simulink 仿真教程(从入门到入土)+报告(真)

Simulink仿真

摘要：simulink作为matlab的衍生模组，具有强大的仿真能力。原则上你可以将任意具有明确映射关系的物理量进行仿真模拟。对于相互间关系不明确的物理量，则可以通过输入输出数据的采集，然后通过模糊控制的方案替代明确的映射关系。本文主要针对的是以电焊机电路为主，其他仿真为辅的教程性质的文章。关键词：matlab Simulink 仿真电焊机教程

第一章初识软件 (2)

1.1 simulink 简介 (2)

1.2 simulink基础页面 (2)

1.3 常用库的介绍 (3)

1.3.1 simulink库 (4)

1.3.1.1 常用模块库 (4)

1.3.1.2 其他常用子库模块 (6)

1.3.2 电气库Simscape (7)

1.3.2.1 Electrical库 (7)

1.3.2.2 Specialized Technology库 (8)

1.4模块连接 (9)

第二章简单仿真系统的建立 (11)

2.1传递函数S信号仿真 (11)

2.1.1 运放环节的等效替代 (11)

2.1.2 等效变换 (12)

2.1.3 逻辑仿真 (13)

2.2电气库仿真 (13)

2.3子系统和模块的建立 (15)

2.3.1 子系统的建立 (15)

2.3.2 模块的建立 (16)

第三章复合仿真 (18)

3.1 m函数模块 (18)

3.1.1 简单编程 (18)

3.1.2 部分函数介绍 (19)

3.2 整体模型 (21)

3.3 仿真注意事项 (22)

3.3.1 注意事项1 (22)

3.3.2 注意事项2 (23)

3.3.3 注意事项3 (24)

3.3.4 注意事项4 (24)

结语 (25)

第一章初识软件

Matlab作为一块应用广泛的软件，在许多领域中具有广泛的应用，所以掌握matlab的一些基础运用是一个很有用的技能。Matlab广泛应用于数字图像处理，程序控制，仿真模拟等多个领域之中。这款软件的核心基础在于强大的矩阵计算能力，无论是程序处理还是仿真计算，其本质就是通过矩阵运算的方式得出解。本文将主要介绍的是其用于仿真的simulink 模块。

1.1simulink 简介

Simulink是matlab的仿真模组。其内部集成了具有各种映射关系的库。Simulink的仿真主要就是熟练的运用各个不同库中的模块。（因为simulink的仿真不单单是电气上的仿真，所以一般不把各个仿真用的“单元”称为器件，而是称为模块，同时将整个仿真图称为仿真模型）下面介绍simulnk的基础页面和库的介绍。

1.2 simulink基础页面

首先自然要创建simulink仿真模型的空白页面。Simulink的仿真页面无需像其他软件一样需要也先设置各种参数。在matlab主界面的主页选项，选择新建下拉菜单，然后选择

simulink，即可建立空白的simulink仿真页面。

在simulink页面则可以直接点击完成新建或者打开的simulink的仿真页面。

图1-1 simulink仿真页面

各个快捷键的介绍，第一栏为菜单栏，所有的软件都具有的一栏，大部分情况下并不会用到，这里就只针对快捷键进行说明。第一栏快捷键从左往右以此为新建/打开，保存，撤销界面操作，恢复界面操作，退出当前子模型，库，仿真设置，当前模块列表及搜索，后撤仿真步数，开始仿真，逐步仿真，暂停，记录，仿真时长，模块指引，仿真模型建立。

左侧竖列分别为隐藏/显示文件名，放大指定区域，最佳视图，没什么用的，插入文字，插入图片。基本上simulink的仿真建立应用上述快捷键就足够了。Simulink的仿真界面与其他仿真软件还有点不同的是其仿真界面可以视为无穷大，不需要提前设置图纸大小，其图纸大小会随着你建立的仿真图形而改变。然后虽然因为simulink无法实现跨图纸连接仿真，但是通过子系统的封装，完全可以将两个大的模型封入子系统然后将必要的接口相互连接，所以不存在一个界面存在太多器件而导致仿真杂乱不堪。

1.3 常用库的介绍

Simulink中有数目众多的库，不同的库具有不同的仿真侧重点。所以本节会对一些常用的库进行简单的介绍。Simulink的库为层级结构。不断选中自己所需的类别，然后找到自己所需要的元件。实际上simulink的库其实也是模型文件，只不过是不能更改的模型文件，每一个层级其实就是模型的一个子系统，每一个子系统打开，如果子系统中还包含子系统就继续可以打开，其他的不可打开的就是可用的模块了，为了库分类而做的子系统一般是没有输入输出端口的。

图1-2 simulink库展示

1.3.1 simulink库

以simulink本身命名的库，自然是simulink中最重要的库同时也是使用频率最高的库。当然前面也提到过了，本文主要针对的是焊机电路的仿真为主的教程，所以一些相对这个主题不重要的库就不在这里介绍了。

将会介绍的库有，commonly Used Blocks（常用模块库），Continuous（连续量模块库），logic and bit operations（逻辑变换库），Math Operation（数学变换库），signal routing（信号传递库），sinks（终端库），sources（信号源库），user-defined functions（用户自定义库）。在本文中主要使用的库就是上述几个库。

1.3.1.1 常用模块库

常用模块库，顾名思义将simulink库中除自身外其当子系统库中的常用模块集中到一起的库，所以这个小库中的模块都是比较有用的模块。选取其中典型的模块进行大致功能的介绍。

常数模块，很简单双击打开后可以修改参数。这个模块的作用就是输出恒定常数信号，当然如果采用一些手段也可以做到在仿真过程中进行参数的变化，实际上对于一些仿真比较慢的模型，你可以直接在仿真过程中进行参数的修改（仅限于部分模块，并不是所有模块都可以在仿真过程中进行参数的修改，这个在后续章节中会讲述）。可以输出所有参数类型（注意事项1）。

gain，比例环节，通过这个环节的信号将会根据设定的参数比例进行缩放。使用方法与上相同，具有输入端的gain环节可以接受所有参数类型信号，同时可以单独设置输出信号类型，所以这个模块除了用于信号的放大缩小以外还可以用于信号类型转换，这在simulink中是一个相当有用的作用。

，out & in 主要用于子系统的输入输出端口建立，当子系统需要添加输入输出端口时，就是采用这两个模块完成的。

，MUX & Demux混合和分离模块，混合后的信号存贮方式为，时间数组+信号1数组+信号2数组，2个不同的信号将会存在于同一个节点当中，同时又是相互分开独立的存在。然后通过分离变量可以将其重新分离成两个信号。存贮方式按信号的输入位置从上往

下依次排序，同理分离时也按相同的情况处理。输入输出端口是双击打开后，通过参数可调的，有一种特殊情况就是分离输出端口少于混合输入端口，这时候会按照除法进行等量分配，多于部分从上往下分配。如7个输入，3个输出，则输出1号口分配到3个信号，2,3端口分配到2个信号，且各自的信号为1号后输出1,2,3信号，2号输出4,5信号，3号输出6，7信号。基本上输入输出的安排就是这个规律进行的。混合的信号来源必须为同一类型的参数变量，不同类型的参数变量无法混合，会报错（如double无法和unit8混合）。

积分模块，最常用的连续变量传递函数模块，常常用作误差积分进行反馈环节的设计。

and模块，与与门具有相同的功能，输入信号可以是任意形式的参数变量，但输出确定为boolean逻辑变量。所以如果后续需要参与其他类型变量的变化需要通过gain进行类型转换。同时这个模块双击打开后可以进行输入端口数量的设置，同时可以进行逻辑功能的选择，有与，或，非，与非，或非，同或，异或7个常见逻辑功能的选择。关于逻辑变量，逻辑变量分类为0和非零值，对于输入其识别为0为假，非零为真，即无论多小的数甚至负数对于模块而言都视为真。输出假为0，真为1，对于常数模块设定1以外的真变量，同时设定为逻辑变量其输出依旧为1。

乘法模块，输入端口数目可调，输出为所有的输入的乘积，输入信号可以为任意参数类型，输出为逻辑变量以外的参数类型。

逻辑判断模块，可以有>, <, >=, <=, ==, isinf, Isnan, isfinite这几个功能可选，输入参数类型可以为任意类型，输出参数类型恒为逻辑变量。

限幅模块，所有通过这个模块的信号都会被限制在指定幅值区域内，双击打开后可以设置上限值和下限值。

示波器模块，可以设置输入端口数（同时改变内部窗口数，不会在同一窗口显示），想要在同一窗口显示，则需要将两个信号通过混合模块进行混合后输入到示波器当中，这样就会在同一个窗口显示波形。默认信号颜色为从1号到5号，黄粉浅蓝红深蓝，往后就是循环了。

加法（或者减法），通过双击可以选择端口数量和+-符号，可以对多个数值进行加减运算，最后输出。输入可以为任意信号，输出可以是逻辑变量以外的任意信号。

常用器件库中，将会用的模块都在上面进行了介绍。下面则是simulink库中其他子库中一些比较实用的模块介绍。

1.3.1.2 其他常用子库模块

连续量模块库中的模块，零极点模块，通过设定零极点来确定传递函数的模块。同一个库中的另一个模块，两者效果其实是一样的，只不过传递函数模块，直接设定不同阶数的系数设定传递函数。上面讲过了积分模块，自然这里有相应的微分模块形式上是导数。积分模块还有一个衍生模块，有限积分模块，只

能积分到上下限值，不会出现无限积分的情况。这个库中还有一个更直接的模块，PID 模块，直接就是个PID环节，直接设置比例，积分，微分参数即可。

设定一个参数值和判断条件，在输入符合条件时输出逻辑真，否则为否，即1和0的逻辑变量。from & go 信号传递库中的模块，其作用相当于电路仿真的网络标号一样，通过设定想多的标签，可以使两端完成“无线”连接。电压表或者电流表异或其他表，用于显示连接信号线数值的模块。存储模块to file，将时间信号和对应信号线的数值记录并存储到.mat文件当中。与之对应的是from file，从对应的.mat文件中读取数据，双击打开可以设置文件名，同样不允许有中文。与之类似的有&to workspace &from workspace，只不过存储位置变成了工作空间，即matlab的内存空间，这里的数据可以由matlab的其他应用调取，但在内存清除后会消失，而之前的to file会确实的保存在硬盘当中。在信号源库中存在着多种信号和信号来源途径，比较常用的信号源有依次为周期脉冲，锯齿波，阶跃，斜坡，时钟，简弦，有限白噪声。具体参数都可以双击打开模块后进行修改。然后是用户自定义库中的两个个人使用频率较高的模块&，s函数因为涉及到其他

方面的知识不在本文讨论。Fcn模块是一个比较常用的用户自定义模块，可以通过

内部设置输出对输入的映射关系（1对1）想要多输入多输出则需要模块进行m文件的编写设计，这将在后文提到。

以上的一些模块就是simulink库常用库中的一些比较重要的模块。

1.3.2 电气库Simscape

虽然其他库也有电气相关的模块，但是相对而言这个库中的模块比较直白，就是用来做电气仿真用的模块库。虽说是这个库，但实际上也只是采用其中部分子库。

1.3.

2.1 Electrical库

库目录为Simscape/Foundation Library/Electrical。这个库具有3个子库，分别为Electrical Elements 元件库，Electrical Sensors 传感器库，Electrical Sources电源库。

图1-3 元件库

这个库中大部分都是我们所熟悉的那几个常用元器件模块，如电容，电阻，二极管，接地，理想变压器，电感，运放等。基本上simulink的电气仿真库中，只存在这些基础元器件模块，当然在一些特定的库中，也会有一些特殊的元器件模块，这就需要各位自己去寻找了。这里还要注意两个特殊点的元器件模块，switch，通过设置导通信号阈值，可以再输入的物理量信号大于某个值时导通，否则关断。最后一个为可调电阻，根据输入信号变化对应的阻值大小，这两个是在仿真中进行电路实时变化的重要元器件模块，通过预设的指定信号或者其他的采样信号，让其在特定时间发生特定的变化。

，传感器库主要就是电压传感器和电流传感器，用法与理想电压表和电流表相同。两个采样端口，一个输出端口。通过将采样端口接入测量位置，然后在输出端口就会输出对应的物理量信号。

然后就是电源库，电源库中具有比较通用性的电源。常见的交流电流源，交流电压源，受控电流源，受控电压源，电流控制电流源，电压控制电流源，电压控制电压源，电流控电压源，直流电压，直流电流。

1-4 电源库

其中受控电源是比较重要的模块，因为通过受控电源和前面一些信号源的搭配我们可以组合出我们任意希望的输出电源。

1.3.

2.2 Specialized Technology库

库目录为Simscape/SimPowerSystems/Specialized Technology。这个库中拥有不少的子库，但主要用到的和上述库一样，传感器，电源，元器件这三个模块库。当然模块上还是有一点不一样的地方的。，这边的电阻电容电感模块是整合在一起的，分为并联RLC模块和串联RLC模块。通过参数设置可以设置成任意1,2,3个组成的并联或者串联模块。

，传感器形式上与上一个库差不多，但输出信号上却是不同的，这在下面会进行分析。同理受控电源的输入信号源也是不一样的。

常用模块的介绍就到这里，作为入门教程，以上模块一般就足够使用，随时软件使用的不断深入，自然会不断的提升对库的使用熟练度，了解更多的模块和应用方法。

1.4模块连接

大部分其他仿真软件，不同器件之间的连接大部分情况下都是可以直接相互连接的。但simulink的仿真不同。或许已经注意到了，上面介绍模块时，在模块的封装双它们的端口并

不是完全一样的。目前来看主要有以下几种端口，箭头输入输出端口，一个箭头输出端口可以同时给多个箭头输入端口提供信号，但一个输入端口无法同时接受复数输入端口的信号（注意是复数输入端口信号，但是可以通过混合模块接受复数个信号）。同方向的箭头端口无法直接连接，即箭头信号端口的信号传输都是单向传输信号。

与之类似的是三角信号端口。作用效果基本与上面的箭头端口完全一致，在本文中多用作中间级转换。双向电气端口小方框，这个是Electrical库中元器件模块的主要连接端口。这个端口支持双向传输，可以进行任意数量的端口连接。这也是由电气仿真的特性所决定的，大部分情况下电路中的信号流向并不唯一，电路中每一个节点都同时具有电流和电势两个物理量，这也是普通单向单变量端口无法模拟的部分。与之对应的是Specialized Technology库中的电气元器件模块主要为大方框端口，这两种方框端口在各自电路中的作用是差不多的但无法进行直接的连接。

上面的不同端口之间都是无法进行直接连接的，所以一个仿真模型中大部分情况下都是集中采用具有统一端口的模块，否则有时候会出现一些意想不到的问题。下面就描述一下不同端口之间的转接方法。大部分情况下转接都是通过传感器和受控电源及特殊的PS和SP 转换模块进行的。

箭头和三角互换就是通过PS和SP转换模块进行的，，三角端口主要还和小方框端口进行互换，如下图所示，经过组合之后还可以完成小方框端口和三角端口的

1-5端口转换

互相切换。

大方框端口和箭头端口的切换相对而言更加简单，Specialized Technology库中的传感器

输出端口就是箭头端口，其受控电源的输入端口也为箭头端口。。不同的端口通过上述方式就可以完成不同端口之间的相互连接了。值得注意的是，对于电路的仿真而言，对于同一网络的设计，采用同一种端口（大方框或者小方框）进行设计时更为恰当的选择，如果同一网络中加入了三角或者箭头端口的信号线，则如之前所说，这两者的信号是单向传输的。所以对于部分电路仿真而言这里就相当于使用了具有电气隔离特性的器件进行了连接，这会导致仿真电气特性跟实际电路的不同。且因为三角信号和箭头信号一般都只能传输一种信号，多于大部分电路无法将电压和电流信号完全迁移过去。

这就相当于我们无法用图1-6来替代电阻和电容的串联一样，因为电气特性的相互隔离，这已经与原有电路图的电阻电容串联充电的特性完全不一样了。

图1-6 错误的转换连接

第二章简单仿真系统的建立

通过前面的介绍和学习，基本上我们可以建立并仿真一些简单的物理变化了（并不单纯指电气仿真）。简单仿真的过程依旧是以库作为分类依据进行的。

2.1传递函数S信号仿真

在实际生产生活中我们常常会忽略掉一些很平常的东西。就像我们生活中无处不在的控制系统。如热水器如何做到将水的温度维持在一个恒定值，如何让电机以恒定的速度转动等。特定的输入会做出特定的输出，这就是控制系统。同时这种输出对输入的映射关系就可以通过传递函数进行描述。当然作为电路仿真为主题得本文，并不会过多的讨论其他形式的控制系统和传递函数主要依旧集中在电气上的控制。

一般传递函数的描述都是以拉普拉斯变换后的s域内进行的。对于电路而言，有一套固定的转换方式。即将电阻，电容，电感这3个基础变量变换到s域的方法。R电阻维持不变，电容变成1/sc，电感为SL。变换完成后就可以直接通过纯阻性电路的计算方式算出所求输出对输入信号的映射关系。

对于电路而言这种转换主要是对特定的无缘网络，负反馈的运放进行仿真的。这两者有一个特点就是我们所关心只有输入和输出的电压关系，这就保证了一个节点这由单一变量的要求。然后这里的输出对输入在输入阻抗和输出阻抗接近理想的情况下可以看做输出负载的变化不会引起输入，输出的变化，即满足了信号传递的单向性要求。实际上满足上述两个条件的任意物理量都可以进行这样的仿真。

2.1.1 运放环节的等效替代

最符合上述要求的电路就是运放的负反馈调节的电路。实际上，电路控制系统的设计也

图2-1 积分电路

大多通过运放的各种环节进行实现的。如图所示上面的环节是典型的积分环节，下面的电路则是用运放实现的积分环节。为了显示方便没做反相处理，最终结果如图所示

图2-2 积分电路输出

可以看到在相同的方波输入下，两者具有恰好相反输出。即完全可以用上面的积分环节取代下面的电路进行仿真。对于控制电路而言这样的环节替代是必要的，可以大大简化仿真模型，并提高仿真效率。

2.1.2 等效变换

从上面我们可以得出：对于simulink库的基础仿真而言，最重要的就是将实际的关系映射抽象成数学关系，然后拉普拉斯变换后得到传递函数进行仿真。对于电路而言，因为我们一开始就有了元器件的转换公式，这就是可以先进行元器件的参数变换，然后再s域内进行电路的计算，最后得到传递函数。当然也可以通过时域内的先行计算，最后进行拉式变化，最后的结果是一致的。

对于常用的运放负反馈电路的传递函数计算可以通过将元器件进行拉式变换后，将整个电路视为反相放大器就可以快速求出改环节的传递函数了。以上面的积分环节为例，其负反馈通路上的参数应为1/sc，输入端参数为R。则可以直接得到这个传递环节的传递函数为-1/RCS。在已知电阻为1M电容为1u时，G(S)即为-1/s。所以可以看到两者的输出等大反相。

2.1.3 逻辑仿真

上述内容主要是针对连续量的仿真，在连续量的整体控制上一般都采用这种方式进行控制。不过为了实现一些功能性电路时在，则需要进行逻辑功能的判断处理。如当符合特定条件时需要切断输出，这时候采用的一般都是开关型元器件，反映到仿真里则为逻辑模块。

图2-3 逻辑判断电路

如图当三角波得幅值大于1v时，则会关闭正弦信号的传输通道。（具体波形和颜色在第一章已经讲述，读者可以在自行分析一下每一个输入波形的颜色）。这种模拟电路，就实现了由信号A控制信号B的传输这一控制理念。

结合上述两种仿真方式，基本上可以进行绝大部分的纯电压控制的控制电路仿真。2.2电气库仿真

电气仿真主要就是使用Electrical库和Specialized Technology库中的元器件模块进行电气仿真。上一节的仿真是在符合条件下才能进行的仿真，然而对于大部分模拟电路我们不可能只关心一个物理量进行仿真，且对于复杂电路而言，将各部分抽象成s域的映射关系，本身就是相当麻烦的事情，这也是我们使用仿真，而不是理论计算得出输入输出关系的原因，所以某种程度上而言，对于一些电路的初步设计而言，这样的分析反而本末倒置了。当然在建

立完模型后，进行参数的调整上依旧具有优势，无需重复计算。针对以上情况，simulink也是可以进行纯器件的仿真模拟的。当然由于simulink并没有特意对电气库进行收录过器件参数。所以除了基础元器件外，基本没有其他元件。当然，因为simulink就是通过各种映射关系搭建模型的，所以只要了解到所需器件的输入与输出的关系，可以自行构建模块。

下面就简单的电路进行电路搭建过程的介绍。

图2-4 电容充电A

这是一个典型的通过电阻给电容充电的RC电路。作为一个基础电路也有值得注意的地方。首先在使用Electrical库进行模型的仿真设计时需要注意，必须在独立网络的电路中各自连接上解析函数模块solver。在具有电容或者电感的电路也需要注意到，仿真电路的初始状态并不是将所有待测量置零开始的。而是先进行直流分析，即让电源以0时刻状态下的输出为恒定输出让电路达到稳态时的参数作为初始量，然后进入正式的仿真。这就会导致，电容和电感的初始状态都是饱和状态下开始的。这对于部分需要观察电容电压或者电流变化的仿真显然是不行的。解决方案就是尽量利用阶跃信号当作恒压或者恒流源输出，这样其初始态为0，不会让电容电感的初始态为饱和状态。

Specialized Technology库的仿真也大同小异。模型见下图

图2-5 电容充电B

这里需要注意的是，含有Specialized Technology库的仿真模型，必须在模型中添加

powergui模块，跟Electrical库的solver模块起到相同的作用。

2.3子系统和模块的建立

在之前的简单仿真模型图中可以看到一些没有在第一章中被介绍到的模块。这些模块是通过建立子系统后，然后进行模块话封装建立的。

2.3.1 子系统的建立

通过将一些基础模块互相连接，使其具有特定的输入输出关系，然后将这部分电路封装起来，就成为了一个子系统。子系统的建立既可以是通过直接选取完成模型的一部分，然后进行创建，也可以单独构建具有特定功能的模型后进行封装。前者多为将具有特定功能的部分电路封装起来，是为了让模型整体更具备可读性。后者大多是为了创建具有特定功能的模块而准备的。

子系统的创建除了为了让系统具有更好的可读性外，常常也用作重复应用次数较多的部分。将其创建成子系统后，可以快速复制，并让模型不显得杂乱。

图2-6 转接口子系统

如图所示的是将小方框模型出电势转换成s信号进行输出的子系统。这个子系统因为具有泛用性，所以将其制作成了子系统。内部结构为右侧所示。通过这个接口，可以方便的将Electrical库组建的模型的各个节点的电势转换成s信号好，送到示波器上进行显示。具体创建方法为选中如图右侧部分(一开时不包含in和out两个输入输出端口)，点击右键选择create Subsystem from Selection。就可以完成子系统的创建了，创建的同时会将连接到外部的连线或者裸露的未连线端口自动创建相应的外部端口。子系统完成创建后可以双击进入内部，可以进行修改，如果需要添加另外的外部端口，则需要根据对应的端口进行端口的添加模块。

具体对应模块为对应箭头端口的输入输出，其他端口则统一为

，且不分输入和输出（三角端口也采用这个接口，输出端口会根据内部所连接的具体端口体现在外部端口上）。通过修改这些引脚名，也会改变外部端口的名称。双击改变参数序号，则会改变其相应的封装位置。

2.3.2 模块的建立

模块的建立，是建立在子系统基础上的。子系统封装后可以直接将其转化成模块。模块与子系统最大的区别在于模块具有外部参数设置功能。建立模块后可以在外部设置参数，从

而改变内部模块的参数，从而让映射关系产生变化。这是一个可以与Electrical库元器件模块直接相连的脉冲模块。

图2-7 脉冲模块参数设置图

从上图可以看到，这个模块双击打开的是参数设置页面，这就是模块与子系统的区别。然后根据对应的参数设置，可以确实的改变其输出。如果需要进入模块内部（对于simulink 自带的模块无法进入），则需要点击模块封装左下角的箭头符号即可进入。脉冲模块展开图如下所示

图2-8 脉冲模块展开图

内部结构相对的并不复杂，这里主要是要通过一定的参数设定完成内外参数的联动，当

外部参数修改时，可以准确的修改内部参数。在其还是子系统阶段，双击脉冲信号源。

图2-9 内部脉冲信号源参数设置图

按图上所示，将几个需要联动的参数设置成字母格式（支持简单的逻辑运算如v+t,t/2等代数变换）。然后进行模块话，选中对应的子系统,右键然后先选择mask，选中creat mask…就会打开以下界面。

图2-10 模块编辑界面

第一栏Icon&Ports为外观设计栏，不影响使用，不做介绍了。主要是第二栏参数栏Parameters&Dialog栏。选中中间的参数（蓝色），然后单击左侧的EDIT,就会添加一个可编辑参数栏，需要几个添加几个，然后每一栏有两个参数，一个是显示参数名，一个是实际参数名。实际参数名必须与内部模块的参数名相对应才能使它们相互联动。完成上述设置后点击ok就算完成设置了。

第三章复合仿真

前面的仿真介绍基本上都是单一库的仿真，实际上很多时候我们需要多个库之间的联动仿真。通过不同库的结合，简化仿真设计，提高仿真效率。这里我们主要运用的内容就是1.4节所介绍的部分内容。

3.1 m函数模块

matlab function，位于simulink/user-defined function库中。通过.m函数文件控制仿真运行的模块，其通过内部程序编程，可以改变输入输出变量的数目。

3.1.1 简单编程

对于一些简单的数学映射或者逻辑判断上一般是不推荐使用这个函数模块的，相对而言采用程序模块的仿真速度会大大降低。不过对于仿真速度绰绰有余的模型来说，通过函数模块替换掉一些相对复杂模块组合来说也是不错的。

图3-1 比较器内部图

图3-1 为自行制作的比较器模块的内部展开图，可以看到除了几个转换接口，其主要功能都是由m-F模块实现的。当然只是一个内部比较环节，其程序也是相当简单的。

function y = fcn(u,u1,u2)

%#codegen

if u1>=u2

y=u;

else

y=0;

end

function y = fcn(u,u1,u2)设置输入输出变量。=号左侧为输出变量，会直接反应到模块的输出端口上。右侧为输入变量设置。实际上这是一个典型的子函数的数据传输语句。一般fcn 即当期函数函数名，因为此处是模块代表的子函数，一般不用修改。实际效果，通过语句分析也很明确，输入u1>u2时输出u，否则输出0。

这个模块与fcn模块不同的地方在于输入输出端口不受限，所以可以同时完成1对多，多对1，多对多的输入与输出关系映射，且可以进行逻辑判断。

3.1.2 部分函数介绍

结合一个实例程序进行函数的介绍。

1 function fcn(u,I,max,min,j,j1)

2 coder.extrinsic('set_param')

3 coder.extrinsic('get_param')

4 coder.extrinsic('str2num')

5 coder.extrinsic('num2str')

6 pu=50;

7 %#codegen

8 if u<(I-2)

9 pu=50;

10 else

11 if u>(I)

12 j1=1;

13 jm1=num2str(j1);

14 set_param('nibian/jm1','Value',jm1);

15 if u>(I+1)&&j==1

16 if max-min>7

17 max=max-2;

18 end

19 max1=num2str(max);

20 set_param('nibian/max','Value',max1);

21 j=0;

22 jm=num2str(j);

23 set_param('nibian/jm','Value',jm);

24 end

25 P=get_param('nibian/Pulse','PulseWidth');

26 pu=str2num(P);

27 pu=pu-1;

28 if pu

29 pu=min;

30 end

31 else

32 if u<(I-1)&&j1==1

33 if max-min>7

34 min=min+2;

35 end

36 min1=num2str(min);

37 set_param('nibian/min','Value',min1);

38 j1=0;

39 jm1=num2str(j1);

40 set_param('nibian/jm1','Value',jm1);

41 end

42 j=1;

43 jm=num2str(j);

44 set_param('nibian/jm','Value',jm);

45 P=get_param('nibian/Pulse','PulseWidth');

46 pu=str2num(P);

47 pu=pu+1;

48 if pu>max

49 pu=max;

50 end

51 end

52 end

53 P=num2str(pu);

54 set_param('nibian/Pulse','PulseWidth',P);

55 set_param('nibian/Pulse1','PulseWidth',P);

与之前的简单函数相比，多运用了一些特殊的语句，且因为在这个模块中并不是直接采用输出的方式进行参数值的传递的，所以第一行没有输出函数的定义，只有几个输入函数的定义。2~5行则是声明特殊函数，在模块m函数的编写中只支持简单的基础语句，如if，for，switch等和数学运算。一些特殊函数的需要使用时，需要提前声明。set_param，get_param, str2num,num2str这个函数中声明了这四个变量，分别是参数设置，参数读取，字符串（char）转数字(double)，数字(double)转字符串(char)。对于每个函数的用法可以通过matlab自带的说明进行研究，在命令行输入help 函数名就可以找到指定函数的具体用法。

下面的主要部分编程跟c语言大同小异，基本上可以完全采用c语言的格式，也不会出现报错，当然也不完全想多，对于不符符号语句还是有所不同的。一些数学运算上，可以直接使用对应的符号进行标示，如指数为.^,非为~而不是！等细节的差别，一些if，while

通信仿真课程设计-matlab-simulink

成都理工大学工程技术学院 《通信仿真课程设计》报告 班级：信息工程1班 姓名：寇路军 学号： 201620101133 指导教师：周玲 成绩： 2019 年 3月 23 日

目录 通信仿真课程设计报告 (2) 一.绪论 (2) 二．课程设计的目的 (2) 三．模拟调制系统的设计 (3) 3.1 二进制相移键控调制基本原理 (3) 3.2 2PSK信号的调制 (3) 3.2.1模拟调制的方法 (3) 3.3 2PSK信号的解调 (4) 3.4 2PSK的“倒∏现象”或“反向工作” (5) 3.5功率谱密度 (5) 四．数字调制技术设计 (7) 4.1 2PSK的仿真 (7) 4.1.1仿真原理图 (7) 4.1.2 仿真数据 (7) 4.1.3 输出结果 (9) 总结 (10) 参考文献 (11)

通信仿真课程设计报告 一.绪论 随着社会的快速发展，通信系统在社会上表现出越来越重要的作用。目前，我们生活中使用的手机，电话，Internet，ATM机等通信设备都离不开通信系统。随着通信系统与我们生活越来越密切，使用越来越广泛，对社会对通信系统的性能也越高。另外，随着人们对通信设备更新换代速度越来越快。不得不缩短通信系统的开发周期以及提高系统性能。针对这两方面的要求，必需要通过强大的计算机辅助分析设计技术和工具才能实现。自从现代以来，计算机科技走上了快速发展道路，实现了可视化的仿真软件。 通信系统仿真，在目前的通信系统工程设计当中。已成为了不可替代的一部分。它表现出很强的灵活性和适应性。为我们更好地研究通信系统性能带来了很大的帮助。本论文主要针对模拟调制系统中的二进制相移键控调制技术进行设计和基于Simulink进行仿真。通过系统仿真验证理论中的结论。本论文设计的目的之一是进一步加强理论知识，熟悉Matlab软件。 Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink 已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。 二．课程设计的目的 1.掌握模拟系统2PSK调制和解调原理及设计方法。 2.熟悉基于Simulink的通信系统仿真。

simulink 仿真教程(从入门到入土)+报告(真)

Simulink仿真 摘要：simulink作为matlab的衍生模组，具有强大的仿真能力。原则上你可以将任意具有明确映射关系的物理量进行仿真模拟。对于相互间关系不明确的物理量，则可以通过输入输出数据的采集，然后通过模糊控制的方案替代明确的映射关系。本文主要针对的是以电焊机电路为主，其他仿真为辅的教程性质的文章。关键词：matlab Simulink 仿真电焊机教程 第一章初识软件 (2) 1.1 simulink 简介 (2) 1.2 simulink基础页面 (2) 1.3 常用库的介绍 (3) 1.3.1 simulink库 (4) 1.3.1.1 常用模块库 (4) 1.3.1.2 其他常用子库模块 (6) 1.3.2 电气库Simscape (7) 1.3.2.1 Electrical库 (7) 1.3.2.2 Specialized Technology库 (8) 1.4模块连接 (9) 第二章简单仿真系统的建立 (11) 2.1传递函数S信号仿真 (11) 2.1.1 运放环节的等效替代 (11) 2.1.2 等效变换 (12) 2.1.3 逻辑仿真 (13) 2.2电气库仿真 (13) 2.3子系统和模块的建立 (15) 2.3.1 子系统的建立 (15) 2.3.2 模块的建立 (16) 第三章复合仿真 (18) 3.1 m函数模块 (18) 3.1.1 简单编程 (18) 3.1.2 部分函数介绍 (19) 3.2 整体模型 (21) 3.3 仿真注意事项 (22) 3.3.1 注意事项1 (22) 3.3.2 注意事项2 (23) 3.3.3 注意事项3 (24) 3.3.4 注意事项4 (24) 结语 (25)

Simulink 入门教程

Simulink 快速入门 启动 Simulink 软件 要构建模型，可以使用Simulink? Editor 和Library Browser。 启动 MATLAB 软件 启动 Simulink 之前，请先启动 MATLAB?。请参阅启动和关闭(MATLAB)。 配置 MATLAB 以启动 Simulink 您在 MATLAB 会话中打开第一个模型时需要的时间比打开后续模型长，因为默认情况下，MATLAB 会在打开第一个模型时启动 Simulink。这种即时启动 Simulink 的方法可以缩短 MATLAB 启动时间，避免不必要的系统内存占用。 要快速打开第一个模型，您可以配置 MATLAB，在它启动时同时启动 Simulink。 要启动 Simulink 而不打开模型或 Library Browser，请使 用start_simulink。 根据 MATLAB 的启动方式，恰当使用此命令： ?在 MATLAB startup.m文件中 ?在操作系统命令行中，使用matlab命令和-r开关例如，要在运行 Microsoft?Windows?操作系统的计算机上启动 MATLAB 时启动 Simulink，请创建具有以下目标的桌面快捷方式： matlabroot\bin\win64\matlab.exe -r start_simulink 在 Macintosh 和Linux?计算机上，可在启动 MATLAB 时使用以下命令启动Simulink 软件： matlab -r start_simulink 打开 Simulink Editor 要打开 Simulink Editor，您可以： ?创建一个模型。在 MATLAB 的Home选项卡上，点击Simulink并选择一个模型模板。 或者，如果您已经打开了 Library Browser，请点击New Model按钮。 有关创建模型的其他方法，请参阅创建模型。 ?打开一个现有模型。要打开最近使用的模型，请在 MATLAB Home选项卡上点击Simulink。 或者，如果您知道要打开的模型的名称，可在 MATLAB 命令提示符下输入名称，例如vdp。有关打开模型的其他方法，请参阅打开模型。

Simulink系统仿真课程设计

《信息系统仿真课程设计》 课程设计报告 题目：信息系统课程设计仿真 院（系）：信息科学与技术工程学院 专业班级：通信工程1003 学生姓名： 学号： 指导教师：吴莉朱忠敏 2012 年 1 月 14 日至2012 年 1 月 25 日 华中科技大学武昌分校制

信息系统仿真课程设计任务书

目录 摘要 (5) 一、Simulink仿真设计 (6) 1.1 低通抽样定理 (6) 1.2 抽样量化编码 (9) 二、MATLAB仿真设计 (12) 2.1、自编程序实现动态卷积 (12) 2.1.1 编程分析 (12) 2.1.2自编matlab程序： (13) 2.1.3 仿真图形 (13) 2.1.4仿真结果分析 (15) 2.2用双线性变换法设计IIR数字滤波器 (15) 2.2.1双线性变换法的基本知识 (15) 2.2.2采用双线性变换法设计一个巴特沃斯数字低通滤波器 (16) 2.2.3自编matlab程序 (16) 2.2.4 仿真波形 (17) 2.2.5仿真结果分析 (17) 三、总结 (19) 四、参考文献 (19) 五、课程设计成绩 (20)

摘要 Matlab 是一种广泛应用于工程设计及数值分析领域的高级仿真平台。它功能强大、简单易学、编程效率高，目前已发展成为由MATLAB语言、MATLAB工作环境、MATLAB图形处理系统、MATLAB数学函数库和MATLAB应用程序接口五大部分组成的集数值计算、图形处理、程序开发为一体的功能强大的系统。本次课程设计主要包括MATLAB和SIMULINKL 两个部分。首先利用SIMULINKL 实现了连续信号的采样及重构，通过改变抽样频率来实现过采样、等采样、欠采样三种情况来验证低通抽样定理，绘出原始信号、采样信号、重构信号的时域波形图。然后利用SIMULINKL 实现抽样量化编码，首先用一连续信号通过一个抽样量化编码器按照A律13折线进量化行，观察其产生的量化误差，其次利用折线近似的PCM编码器对一连续信号进行编码。最后利用MATLAB进行仿真设计，通过编程，在编程环境中对程序进行调试，实现动态卷积以及双线性变换法设计IIR数字滤波器。 本次课程设计加深理解和巩固通信原理、数字信号处理课上所学的有关基本概念、基本理论和基本方法，并锻炼分析问题和解决问题的能力。

通信仿真课程设计-matlab-simulink

理工大学工程技术学院 《通信仿真课程设计》报告 班级：信息工程1班 姓名：寇路军 学号： 3 指导教师：周玲 成绩： 2019 年 3月 23 日

目录 通信仿真课程设计报告 (2) 一.绪论 (2) 二．课程设计的目的 (2) 三．模拟调制系统的设计 (3) 3.1 二进制相移键控调制基本原理 (3) 3.2 2PSK信号的调制 (3) 3.2.1模拟调制的方法 (3) 3.3 2PSK信号的解调 (4) 3.4 2PSK的“倒∏现象”或“反向工作” (5) 3.5功率谱密度 (5) 四．数字调制技术设计 (7) 4.1 2PSK的仿真 (7) 4.1.1仿真原理图 (7) 4.1.2 仿真数据 (7) 4.1.3 输出结果 (9) 总结 (10) 参考文献 (11)

通信仿真课程设计报告 一.绪论 随着社会的快速发展，通信系统在社会上表现出越来越重要的作用。目前，我们生活中使用的手机，，Internet，ATM机等通信设备都离不开通信系统。随着通信系统与我们生活越来越密切，使用越来越广泛，对社会对通信系统的性能也越高。另外，随着人们对通信设备更新换代速度越来越快。不得不缩短通信系统的开发周期以及提高系统性能。针对这两方面的要求，必需要通过强大的计算机辅助分析设计技术和工具才能实现。自从现代以来，计算机科技走上了快速发展道路，实现了可视化的仿真软件。 通信系统仿真，在目前的通信系统工程设计当中。已成为了不可替代的一部分。它表现出很强的灵活性和适应性。为我们更好地研究通信系统性能带来了很大的帮助。本论文主要针对模拟调制系统中的二进制相移键控调制技术进行设计和基于Simulink进行仿真。通过系统仿真验证理论中的结论。本论文设计的目的之一是进一步加强理论知识，熟悉Matlab软件。 Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink 已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。 二．课程设计的目的 1.掌握模拟系统2PSK调制和解调原理及设计方法。 2.熟悉基于Simulink的通信系统仿真。

matlabsimulink初级教程

S i m u l i n k仿真环境基础学习Simulink是面向框图的仿真软件。 7.1演示一个Simulink的简单程序 【例7.1】创建一个正弦信号的仿真模型。 步骤如下： (1)在MATLAB的命令窗口运行simulink命令，或单击工具栏中的图标，就可以打开Simulink模块库浏览器(SimulinkLibraryBrowser)窗口，如图7.1所示。

图7.1Simulink界面 (2)单击工具栏上的图标或选择菜单“File”——“New”——“Model”，新建一个名为“untitled”的空白模型窗口。 (3)在上图的右侧子模块窗口中，单击“Source”子模块库前的“+”(或双击Source)，或者直接在左侧模块和工具箱栏单击Simulink下的Source子模块库，便可看到各种输入源模块。 (4)用鼠标单击所需要的输入信号源模块“SineWave”(正弦信号)，将其拖放到的空白模型窗口“untitled”，则“SineWave”模块就被添加到untitled窗口；也可以用鼠标选中“SineWave”模块，单击鼠标右键，在快捷菜单中选择“addto'untitled'”命令，就可以将“SineWave”模块添加到untitled窗口，如图7.2所示。

(5) Scope ”模块(示波器)拖放到“untitled ”窗口中。 (6)在“untitled ”窗口中，用鼠标指向“SineWave ”右侧的输出端，当光标变为十字符时，按住鼠标拖向“Scope ”模块的输入端，松开鼠标按键，就完成了两个模块间的信号线连接，一个简单模型已经建成。如图7.3所示。 (7)开始仿真，单击“untitled ”模型窗口中“开始仿真”图标 ，或者选择菜单“Simulink ”——“Start ”，则仿真开始。双击“Scope ” 模块出现示波器显示屏，可以看到黄色的正弦波形。如图7.4所示。 图7.2Simulink 界面

matlab通信仿真课程设计样本

《matlab通信仿真设计》课程设计指导书 11月

课程设计题目1: 调幅广播系统的仿真设计 模拟幅度调制是无线电最早期的远距离传输技术。在幅度调制中, 以声音信号控制高频率正弦信号的幅度, 并将幅度变化的高频率正弦信号放大后经过天线发射出去, 成为电磁波辐射。 波动的电信号要能够有效地从天线发送出去, 或者有效地从天线将信号接收回来, 需要天线的等效长度至少达到波长的1/4。声音转换为电信号后其波长约在15~1500km之间, 实际中不可能制造出这样长度和范围的天线进行有效信号收发。因此需要将声音这样的低频信号从低频率段搬移到较高频率段上去, 以便经过较短的天线发射出去。 人耳可闻的声音信号经过话筒转化为波动的电信号, 其频率范围为20~20KHz。大量实验发现, 人耳对语音的频率敏感区域约为300~3400Hz, 为了节约频率带宽资源, 国际标准中将电话通信的传输频带规定为300~3400Hz。调幅广播除了传输声音以外, 还要播送音乐节目, 这就需要更宽的频带。一般而言, 调幅广播的传输频率范围约为100~6000Hz。 任务一: 调幅广播系统的仿真。 采用接收滤波器Analog Filter Design模块, 在同一示波器上观察调幅信号在未加入噪声和加入噪声后经过滤波器后的波形。采用另外两个相同的接收滤波器模块, 分别对纯信号和纯噪声滤波, 利用统计模块计算输出信号功率和噪声功率, 继而计算输出信噪比, 用Disply显示结果。 实例1: 对中波调幅广播传输系统进行仿真, 模型参数指标如下。

1.基带信号: 音频, 最大幅度为1。基带测试信号频率在100~6000Hz 内可调。 2.载波: 给定幅度的正弦波, 为简单起见, 初相位设为0, 频率为550~1605Hz 内可调。 3.接收机选频放大滤波器带宽为12KHz, 中心频率为1000kHz 。 4.在信道中加入噪声。当调制度为0.3时, 设计接收机选频滤波器输出信噪比为20dB, 要求计算信道中应该加入噪声的方差, 并能够测量接收机选频滤波器实际输出信噪比。 仿真参数设计: 系统工作最高频率为调幅载波频率1605KHz, 设计仿真采样率为最高工作频率的10倍, 因此取仿真步长为 8max 1 6.2310(1-1)10step t s f -==? 相应的仿真带宽为仿真采样率的一半, 即 18025.7(1-2)2step W KHz t == 设基带测试正弦信号为m(t)=Acos2πFt, 载波为c(t)=cos2πf c t, 则调制度为m a 的调制输出信号s(t)为 ()(1cos 2)cos 2(1-3)a c s t m Ft f t ππ=+ 容易求出, s(t)的平均功率为 21(1-4)24a m P =+ 设信道无衰减, 其中加入的白噪声功率谱密度为N 0/2, 那么仿真带宽(-W, W)内噪声样值的方差为 2002(1-5)2N W N W σ=?=

matlab-simulink 初级教程

Simulink仿真环境基础学习 Simulink是面向框图的仿真软件。 7.1演示一个Simulink的简单程序 【例7.1】创建一个正弦信号的仿真模型。 步骤如下： (1) 在MATLAB的命令窗口运行simulink命令，或单击工具栏中的图标，就可以打开Simulink模块库浏览器(Simulink Library Browser) 窗口，如图7.1所示。

(2) 单击工具栏上的图标或选择菜单“File ”——“New ”——“Model ”，新建一个名为“untitled ”的空白模型窗口。 (3) 在上图的右侧子模块窗口中，单击“Source ”子模块库前的“+”(或双击Source)，或者直接在左侧模块和工具箱栏单击Simulink 下的Source 子模块库，便可看到各种输入源模块。 (4) 用鼠标单击所需要的输入信号源模块“Sine Wave ”(正弦信号)，将其拖放到的空白模型窗口“untitled ”，则“Sine Wave ”模块就被添加到untitled 窗口；也可以用鼠标选中“Sine Wave ”模块，单击鼠标右键，在快捷菜单中选择“add to 'untitled'”命令，就可以将“Sine Wave ”模块添加到untitled 窗口，如图7.2所示。 图7.1 Simulink 界面

(5) 用同样的方法打开接收模块库“Sinks”，选择其中的“Scope”模块(示波器)拖放到“untitled”窗口中。 (6) 在“untitled”窗口中，用鼠标指向“Sine Wave”右侧的输出端，当光标变为十字符时，按住鼠标拖向“Scope”模块的输入端，松开鼠标按键，就完成了两个模块间的信号线连接，一个简单模型已经建成。如图7.3所示。 (7) 开始仿真，单击“untitled ”模型窗口中“开始仿真”图标，或者选择菜单“Simulink”——“Start”，则仿真开始。双击“Scope”模块出现示波器显示屏， 可以看到黄色的正弦波形。如图7.4所示。 图7.2 Simulink界面

Simulink入门指南

3 Creating a Simulink Model ?“Overview of a Simple Model”on page3-2 ?“Creating the Simple Model”on page3-3 ?“Connecting Blocks in the Simple Model”on page3-9 ?“Simulating the Simple Model”on page3-14

3Creating a Simulink?Model Overview of a Simple Model You can use Simulink software to model dynamic systems and simulate the behavior of the models.The basic techniques you use to create a simple model are the same techniques you will use for more complex models. To create this simple model,you need four blocks: ?Sine Wave—Generates an input signal for the model. ?Integrator—Processes the input signal. ?Mux—Multiplexes the input signal and processed signal into a single signal. ?Scope—Visualizes the signals in the model. After connecting the blocks,they model a system that integrates a sine wave signal and displays the result along with the original signal. You can build this simple model yourself,starting with“Creating a New Model”on page3-3. 3-2

复杂过程控制系统设计与Simulink仿真

银河航空航天大学 课程设计 （论文） 题目复杂过程控制系统设计与Simulink仿 真 班级 学号 学生姓名 指导教师

目录 0. 前言 (1) 1. 总体方案设计 (2) 2. 三种系统结构和原理 (3) 2.1 串级控制系统 (3) 2.2 前馈控制系统 (3) 2.3 解耦控制系统 (4) 3. 建立Simulink模型 (5) 3.1 串级 (5) 3.2 前馈 (5) 3.3 解耦 (7) 4. 课设小结及进一步思想 (15) 参考文献 (15) 附录设备清单 (16)

复杂过程控制系统设计与Simulink仿真 姬晓龙银河航空航天大学自动化分校 摘要：本文主要针对串级、前馈、解耦三种复杂过程控制系统进行设计，以此来深化对复杂过程控制系统的理解，体会复杂过程控制系统在工业生产中对提高产品产量、质量和生产效率的重要作用。建立Simulink模型，学习在工业过程中进行系统分析和参数整定的方法，为毕业设计对模型进行仿真分析及过程参数整定做准备。 关键字：串级；前馈；解耦；建模；Simulink。 0.前言 单回路控制系统解决了工业过程自动化中的大量的参数定制控制问题，在大多数情况下这种简单系统能满足生产工艺的要求。但随着现代工业生产过程的发展，对产品的产量、质量，对提高生产效率、降耗节能以及环境保护提出了更高的要求，这便使工业生产过程对操作条件要求更加严格、对工艺参数要求更加苛刻，从而对控制系统的精度和功能要求更高。为此，需要在单回路的基础上，采取其它措施，组成比单回路系统“复杂”一些的控制系统，如串级控制（双闭环控制）、前馈控制大滞后系统控制（补偿控制）、比值控制（特殊的多变量控制）、分程与选择控制（非线性切换控制）、多变量解耦控制（多输入多输出解耦控制）等等。从结构上看，这些控制系统由两个以上的回路构成，相比单回路系统要多一个以上的测量变送器或调节器，以便完成复杂的或特殊的控制任务。这类控制系统就称为“复杂过程控制系统”，以区别于单回路系统这样简单的过程控制系统。 计算机仿真是在计算机上建立仿真模型，模拟实际系统随时间变化的过程。通过对过程仿真的分析，得到被仿真系统的动态特性。过程控制系统计算机仿真，为流程工业控制系统的分析、设计、控制、优化和决策提供了依据。同时作为对先进控制策略的一种检验，仿真研究也是必不可少的步骤。控制系统的计算机仿真是一门涉及到控制理论、计算机数学与计算机技术的综合性学科。控制系统仿真是以控制系统的模型为基础，主要用数学模型代替实际控制系统，以计算机为工具，对控制系统进行实验和研究的一种方法。在进行计算机仿真时，十分耗费时间与精力的是编制与修改仿真程序。随着系统规模的越来越大，先进过程控制的出现，就需要行的功能强大的仿真平台Math Works公司为MATLAB提供了控制系统模型图形输入与仿真工具Simulink，这为过程控制系统设计与参数整定的计算与仿真提供了一个强有力的工具，使过程控制系统的设计与整定发生了革命性的变化。

单闭环直流调速系统simulink仿真课程设计

目录 一、摘要.......................................................... - 3 - 二、课程设计任务 .................................................................................................... - 3 - 三、课程设计内容 .................................................................................................... - 3 - 1、PID控制原理及PID参数整定概述.................................................................... - 3 - 2、基于稳定边界法（临界比例法）的PID控制器参数整定算法 ............................ - 5 - 3、利用Simulink建立仿真模型............................................................................ - 8 - 4、参数整定过程 .................................................................................................- 12 - 5、调试分析过程及仿真结果描述.........................................................................- 16 - 四、总结 ...................................................................................................................- 17 - 五、参考文献 ...........................................................................................................- 17 -

基于MATLAB的数字基带传输系统的仿真-课程设计报告书

通信工程专业《通信仿真综合实践》研究报告 基于MATLAB的数字基带传输系统的仿真设计 学生：*** 学生学号：20***** 指导教师：** 所在学院：信息技术学院 专业班级：通信工程 中国 2016 年 5月

信息技术学院 课程设计任务书 信息技术院通信工程专业 20** 级，学号 201***** **** 一、课程设计课题： 基于MATLAB的数字基带传输系统的仿真设计 二、课程设计工作日自 2016 年 5 月 12 日至 2016 年 5 月 24 日 三、课程设计进行地点：图书馆 四、程设计任务要求： 1.课题来源: 指导教师指定题目 2.目的意义:. 1）综合应用《掌握和精通MATLAB》、《通信原理》等多门课程知识，使学生建立通信系统的整体概念 2）培养学生系统设计与系统开发的思想 3）培养学生独立动手完成课程设计项目的能力 3.基本要求: 1) 数字基带信号直接送往信道： 2）传输信道中的噪声可以看作加性高斯白噪声 3）可用滤波法提取定是信号 4）对传输系统要有清楚的理论分析 5）把整个系统中的各个子系统自行构造，并对其性能进行测试 6）最终给出信号的仿真结果（信号输出图形） 课程设计评审表

基于MATLAB 的数字基带传输系统的仿真 概述 ：本课程设计主要研究了数字信号的基带传输的基本概念及数字信号基带传输的传输过程和如何用MATLAB 软件仿真设计数字基带传输系统。首先介绍了本课题的理论依据及相关的基础知识，包括数字基带信号的概念，数字基带传输系统的组成及各子系统的作用，及数字基带信号的传输过程。最后按照仿真过程基本步骤用MATLAB 的仿真工具实现了数字基带传输系统的仿真过程，对系统进行了分析。 第一部分 原理介绍 一、数字基带传输系统 1）数字基带传输系统的介绍 未经调制的数字信号所占的频谱是从零频或很低频率开始,称为数字基带信号。在某些具有低通特性的有线信道中，特别是在传输距离不太远的情况下,基带信号可以不经载波调制而直接传输。这种不经载波调制直接传输数字基带信号的系统，称为数字基带传输系统。 数字基带系统的基本结构可以由图1 的模型表示.其中包括发送滤波器、传输信道、接收滤波器、抽样判决等效为传输函数为H (w) 基带形成网络,对于无码间干扰的基带传输系统来说, H (w) 应满足奈奎斯特第一准则, 在实验中一般取H (w) 为升余弦滚降特性.在最佳系统下, 取C(w) = 1,GT (w) 和GR(w) 均为升余弦平方根特性.传输信道中的噪声可看作加性高斯白噪声, 用产生高斯随机信号的噪声源表示. 位定时提取电路,在定时精度要求不高的场合, 可以用滤波法提取定时信号,滤波法提取位定时的原理可用图2表示。 图1 基带传输系统模型 设发送滤波器的传输特性 , 则 ω ωπ d e H t g jwt R ? ∞ ∞ -= )(21 )()(ωT G

simulink-matlab仿真教程

simulink matlab 仿真环境教程 Simulink 是面向框图的仿真软件。 演示一个Simulink 的简单程序 【例1.1】创建一个正弦信号的仿真模型。 步骤如下： (1) 在MATLAB 的命令窗口运行simulink 命令，或单击工具栏中的图标，就可以打开Simulink 模块库浏览器 (Simulink Library Browser) 窗口，如图1.1所示。 (2) 单击工具栏上的图标或选择菜单“File ”——“New ”——“Model ”，新建一个名为“untitled ”的空白 模型窗口。 (3) 在上图的右侧子模块窗口中，单击“Source ”子模块库前的“+”(或双击Source)，或者直接在左侧模块和工具箱栏单击Simulink 下的Source 子模块库，便可看到各种输入源模块。 (4) 用鼠标单击所需要的输入信号源模块“Sine Wave ”(正弦信号)，将其拖放到的空白模型窗口“untitled ”，则“Sine Wave ”模块就被添加到untitled 窗口；也可以用鼠标选中“Sine Wave ”模块，单击鼠标右键，在快捷菜单中选择“add to 'untitled'”命令，就可以将“Sine Wave ”模块添加到untitled 窗口，如图1.2 所示。 图7.1 Simulink 界面

(5) 用同样的方法打开接收模块库“Sinks”，选择其中的“Scope ”模块(示波器)拖放到“untitled”窗口中。 (6) 在“untitled”窗口中，用鼠标指向“Sine Wave”右侧的输出端，当光标变为十字符时，按住鼠标拖向“Scope”模块的输入端，松开鼠标按键，就完成了两个模块间的信号线连接，一个简单模型已经建成。如图1.3所示。 (7) 开始仿真，单击“untitled”模型窗口中“开始仿真”图标，或者选择菜单“Simulink”——“Start”，则仿真开始。双击“Scope”模块出现示波器显示屏，可以看到黄色的正弦波形。如图1.4所示。 (8) 保存模型，单击工具栏的图标，将该模型保存为“Ex0701.mdl”文件。 1.2 Simulink的文件操作和模型窗口 1.2.1 Simulink的文件操作 1. 新建文件 新建仿真模型文件有几种操作： ?在MATLAB的命令窗口选择菜单“File”“New”“Model”。 图7.2 Simulink界面 图7.3 Simulink模型窗口 图7.4 示波器窗口

Matlab与通信仿真课程设计报告

《MATLAB与通信仿真》课程设计指导老师: 张水英、汪泓 班级:07通信(1)班 学号:E07680104 姓名:林哲妮

目录 目的和要求 (1) 实验环境 (1) 具体内容及要求 (1) 实验内容 题目一 (4) 题目内容 流程图 程序代码 仿真框图 各个参数设置 结果运行 结果分析 题目二 (8) 题目内容 流程图 程序代码 仿真框图 各个参数设置 结果运行 结果分析 题目三 (17) 题目内容 流程图 程序代码 仿真框图 各个参数设置 结果运行 结果分析 题目四 (33) 题目内容 流程图 程序代码 仿真框图 各个参数设置 结果运行 结果分析 心得与体会 (52)

目的和要求 通过课程设计，巩固本学期相关课程MATLAB与通信仿真所学知识的理解，增强动手能力和通信系统仿真的技能。在强调基本原理的同时，更突出设计过程的锻炼。强化学生的实践创新能力和独立进行科研工作的能力。 要求学生在熟练掌握MATLAB和simulink仿真使用的基础上，学会通信仿真系统的基本设计与调试。并结合通信原理的知识，对通信仿真系统进行性能分析。 实验环境 PC机、Matlab/Simulink 具体内容及要求 基于MATLAB编程语言和SIMULINK通信模块库，研究如下问题： (1)研究BFSK在加性高斯白噪声信道下（无突发干扰）的误码率性能与信噪比之间的关系； (2)研究BFSK在加性高斯白噪声信道下（有突发干扰）的误码率性能与信噪比之间的关系； 分析突发干扰的持续时间对误码率性能的影响。 (3)研究BFSK+信道编码（取BCH码和汉明码）在加性高斯白噪声信道下（无突发干扰） 的误码率性能与信噪比之间的关系；分析不同码率对误码率性能的影响。比较不同信道编码方式的编码增益性能。 (4)研究BFSK+信道编码（取BCH码和汉明码）在加性高斯白噪声信道下（有突发干扰） 的误码率性能与信噪比之间的关系；分析突发干扰的持续时间对误码率性能的影响。分析不同码率对误码率性能的影响。比较不同信道编码方式的编码增益性能。

matlab控制系统仿真课程设计心得【模版】

课程设计报告 题目PID控制器应用 课程名称控制系统仿真院部名称机电工程学院专业 班级 学生姓名 学号 课程设计地点 课程设计学时 指导教师 金陵科技学院教务处制成绩

一、课程设计应达到的目的 应用所学的自动控制基本知识与工程设计方法，结合生产实际，确定系统的性能指标与实现方案，进行控制系统的初步设计。 应用计算机仿真技术，通过在MATLAB软件上建立控制系统的数学模型，对控制系统进行性能仿真研究，掌握系统参数对系统性能的影响。 二、课程设计题目及要求 1．单回路控制系统的设计及仿真。 2．串级控制系统的设计及仿真。 3．反馈前馈控制系统的设计及仿真。 4．采用Smith 补偿器克服纯滞后的控制系统的设计及仿真。 三、课程设计的内容与步骤 (1)．单回路控制系统的设计及仿真。 （a）已知被控对象传函W(s) = 1 / (s2 +20s + 1)。 （b）画出单回路控制系统的方框图。 （c）用MatLab的Simulink画出该系统。 （d）选PID调节器的参数使系统的控制性能较好，并画出相应的单位阶约响应

曲线。注明所用PID调节器公式。PID调节器公式Wc（s）=50(5s+1)/(3s+1) 给定值为单位阶跃响应幅值为3。 有积分作用单回路控制系统 无积分作用单回路控制系统

大比例作用单回路控制系统 （e）修改调节器的参数，观察系统的稳定性或单位阶约响应曲线，理解控制器参数对系统的稳定性及控制性能的影响？ 答：由上图分别可以看出无积分作用和大比例积分作用下的系数响应曲线，这两个PID调节的响应曲线均不如前面的理想。增大比例系数将加快系统的响应，但是过大的比例系数会使系统有比较大的超调，并产生振荡，使稳定性变坏；增大积分时间有利于减小超调，减小振荡，使系统的稳定性增加，但是系统静差消除时间变长，加入微分环节，有利于加快系统的响应速度，使系统超调量减小，稳定性增加。 (2)．串级控制系统的设计及仿真。 （a）已知主被控对象传函W 01(s) = 1 / (100s + 1)，副被控对象传函W 02 (s) = 1 / (10s + 1)，副环干扰通道传函W d (s) = 1/(s2 +20s + 1)。 （b）画出串级控制系统方框图及相同控制对象下的单回路控制系统的方框图。（c）用MatLab的Simulink画出上述两系统。

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Simulink?快速入门 启动?Simulink?软件 要构建模型，可以使用 Simulink??Editor 和 Library Browser。 启动?MATLAB?软件 启动 Simulink 之前，请先启动 MATLAB?。请参阅启动和关闭?(MATLAB)。 配置?MATLAB?以启动?Simulink 您在 MATLAB 会话中打开第一个模型时需要的时间比打开后续模型长，因为默认情况下，MATLAB 会在打开第一个模型时启动 Simulink。这种即时启动Simulink 的方法可以缩短 MATLAB 启动时间，避免不必要的系统内存占用。 要快速打开第一个模型，您可以配置 MATLAB，在它启动时同时启动 Simulink。要启动 Simulink 而不打开模型或 Library Browser，请使用?start_simulink。 根据 MATLAB 的启动方式，恰当使用此命令： 在 MATLAB?startup.m?文件中 在操作系统命令行中，使用?matlab?命令和?-r?开关 例如，要在运行 Microsoft??Windows??操作系统的计算机上启动 MATLAB 时启动Simulink，请创建具有以下目标的桌面快捷方式： matlabroot\bin\win64\matlab.exe -r start_simulink 在 Macintosh 和?Linux??计算机上，可在启动 MATLAB 时使用以下命令启动Simulink 软件： matlab -r start_simulink 打开?Simulink?Editor 要打开 Simulink Editor，您可以： 创建一个模型。在 MATLAB 的?Home?选项卡上，点击?Simulink?并选择一个模型模板。 或者，如果您已经打开了 Library Browser，请点击?New Model?按钮?。有关创建模型的其他方法，请参阅创建模型。 打开一个现有模型。要打开最近使用的模型，请在 MATLAB?Home?选项卡上点击?Simulink。 或者，如果您知道要打开的模型的名称，可在 MATLAB 命令提示符下输入名称，例如?vdp。有关打开模型的其他方法，请参阅打开模型。

电气传动课程设计-simulink-仿真

电气传动课程设计-simulink-仿真

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电气传动课程设计 题目：转速反馈控制调速系统的仿真 姓名韩雪晴 学院信息与电气工程学院 专业电气工程及其自动化 年级2009级 学号2001 指导教师赵枚

一、概述 调节原理 带转速负反馈的闭环直流调节系统，中有一台与电动机通州安装的测速发电机TG，引出与被调量转速成正比的负反馈电压Ub，与给定电压UB相比较后，得到转速偏差电压ΔUb，经放大器A，产生电力电子转换器UPE的控制电压Uc，用以控制电动机转速n 实验原理图如下图 利用MATLAB下的SIMULINK软件进行系统仿真是十分简单和直观的，SIMULINK提供了使用系统模型框图组态的仿真平台，使用SIMULINK进行仿真和分析可以像在纸上绘图一样简单。用户可以用图形化的方法直接建立起仿真系统的模型，并通过SIMULINK环境中的菜单直接启动系统的仿真过程，同时将结果在示波器上显示出

来，SIMULINK也实线与MATLAB，C或者FORTRAN之间的数据传递。所以，掌握强大的SIMULINK工具会大大地增强用户系统的仿真能力。 二、实验目的 1、进一步学习利用MATLAB下的SIMULINK来对控制系统进行仿真。 2、掌握转速、电流反馈控制直流调速系统的原理。 3、学会利用工程的方法设计ACR、ASR调节器的方法 三、实验原理 SIMULINK的简介： Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。 功能： Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simulink可以用连续采样时间、离散采样时

基于matlab的AM调制仿真课程设计报告书

xx学院 课程设计报告 课程名称：通信原理 设计题目：基于matlab的AM调制仿真学生班级：13通信（1） 学生：xxxxxxx 指导教师：王小x 完成日期：2015-12-24 数学与计算机学院

课程设计项目研究报告 目录 第 1 章项目简介 (1) 1.1 项目名称 (1) 1.2 开发人员 (1) 1.3 指导教师 (1) 第 2 章项目研究意义 (1) 2.1 课程设计概述 (1) 2.2 研究意义 (2) 第 3 章采用的技术 (2) 3.1 课程设计的方案设计原理 (2) 第 4 章课程设计项目进度表 (4) 第 5 章课程设计任务分配表 (4) 第 6 章达到的效果 (4) 6.1 程序设计思想 (4) 6.2 程序最终实现结果 (5) 第 7 章源程序 (11) 7.1 当调制信号是单一频率时 (11) 7.2 当调制信号不是单一频率时 (13) 第 9 章设计心得 (15) 第 10 章参考文献 (16)

第 1 章项目简介 1.1 项目名称 基于matlab的AM调制仿真 1.2 开发人员 阮文添、清海 1.3 指导教师 王小文 第 2 章项目研究意义 2.1 课程设计概述 正弦载波幅度随调制信号而变化的调制，简称调幅（AM）。调幅的技术和设备比较简单，频谱较窄，但抗干扰性能差，广泛应用于长中短波广播、小型无线、电报等电子设备中。早期的无线电报机采用火花式放电器产生高频振荡。传号时火花式发报机发射高频振荡波，空号时发报机没有输出。这种电报信号的载波不是纯正弦波，它含有很多谐波分量，会对其他信号产生严重干扰。理想的模拟正弦波调幅是：载波幅度与调制信号瞬时值成线性关系。 MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境.MATLAB是matrix&laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室）。是由美国mathworks 公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境[1]。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。