系統(tǒng)模塊，可以得到：系統(tǒng)模塊的幫助系統(tǒng)模塊的幫助信息信息; 將系統(tǒng)模塊插入到系統(tǒng)模型中將系統(tǒng)模塊插入到系統(tǒng)模型中; 查看系統(tǒng)模塊的參數(shù)查看系統(tǒng)模塊的參數(shù)設(shè)置設(shè)置; 以及以及回到系統(tǒng)模塊的上一層庫(kù)回到系統(tǒng)模塊的上一層庫(kù)。 此外還可以進(jìn)行以下操作此外還可以進(jìn)行以下操作： (1) 使用鼠標(biāo)左鍵選擇并拖動(dòng)系統(tǒng)模塊，并將其拷貝到使用鼠標(biāo)左鍵選擇并拖動(dòng)系統(tǒng)模塊，并將其拷貝到系統(tǒng)模型中。系統(tǒng)模型中。 (2) 在模塊搜索欄中搜索所需的系統(tǒng)模塊。在模塊搜

36、索欄中搜索所需的系統(tǒng)模塊。 相關(guān)操作：相關(guān)操作： 模塊庫(kù)模塊庫(kù) Sine Wave來(lái)自來(lái)自sources; Gain來(lái)自來(lái)自Math Operations；Scope來(lái)自來(lái)自Sinks 連接方法連接方法(1)拖動(dòng)對(duì)應(yīng)端口進(jìn)行連接拖動(dòng)對(duì)應(yīng)端口進(jìn)行連接(2)單擊起始模塊后，按單擊起始模塊后，按Ctrl鍵再單擊目標(biāo)模塊鍵再單擊目標(biāo)模塊 模塊復(fù)制模塊復(fù)制 傳統(tǒng)方式傳統(tǒng)方式Ctrl+C/Ctrl+V、或、或Ctrl鍵再拖動(dòng)模塊鍵再拖動(dòng)模塊 模塊插入模塊插入 對(duì)于單輸入單輸出模塊，只需將這個(gè)模塊移到線(xiàn)上就對(duì)于單輸入單輸出模塊，只需將這個(gè)模塊移到線(xiàn)上就可以自動(dòng)連接?？梢宰詣?dòng)連接。SIMULINK模型模型 外

37、表：直觀的方框圖 文件：MDL文件 數(shù)學(xué)：微分方程或差分方程 行為：模擬物理過(guò)程的動(dòng)態(tài)性狀建立私有模塊庫(kù)建立私有模塊庫(kù)步驟：步驟：1 1）在）在simulinksimulink中執(zhí)行中執(zhí)行ile/new/libraryile/new/library2 2）將用戶(hù)定義的模塊或是其它模塊庫(kù)將用戶(hù)定義的模塊或是其它模塊庫(kù)中的模塊移動(dòng)到新的模塊庫(kù)中。中的模塊移動(dòng)到新的模塊庫(kù)中。3 3）保存新的模塊庫(kù)）保存新的模塊庫(kù)模塊的基本操作模塊的基本操作1模塊選?。?）選取單個(gè)模塊；（2）選取多個(gè)模塊；2模塊復(fù)制（1）在同一窗口內(nèi)復(fù)制（2）在不同的窗口之間復(fù)制3模塊刪除選中模塊，按Delete鍵即可。刪除多個(gè)模塊

38、，可以同時(shí)按住Shift鍵，再用鼠標(biāo)選中多個(gè)模塊，再按Delete鍵；4模塊外形的調(diào)整（1）改變大?。?）轉(zhuǎn)向（3）給模塊加陰影5模塊名的處理（1）是否顯示模塊名（2）修改模塊名（3）改變模塊名的位置6模塊顏色設(shè)定【Format】菜單中的【Foreground Color】可以改變模塊的前景顏色，【Background Color】可以改變模塊的背景顏色，而模型窗口的顏色可以通過(guò)【Screen Color】來(lái)改變。7模塊屬性設(shè)定選中模塊，打開(kāi)【Edit】【Block Properties】可以對(duì)模塊進(jìn)行屬性設(shè)定，包括對(duì)Description、Priority、Tag、Open function

39、、Attributes format string等屬性的設(shè)定。連線(xiàn)操作連線(xiàn)操作1模塊間連線(xiàn) 在模塊間連線(xiàn)，有以下幾種情況： （1）連接兩個(gè)模塊 （2）模塊間連線(xiàn)的調(diào)整 （3）在連線(xiàn)之間插入模塊 （4）連線(xiàn)的分支2在連線(xiàn)上標(biāo)示信息 在連線(xiàn)上標(biāo)示的信息包括表示向量、顯示數(shù)據(jù)類(lèi)型和標(biāo)記等。 （1）標(biāo)示向量 （2）顯示數(shù)據(jù)類(lèi)型 （3）信號(hào)標(biāo)記信號(hào)組合信號(hào)組合 在利用在利用Simulink進(jìn)行系統(tǒng)仿真時(shí)，在很多進(jìn)行系統(tǒng)仿真時(shí)，在很多情況下，需要將系統(tǒng)中某些模塊的輸出信號(hào)（一情況下，需要將系統(tǒng)中某些模塊的輸出信號(hào)（一般為標(biāo)量）組合成一個(gè)向量信號(hào)，并將得到的信般為標(biāo)量）組合成一個(gè)向量信號(hào)，并將得到的信號(hào)作

40、為另外一個(gè)模塊的輸入。號(hào)作為另外一個(gè)模塊的輸入。 來(lái)自來(lái)自Signal Routing的的Bus Creator簡(jiǎn)單建模：簡(jiǎn)單建模：支持向量顯示支持向量顯示Mux支持標(biāo)量擴(kuò)展支持標(biāo)量擴(kuò)展插入模塊插入模塊49例1 動(dòng)態(tài)畫(huà)圓：(1) ; (用正弦波發(fā)生器Sine Wave) 雙擊圖標(biāo)出現(xiàn)相應(yīng)的模塊參數(shù)框, 可在其中設(shè)置參數(shù).Sine Wave中Phase(相位)為pi/2, 實(shí)際為cos t; Sine Wave1中Phase為0.tytxsin,cos50(2) ; (用正弦波發(fā)生器Sine Wave和積分器Integrator)Sine Wave中Phase(相位)為pi/2, 實(shí)際為cos

41、t; Integrator中Initial condition(初始值)為0.XY Graph中, x的范圍為1.51.5, y的范圍為1.21.2. tdttxytx0)(,cos51(3) (用狀態(tài)空間State-Space)State-Space中, A=0,1;1,0, B=0;0, C=1,0;0,1, D=0;0. Initial conditions為1;0.雙擊XY Graph圖標(biāo), 可定x的范圍為1.51.5, y的范圍為1.21.2. Scope的y刻度可右擊示波器刻度區(qū)出現(xiàn)對(duì)話(huà)框, 進(jìn)入Axes Propeties窗口確定. 0)0(,1)0(,yxyxyx52顯示結(jié)果如

42、下：積分模塊應(yīng)用：復(fù)位積分積分模塊應(yīng)用：復(fù)位積分負(fù)變正時(shí)負(fù)變正時(shí)強(qiáng)迫清零強(qiáng)迫清零微分方程微分方程)(2 . 04 . 02 . 0tuxxx 構(gòu)造微分方程求解模型構(gòu)造微分方程求解模型Simulink仿真舉例（續(xù)）仿真舉例（續(xù)）3. 仿真運(yùn)行及參數(shù)調(diào)整仿真運(yùn)行及參數(shù)調(diào)整 系統(tǒng)模塊參數(shù)設(shè)置與系統(tǒng)仿真參數(shù)設(shè)置系統(tǒng)模塊參數(shù)設(shè)置與系統(tǒng)仿真參數(shù)設(shè)置 雙擊系統(tǒng)模塊，打開(kāi)系統(tǒng)模塊的參數(shù)設(shè)置對(duì)話(huà)框。雙擊系統(tǒng)模塊，打開(kāi)系統(tǒng)模塊的參數(shù)設(shè)置對(duì)話(huà)框。 在參數(shù)設(shè)置對(duì)話(huà)框中設(shè)置合適的模塊參數(shù)。在參數(shù)設(shè)置對(duì)話(huà)框中設(shè)置合適的模塊參數(shù)。 設(shè)置合適的系統(tǒng)仿真參數(shù)以進(jìn)行動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的仿真設(shè)置合適的系統(tǒng)仿真參數(shù)以進(jìn)行動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的仿真 在在S

43、imulation菜單的菜單的Simulation parameters.子菜單子菜單中進(jìn)行設(shè)置，如仿真時(shí)間等中進(jìn)行設(shè)置，如仿真時(shí)間等 運(yùn)行仿真運(yùn)行仿真 單擊系統(tǒng)模型編輯器上的單擊系統(tǒng)模型編輯器上的Play圖標(biāo)圖標(biāo)(黑色三角黑色三角)或選擇或選擇Simulation菜單下的菜單下的Start便可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析。便可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析。 仿真結(jié)束后雙擊仿真結(jié)束后雙擊Scope模塊以顯示系統(tǒng)仿真的輸出結(jié)模塊以顯示系統(tǒng)仿真的輸出結(jié)果果圖圖2.11 Simulink設(shè)置窗口設(shè)置窗口仿真解法仿真解法變步長(zhǎng)解法變步長(zhǎng)解法定步長(zhǎng)解法定步長(zhǎng)解法discrere:針對(duì)無(wú)連續(xù)狀態(tài)系統(tǒng)的特殊解法針對(duì)無(wú)連續(xù)狀

44、態(tài)系統(tǒng)的特殊解法ode45:基于基于Dormand-Prince 4-5階的階的Runge-Kutta公式公式ode23:基于基于Bogachi-Shampine 2-3階的階的Runge-Kutta公式公式ode113:變階次變階次Adams-Bashforth-Moulton解法解法ode15s :剛性系統(tǒng)的變階次多步解法剛性系統(tǒng)的變階次多步解法ode23s :剛性系統(tǒng)的固定階次單步解法剛性系統(tǒng)的固定階次單步解法discrere:針對(duì)無(wú)連續(xù)狀態(tài)系統(tǒng)的特殊解法針對(duì)無(wú)連續(xù)狀態(tài)系統(tǒng)的特殊解法ode5: ode45確定步長(zhǎng)的函數(shù)解法確定步長(zhǎng)的函數(shù)解法ode4:使用固定步長(zhǎng)的經(jīng)典使用固定步長(zhǎng)的經(jīng)典4

45、階的階的Runge-Kutta公式的函數(shù)解法公式的函數(shù)解法ode3: ode25的確定步長(zhǎng)的函數(shù)解法的確定步長(zhǎng)的函數(shù)解法ode2 :使用固定步長(zhǎng)的經(jīng)典使用固定步長(zhǎng)的經(jīng)典2階的階的Runge-Kutta公式的函數(shù)解公式的函數(shù)解法法ode1 :固定步長(zhǎng)的固定步長(zhǎng)的Euler解法解法仿真器參數(shù)設(shè)置仿真器參數(shù)設(shè)置仿真器參數(shù)設(shè)置可用于選擇仿真開(kāi)始時(shí)間、仿真結(jié)束時(shí)間、解法器及輸出項(xiàng)等。對(duì)于一般的仿真，使用默認(rèn)設(shè)置即可。1仿真時(shí)間（Simulation time）設(shè)置需要設(shè)置的有仿真開(kāi)始時(shí)間（Start time）和仿真結(jié)束時(shí)間（Stop time）。2仿真步長(zhǎng)模式設(shè)置可供選擇的有“Variable-ste

46、p”（變步長(zhǎng)）和“Fixed-step”（固定步長(zhǎng)）方式。3解法器設(shè)置用戶(hù)在“Solver”后面的下拉選項(xiàng)中可以選擇變步長(zhǎng)模式解法器或固定步長(zhǎng)模式解法器。變步長(zhǎng)模式解法器有：discrete、ode45、ode23、ode113、ode15s、ode23s、ode23t和ode23tb。4變步長(zhǎng)的參數(shù)設(shè)置對(duì)于變步長(zhǎng)模式，用戶(hù)常用的設(shè)置有：最大和最小步長(zhǎng)參數(shù)、相對(duì)誤差和絕對(duì)誤差、初始步長(zhǎng)以及過(guò)零控制。默認(rèn)情況下，步長(zhǎng)自動(dòng)確定，用auto值表示。5固定步長(zhǎng)的參數(shù)設(shè)置對(duì)于固定步長(zhǎng)模式，用戶(hù)常用的設(shè)置有：（1）Multitasking模式；（2）Singletasking模式；（3）Auto模式工作空

47、間數(shù)據(jù)導(dǎo)入工作空間數(shù)據(jù)導(dǎo)入/導(dǎo)出設(shè)置導(dǎo)出設(shè)置工作空間數(shù)據(jù)導(dǎo)入/導(dǎo)出（Data Import/Export）設(shè)置主要在Simulink與MATLAB工作空間交換數(shù)值時(shí)進(jìn)行有關(guān)選項(xiàng)設(shè)置，可以設(shè)置以下三個(gè)選擇項(xiàng)。 （1）Load from workspace：選中前面的復(fù)選框即可從MATLAB工作空間獲取時(shí)間和輸入變量，一般時(shí)間變量定義為t，輸入變量定義為u。 （2）Save to workspace：用來(lái)設(shè)置保存在MATLAB工作空間的變量類(lèi)型和變量名。 （3）Save options：用來(lái)設(shè)置存往工作空間的有關(guān)選項(xiàng)。Scope高級(jí)使用技術(shù)高級(jí)使用技術(shù)打印輸出打印輸出 參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置 視圖整體縮

48、放視圖整體縮放 Y軸縮放軸縮放 視圖自動(dòng)縮放視圖自動(dòng)縮放 X軸縮放軸縮放 保存當(dāng)前坐標(biāo)軸設(shè)置保存當(dāng)前坐標(biāo)軸設(shè)置 恢復(fù)坐標(biāo)軸設(shè)置恢復(fù)坐標(biāo)軸設(shè)置 懸浮懸浮Scope開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān) 懸浮時(shí)信號(hào)選擇懸浮時(shí)信號(hào)選擇 去除坐標(biāo)軸選擇去除坐標(biāo)軸選擇 Scope模塊的模塊的General選項(xiàng)卡選項(xiàng)卡坐標(biāo)系標(biāo)簽坐標(biāo)系標(biāo)簽 坐標(biāo)系數(shù)目坐標(biāo)系數(shù)目 顯示時(shí)間范圍顯示時(shí)間范圍 懸浮懸浮Scope 開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān) Scope模塊的模塊的Data history選項(xiàng)卡選項(xiàng)卡信號(hào)顯示點(diǎn)數(shù)限制信號(hào)顯示點(diǎn)數(shù)限制 保存信號(hào)至工作空保存信號(hào)至工作空間變量間變量 使用命令操作對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真使用命令操作對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真 支持命令窗口運(yùn)行仿真的函數(shù)有支

49、持命令窗口運(yùn)行仿真的函數(shù)有4個(gè)，即個(gè)，即sim、simset、simget和和set_param。（1）sim函數(shù)函數(shù)sim函數(shù)的作用是運(yùn)行一個(gè)由函數(shù)的作用是運(yùn)行一個(gè)由Simulink建立的模型，建立的模型，其調(diào)用格式為：其調(diào)用格式為：t, x, y =sim(modname,timespan,options,ut); 其中其中， t為返回的仿真時(shí)間向量；為返回的仿真時(shí)間向量； x為返回的狀態(tài)矩陣；為返回的狀態(tài)矩陣； y為返回的輸出矩陣；為返回的輸出矩陣； modname為系統(tǒng)為系統(tǒng)Simulink模型文件名；模型文件名； timespan為仿真時(shí)間；為仿真時(shí)間； options為仿真參數(shù)選擇

50、項(xiàng)，由為仿真參數(shù)選擇項(xiàng)，由simset設(shè)置；設(shè)置； ut為選擇外部產(chǎn)生輸入為選擇外部產(chǎn)生輸入,ut=T,u1,u2,un。說(shuō)明說(shuō)明上述參數(shù)中，若省略上述參數(shù)中，若省略timespan,options,ut則由框圖模型的則由框圖模型的對(duì)話(huà)框?qū)υ?huà)框Simulation Parameters設(shè)置仿真參數(shù)。設(shè)置仿真參數(shù)。（2）simset函數(shù)函數(shù) simset 函數(shù)用來(lái)為函數(shù)用來(lái)為sim函數(shù)函數(shù)建立或編輯仿真參數(shù)或規(guī)定算建立或編輯仿真參數(shù)或規(guī)定算法，并把設(shè)置結(jié)果保存在一個(gè)結(jié)構(gòu)變量中。它有如下法，并把設(shè)置結(jié)果保存在一個(gè)結(jié)構(gòu)變量中。它有如下4種種用法：用法： (a) options=simset(prop

51、erty,value,)：把：把property代代表的參數(shù)賦值為表的參數(shù)賦值為value，結(jié)果保存在結(jié)構(gòu)，結(jié)果保存在結(jié)構(gòu)options中。中。 (b) options=simset(old_opstruct,property,value,)：把已有的結(jié)構(gòu)把已有的結(jié)構(gòu)old_opstruct(由由simset產(chǎn)生產(chǎn)生)中的參數(shù)中的參數(shù)property重新賦值為重新賦值為value，結(jié)果保存在新結(jié)構(gòu)，結(jié)果保存在新結(jié)構(gòu)options中。中。 (c) options=simset(old_opstruct,new_opstruct)：用：用結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)new_opstruct的值替代已經(jīng)存在的結(jié)構(gòu)的值替

52、代已經(jīng)存在的結(jié)構(gòu)old_opstruct的值。的值。 (d) simset：顯示所有的參數(shù)名和它們可能的值。：顯示所有的參數(shù)名和它們可能的值。(3) simget函數(shù)函數(shù) simget函數(shù)用來(lái)獲得模型的參數(shù)設(shè)置值。如果參數(shù)值是函數(shù)用來(lái)獲得模型的參數(shù)設(shè)置值。如果參數(shù)值是用一個(gè)變量名定義的，用一個(gè)變量名定義的，simget返回的也是該變量的值而返回的也是該變量的值而不是變量名。如果該變量在工作空間中不存在不是變量名。如果該變量在工作空間中不存在(即變量未即變量未被賦值被賦值)，則，則Simulink給出一個(gè)出錯(cuò)信息。該函數(shù)有如下給出一個(gè)出錯(cuò)信息。該函數(shù)有如下3種用法：種用法： (a) struct

53、=simget(modname)：返回指定模型：返回指定模型model的的參數(shù)設(shè)置的參數(shù)設(shè)置的options結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 (b) value=simget(modname,property)：返回指定模型：返回指定模型model的參數(shù)的參數(shù)property的值。的值。 (c) value=simget(options,property)：獲取：獲取options結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)中的參數(shù)中的參數(shù)property的值。如果在該結(jié)構(gòu)中未指定該參數(shù)，的值。如果在該結(jié)構(gòu)中未指定該參數(shù)，則返回一個(gè)空陣。則返回一個(gè)空陣。 用戶(hù)只需輸入能夠唯一識(shí)別它的那個(gè)參數(shù)名稱(chēng)的前幾個(gè)字用戶(hù)只需輸入能夠唯一識(shí)別它的那個(gè)參數(shù)名稱(chēng)的前

54、幾個(gè)字符即可，對(duì)參數(shù)名稱(chēng)中字母的大小寫(xiě)不作區(qū)別。符即可，對(duì)參數(shù)名稱(chēng)中字母的大小寫(xiě)不作區(qū)別。(4) set_param函數(shù)函數(shù) set_param函數(shù)的功能很多，這里只介紹如何用函數(shù)的功能很多，這里只介紹如何用set_param函數(shù)設(shè)置函數(shù)設(shè)置Simulink仿真參數(shù)以及如何開(kāi)始、暫仿真參數(shù)以及如何開(kāi)始、暫停、終止仿真進(jìn)程或者更新顯示一個(gè)仿真模型。停、終止仿真進(jìn)程或者更新顯示一個(gè)仿真模型。 (a) 設(shè)置仿真參數(shù)設(shè)置仿真參數(shù) 調(diào)用格式為調(diào)用格式為： set_param(modname,property,value,) 其中其中modname為設(shè)置的模型名，為設(shè)置的模型名，property為要設(shè)置的

55、參為要設(shè)置的參數(shù)，數(shù)，value是設(shè)置值。這里設(shè)置的參數(shù)可以有很多種，而是設(shè)置值。這里設(shè)置的參數(shù)可以有很多種，而且和用且和用simset設(shè)置的內(nèi)容不盡相同，相關(guān)參數(shù)的設(shè)置可以設(shè)置的內(nèi)容不盡相同，相關(guān)參數(shù)的設(shè)置可以參考有關(guān)資料。參考有關(guān)資料。 (b) 控制仿真進(jìn)程控制仿真進(jìn)程 調(diào)用格式為調(diào)用格式為： set_param(modname,SimulationCommand,cmd) 其中其中mode為仿真模型名稱(chēng)，而為仿真模型名稱(chēng)，而cmd是控制仿真進(jìn)程的各是控制仿真進(jìn)程的各個(gè)命令，包括個(gè)命令，包括start、stop、pause、comtinue或或update。 在使用這兩個(gè)函數(shù)的時(shí)候，需要注

56、意必須先把模型打開(kāi)。在使用這兩個(gè)函數(shù)的時(shí)候，需要注意必須先把模型打開(kāi)。Simulink與與Matlab的接口的接口 由由MATLAB工作空間變量設(shè)置系統(tǒng)模塊參工作空間變量設(shè)置系統(tǒng)模塊參數(shù)數(shù) 模塊參數(shù)可以是常量也可以工作空間變量模塊參數(shù)可以是常量也可以工作空間變量 直接使用直接使用MATLAB工作空間中的變量設(shè)置模塊工作空間中的變量設(shè)置模塊參數(shù)。參數(shù)。 使用變量的表達(dá)式設(shè)置模塊參數(shù)。使用變量的表達(dá)式設(shè)置模塊參數(shù)。 例如，如果例如，如果a是定義在是定義在MATLAB中的變量，則表達(dá)中的變量，則表達(dá)式式a、a2+5、exp(a)等均可以作為系統(tǒng)模塊的參等均可以作為系統(tǒng)模塊的參數(shù)數(shù) 將信號(hào)輸出到將信號(hào)

57、輸出到MATLAB工作空間中工作空間中 使用示波器模塊使用示波器模塊Scope的輸出信號(hào)，可以的輸出信號(hào)，可以使用戶(hù)對(duì)輸出的信號(hào)進(jìn)行簡(jiǎn)單的定性分析。使用戶(hù)對(duì)輸出的信號(hào)進(jìn)行簡(jiǎn)單的定性分析。 使用使用Sinks模塊庫(kù)中的模塊庫(kù)中的To Workspace 模塊，模塊，可以輕易地將信號(hào)輸出到可以輕易地將信號(hào)輸出到MATLAB工作空間中。工作空間中。信號(hào)輸出的名稱(chēng)在信號(hào)輸出的名稱(chēng)在To Workspace模塊的對(duì)話(huà)模塊的對(duì)話(huà)框中設(shè)置，此對(duì)話(huà)框還可以設(shè)置輸出數(shù)據(jù)的點(diǎn)框中設(shè)置，此對(duì)話(huà)框還可以設(shè)置輸出數(shù)據(jù)的點(diǎn)數(shù)、輸出的間隔，以及輸出數(shù)據(jù)的類(lèi)型等。其數(shù)、輸出的間隔，以及輸出數(shù)據(jù)的類(lèi)型等。其中輸出類(lèi)型有三種形式

58、：數(shù)組、結(jié)構(gòu)以及帶有中輸出類(lèi)型有三種形式：數(shù)組、結(jié)構(gòu)以及帶有時(shí)間變量的結(jié)構(gòu)。仿真結(jié)束或暫停時(shí)信號(hào)被輸時(shí)間變量的結(jié)構(gòu)。仿真結(jié)束或暫停時(shí)信號(hào)被輸出到工作空間中。出到工作空間中。 使用工作空間變量作為系統(tǒng)輸入信號(hào)使用工作空間變量作為系統(tǒng)輸入信號(hào) Simulink與與MATLAB的數(shù)據(jù)交互是相互的，除的數(shù)據(jù)交互是相互的，除了可以將信號(hào)輸出到了可以將信號(hào)輸出到MATLAB工作空間中之外，用工作空間中之外，用戶(hù)還可以使用戶(hù)還可以使用MATLAB工作空間中的變量作為系統(tǒng)工作空間中的變量作為系統(tǒng)模型的輸入信號(hào)。使用模型的輸入信號(hào)。使用Sources模塊庫(kù)中的模塊庫(kù)中的From Workspace模塊可以將模塊

59、可以將MATLAB工作空間中的變量工作空間中的變量作為系統(tǒng)模型的輸入信號(hào)。此變量的格式如下所示：作為系統(tǒng)模型的輸入信號(hào)。此變量的格式如下所示： t=0:0.1:10; x=sin(t); input=t,x; 系統(tǒng)輸入信號(hào)系統(tǒng)輸入信號(hào)input的作用相當(dāng)于的作用相當(dāng)于Sources模塊中的模塊中的Sine Wave模塊模塊 向量與矩陣向量與矩陣 Simulink所使用的信號(hào)可以是標(biāo)量也能夠傳所使用的信號(hào)可以是標(biāo)量也能夠傳遞和使用向量信號(hào)。例如，向量增益可以作遞和使用向量信號(hào)。例如，向量增益可以作用在一個(gè)標(biāo)量信號(hào)上，產(chǎn)生一個(gè)向量輸出。用在一個(gè)標(biāo)量信號(hào)上，產(chǎn)生一個(gè)向量輸出。 Simulink 最重

60、要的特性就是支持矩陣形式最重要的特性就是支持矩陣形式的信號(hào)，它可以區(qū)分行和列向量并傳遞矩陣。的信號(hào)，它可以區(qū)分行和列向量并傳遞矩陣。通過(guò)對(duì)模塊做適當(dāng)?shù)呐渲茫梢允鼓K能夠通過(guò)對(duì)模塊做適當(dāng)?shù)呐渲?，可以使模塊能夠接受矩陣作為模塊參數(shù)。接受矩陣作為模塊參數(shù)。 MATLAB Function與與Function模塊模塊 除了使用上述的方式進(jìn)行除了使用上述的方式進(jìn)行Simulink與與MATLAB之間之間的數(shù)據(jù)交互，用戶(hù)還可以使用的數(shù)據(jù)交互，用戶(hù)還可以使用Functions and Tables 模塊模塊庫(kù)中的庫(kù)中的 Function模塊（簡(jiǎn)稱(chēng)為模塊（簡(jiǎn)稱(chēng)為Fcn模塊）或模塊）或Functions and Tables 模塊