08-SIMULINK交互式仿真集成环境

实验七SIMULINK 仿真集成环境一、实验目的熟悉SIMULINK 的模型窗口、熟练掌握SIMULINK 模型的创建，熟练掌握常用模块的操作及其连接。

二、实验内容(1) SIMULINK 模型的创建和运行。

(2) 一阶系统仿真。

三、实验步骤1．Simulink 模型的创建和运行(1) 创建模型。

①在MATLAB 的命令窗口中输入simulink 语句，或者单击MATLAB 工具条上的SIMULINK 图标，SIMULINK 模块库浏览器。

②在MATLAB 菜单或库浏览器菜单中选择File|New|Model，或者单击库浏览器的图标，即可新建一个“untitle”的空白模型窗口。

③打开“Sources”模块库，选择“Sine Wave”模块，将其拖到模型窗口，再重复一次；打开“Math Operations”模块库选取“Product”模块；打开“Sinks”模块库选取“Scope”模块。

(2) 设置模块参数。

①修改模块注释。

单击模块的注释处，出现虚线的编辑框，在编辑框中修改注释。

②双击下边“Sine Wave”模块，弹出参数对话框，将“Frequency”设置为100；双击“Scope”模块，弹出示波器窗口，然后单击示波器图标，弹出参数对话框，修改示波器的通道数“Number of axes”为3。

③如图A4 所示，用信号线连接模块。

(3) 启动仿真①单击工具栏上的图标或者选择Simulation|Start 菜单项，启动仿真；然后双击“Scope”模块弹出示波器窗口，可以看到波形图。

②修改仿真步长。

在模型窗口的Simulation 菜单下选择“Configuration Parameters”命令，把“Max step size”设置为0.01；启动仿真，观察波形是不是比原来光滑。

③再次修改“Max step size”为0.001；设置仿真终止时间为10s；启动仿真，单击示波器工具栏中的按钮，可以自动调整显示范围，可以看到波形的起点不是零点，这是因为步长改小后，数据量增大，超出了示波器的缓冲。

SIMULINK交互式仿真集成环境简介SIMULINK是由MathWorks公司开发的一种基于模型的设计工具，被广泛用于工程中的仿真、建模和分析等方面。

本文将介绍SIMULINK交互式仿真集成环境的特点、功能和应用。

特点1. 图形化界面SIMULINK提供了直观的图形化界面，使用户可以轻松地建立模型、连接组件和设定参数。

2. 交互式仿真SIMULINK支持实时交互仿真，用户可以在模型运行的过程中观察结果并动态调整参数，使仿真更加灵活和实时。

3. 多种模块库SIMULINK包含了丰富的模块库，涵盖了各种工程领域的模型组件，用户可以快速搭建复杂模型并进行仿真分析。

4. 支持代码自动生成SIMULINK可以根据建立的模型自动生成对应的代码，方便用户将仿真结果应用到实际工程项目中。

功能1. 系统建模用户可以通过拖拽模块、线连接和参数设置，建立系统的数学模型。

2. 仿真分析SIMULINK提供了丰富的仿真分析工具，用户可以对模型进行动态仿真、频域分析、优化等操作。

3. 控制设计SIMULINK集成了控制系统设计工具，用户可以设计并优化闭环控制系统。

4. 协同工作多人可以同时使用SIMULINK进行协同工作，通过云存储共享和编辑模型。

应用领域1. 汽车行业SIMULINK在汽车行业中被广泛应用，包括引擎控制、车速控制、底盘控制等方面。

2. 电力系统电力系统的稳定性和控制可以通过SIMULINK进行建模和仿真分析。

3. 机器人控制机器人的运动规划、路径规划和控制系统设计都可以通过SIMULINK来实现。

总结SIMULINK作为一款强大的交互式仿真集成环境，为工程师和科研人员提供了一个方便、直观、灵活的建模和仿真平台。

通过本文的介绍，读者可以更加深入了解SIMULINK的特点、功能和应用领域，从而更好地利用这一工具进行工程设计和研究工作。

第八第八章章 SIMULINK SIMULINK 交互式仿真集成环境交互式仿真集成环境8.1 引导SIMULINK 是一个进行动态系统建模、仿真和综合分析的集成软件包。

它可以处理的系统包括：线性、非线性系统；离散、连续及混合系统；单任务、多任务离散事件系统。

在SIMULINK 提供的图形用户界面GUI 上，只要进行鼠标的简单拖拉操作就可构造出复杂的仿真模型。

它外表以方块图形式呈现，且采用分层结构。

从建模角度讲，这既适于自上而下（Top-down ）的设计流程（概念、功能、系统、子系统、直至器件），又适于自下而上（Bottum-up ） 逆程设计。

从分析研究角度讲，这种SIMULINK 模型不仅能让用户知道具体环节的动态细节，而且能让用户清晰地了解各器件、各子系统、各系统间的信息交换，掌握各部分之间的交互影响。

在SIMULINK 环境中，用户将摆脱理论演绎时需做理想化假设的无奈，观察到现实世界中摩擦、风阻、齿隙、饱和、死区等非线性因素和各种随机因素对系统行为的影响。

在SIMULINK 环境中，用户可以在仿真进程中改变感兴趣的参数，实时地观察系统行为的变化。

由于SIMULINK 环境使用户摆脱了深奥数学推演的压力和烦琐编程的困扰，因此用户在此环境中会产生浓厚的探索兴趣，引发活跃的思维，感悟出新的真谛。

在MATLAB6.x 版中，可直接在SIMULINK 环境中运作的工具包很多，已覆盖通信、控制、信号处理、DSP 、电力系统等诸多领域，所涉内容专业性极强。

本书无意论述涉及工具包的专业内容，而只是集中阐述：SIMULINK 的基本使用技法和相关的数值考虑。

节8.1虽是专为SIMULINK 初学者写的，但即便是熟悉SIMULINK 以前版本的读者也值得快速浏览这部分内容，因为新版的界面、菜单、工具条、模块库都有较大的变化。

第8.2节比较详细地阐述建模的基本操作：通用模块的具体化设置、信号线勾画、标识、模型窗参数设置。

第八章 SIMULINK交互式仿真集成环境8.1引导SIMULINK是一个进行动态系统建模、仿真和综合分析的集成软件包。

它可以处理的系统包括：线性、非线性系统；离散、连续及混合系统；单任务、多任务离散事件系统。

在SIMULINK 提供的图形用户界面GUI上，只要进行鼠标的简单拖拉操作就可构造出复杂的仿真模型。

它外表以方块图形式呈现，且采用分层结构。

从建模角度讲，这既适于自上而下（Top-down）的设计流程（概念、功能、系统、子系统、直至器件），又适于自下而上（Bottum-up）逆程设计。

从分析研究角度讲，这种SIMULINK模型不仅能让用户知道具体环节的动态细节，而且能让用户清晰地了解各器件、各子系统、各系统间的信息交换，掌握各部分之间的交互影响。

在SIMULINK环境中，用户将摆脱理论演绎时需做理想化假设的无奈，观察到现实世界中摩擦、风阻、齿隙、饱和、死区等非线性因素和各种随机因素对系统行为的影响。

在SIMULINK环境中，用户可以在仿真进程中改变感兴趣的参数，实时地观察系统行为的变化。

由于SIMULINK环境使用户摆脱了深奥数学推演的压力和烦琐编程的困扰，因此用户在此环境中会产生浓厚的探索兴趣，引发活跃的思维，感悟出新的真谛。

在MATLAB6.x版中，可直接在SIMULINK环境中运作的工具包很多，已覆盖通信、控制、信号处理、DSP、电力系统等诸多领域，所涉内容专业性极强。

本书无意论述涉及工具包的专业内容，而只是集中阐述：SIMULINK 的基本使用技法和相关的数值考虑。

节8.1虽是专为SIMULINK初学者写的，但即便是熟悉SIMULINK以前版本的读者也值得快速浏览这部分内容，因为新版的界面、菜单、工具条、模块库都有较大的变化。

第8.2节比较详细地阐述建模的基本操作：通用模块的具体化设置、信号线勾画、标识、模型窗参数设置。

这部分内容是进一步深入的前提。

从第8.3节起，由浅入深地讲述SIMULINK 对各种数学、工程问题的建模、仿真和分析的基本方法。

第1章 MATLAB简介1、MA TLAB的主要特点有：①语言简洁，编程效率高。

②人机界面友善，交互性好。

③绘图功能强大，便于数据可视化。

④学科众多、领域广泛的MATLAB工具箱。

⑤源程序的开放性。

MATLAB的典型应用领域有：①自动控制②汽车③电子④仪器仪表⑤生物医学⑥信号处理⑦通信等。

2、填空题⑴命令窗口、命令历史窗口、当前目录窗口⑵查阅、保存、编辑⑶清除图形窗、清除命令窗口中显示内容、清除MATLAB工作空间中保存的变量。

3、如果想查看某一变量具体内容或者对其修改操作，可以在工作空间中双击该变量名称，可以打开数组编辑器，在数组编辑器中可以查看变量的具体内容，也可以对其修改。

如果想删除MATLAB内存中的变量，可以在工作空间中选中该变量，然后利用工作空间窗口的菜单命令或工具条中的快捷图标进行删除。

4、1+2+3+4+5+... （+ 后面可以直接跟...，也可以在+和...中加一个空格。

）6+7+8+91+2+3+4+5 ... （5后面必须跟一个空格，不能直接跟...，否则报错，这在预置一个+6+7+8+9 大数组时很重要。

）第2章矩阵与数值数组1、填空题：⑴非数、无穷大、机器零阈值，浮点数相对精度,eps= 2.2204e-016。

⑵全下标、单下标。

2、阅读程序题：（本题主要考察数组的寻访、赋值和简单运算，提示：带；的语句不显示结果）⑴ans =2 3 7Sa =102030A =1 20 5 30 910 4 6 8 10⑵ A =1 3 5 7 9 11 13 152 4 6 8 10 12 14 16ans =1 5 9 132 6 10 143 7 11 154 8 12 16A =0 0 5 7 0 0 13 152 4 0 0 10 12 0 0⑶ ans =-1 -46 4ans =3 05 -2ans =3 69 12ans =3 69 123、A=magic(4)；L=A<10L =0 1 1 01 0 0 11 1 1 01 0 0 14、省略。

Simulink交互式仿真Simulink是一个进行动态系统建模、仿真和综合分析的集成软件包。

它可以处理的系统包括：线性、非线性系统；离散、连续及混合系统；单任务、多任务离散事件系统。

Simulink有两大特征：一，建模借助鼠标交互实现；二，模型运作以时间流方式进行。

所以即使比较熟悉MATLAB工作环境和编程模式的读者，在初入Simulink领地时，也不免感到生疏。

为帮助读者亲身跨过Simulink门槛，本章第2节以算例形式对建模的数学基础、基本器件、操作手法、工作平台进行了细节性的描述。

就详细程度而言，尤以本章第一个算例为最，初学者切莫跳过。

像MATLAB编程需要函数、子函数、条件分支、循环控制一样，Simulink建模，尤其是创建较复杂的模型，就必须有简装子系统、精装子系统、使能子系统、触发子系统、循环子系统。

本章的第3、4、5节就专门阐述这些子系统创建、工作机理、以及应用示例。

从时间角度分，Simulink模型有连续和离散之分。

本章除第6节用于专述纯离散系统和采样离散系统建模外，其余章节所涉的内容对连续、离散两种系统都适用。

已建Simulink模型的运行、仿真分析，即可以通过鼠标手工操纵，也可以借助一组指令自动操控。

鼠标操纵法的特点是：该法只能在Simulink模型窗中实施，参数的设置必须由“人”通过对话窗进行。

而指令自动操控法可以摆脱Simulink模型窗，在执行过程中无须人工参与。

本章第7节的内容就是为Simulink模型的指令自动操控而设计的。

本章第8节是出于Simulink模型解算的数值问题而编写的。

该节还给出了消减仿真模型中“代数环困扰”的具体方法。

就像MATLAB编程中用户常常需要编写“供自己专用的模块化函数”那样，在Simulink建模中，用户也会需要创建一些“供自己专用的模块”，即S函数模块。

有关S函数模块的创建在本章的最后一节介绍。

在这引言结束之前，本书读者再次诚恳地建议读者：对待本章的算例，一定要“眼、脑、手”并用，一定要在机器具体运作，切忌停留于“翻阅”。

第8章交互式仿真集成环境Simulink Matlab基础及其应用教程本章主要内容如下：8.18.28.38.4Simulink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。

8.1Simulink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。

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【Continuou】),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。

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【Sink】,出现“Openthe‘Sink’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。

b)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:NewModel】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:NewModel】菜单项。