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Matlab第五章 Simulink模拟电路仿真

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MATLABSimulink模型建立与仿真指南

MATLABSimulink模型建立与仿真指南

MATLABSimulink模型建立与仿真指南第一章：MATLAB与Simulink简介MATLAB是一种高级的数值计算和科学分析的编程语言，由MathWorks开发。

它提供了强大的数学函数库和绘图工具，使得用户可以进行复杂的数值计算和数据可视化。

Simulink是MATLAB的扩展，是一种用于建立和仿真动态系统的图形化环境。

在MATLAB中，用户可以通过命令行或脚本文件进行计算。

而在Simulink中，用户可以利用图形化界面来搭建系统模型，并进行仿真。

Simulink提供了丰富的预置模块库，用户只需将这些模块连接起来，即可构建复杂的系统模型。

第二章：Simulink模型的基本组成Simulink模型由多个部分组成，包括输入信号、输出信号和系统组件。

输入信号可以是手动输入的常数，也可以是来自其他模型的信号。

输出信号是用户对系统模型感兴趣的结果。

系统组件即模型中的各个模块，这些模块可以完成各种功能，如乘法、滤波、逻辑运算等。

第三章：模型建立与仿真流程1. 确定系统模型的目标和需求：在建立模型之前，需要明确系统模型的目标和需求。

这些可能包括系统的输入输出关系、稳定性要求、性能要求等。

2. 模型建立：根据系统的目标和需求，选择合适的系统组件，并将其连接起来，构建系统模型。

可根据需要进行参数设置，以适应不同的场景。

3. 仿真设置：在进行仿真之前，需要设置仿真参数。

这些包括仿真时间、仿真步长等。

仿真时间指定了仿真的时间范围，仿真步长指定了仿真的时间间隔。

4. 仿真运行：设置好仿真参数后，可以运行仿真。

Simulink将逐步模拟系统的行为，并输出仿真结果。

第四章：Simulink模型调试与优化在进行仿真时，可能会发现模型存在问题，如输出不符合预期、系统不稳定等。

这时需要对模型进行调试和优化。

1. 系统调试：可以通过数据观察、信号域分析等方法，定位系统问题。

更换输入信号、输出信号，或调整模型参数，可以帮助发现问题。

matlab Simulink建模与仿真.ppt [兼容模式]

matlab Simulink建模与仿真.ppt [兼容模式]

第五章Simulink建模与仿真Ø系统仿真的基本概念Ø动态系统数学模型及其描述Ø动态系统的Simulink仿真Ø系统过零和代数环Ø子系统和S-函数Ø示例分析系统仿真的基本概念（一）系统（仿真的对象）•系统是指具有某些特定功能、按照某些规律结合起来、互相作用、互相依存的所有物体的集合或总和。

它具有整体性和相关性两个基本特征。

•研究系统通常从以下三方面考虑：实体：组成系统的元素、对象属性：实体的特征。

活动：系统由一个状态到另一个状态的变化过程系统仿真的基本概念（二）系统模型•系统模型是对实际系统的一种抽象，是系统本质的表述。

或者说模型是对真实世界中物体或过程的信息进行形式化的结果。

•系统仿真中所用的模型可分为实体模型和数学模型。

•实体模型，又称物理效应模型，是根据系统之间的相似性而建立起来的物理模型。

静态的实体模型最常见的是比例模型，如用于水洞实验以及实验水槽中的鱼雷比例模型。

模型类型静态系统模型动态系统模型连续系统模型离散事件系统集中参数分布参数时间离散数学描代数方程微分方程传递函数偏微分方差分方程、Z变换离散状态概率分布排系统仿真的基本概念述状态方程程方程队论应用举例系统稳态解工程动力学系统动力学热传导场计算机数据采样系统交通系统市场系统电话系统计算机分时系统Petri网状态机UML……系统仿真的基本概念（三）系统仿真的定义•系统仿真是以相似原理、系统技术、信息技术及其应用领域有关专业技术为基础，以计算机和各种专用物理效应设备为工具，利用系统仿真的特殊功效•安全性•经济性系统仿真的作用•优化系统设计。

在复杂的系统建立以前，能够通过改变仿真模型结构和调整参数来优化系统设计。

•对系统或系统的某一部分进行性能评价。

•节省经费。

仿真试验只需在可重复使用的模型上进行，所花费的成本比在实际产品上作试验低。

•重现系统故障，以便判断故障产生的原因。

•可以避免试验的危险性。

Matlab系列之Simulink仿真教程

Matlab系列之Simulink仿真教程
Simulink中的所有功 能都通过模块来实现， 用户可以通过组合不 同的模块来构建复杂 的系统模型。
交互式仿真
Simulink支持交互式 仿真，用户可以在仿 真运行过程中进行实 时的分析和调试。
可扩展性
Simulink具有开放式 架构，可以与其他 MATLAB工具箱无缝 集成，从而扩展其功 能。
Simulink的应用领域
指数运算模块
用于实现信号的指数运算。
减法器
用于实现两个信号的减法 运算。
除法器
用于实现两个信号的除法 运算。
对数运算模块
用于实现信号的对数运算。
输出模块
模拟输出模块
用于将模拟信号输出 到外部设备或传感器。
数字输出模块
用于将数字信号输出 到外部设备或传感器。
频谱分析仪
用于分析信号的频谱 特性。
波形显示器
控制工程
Simulink在控制工程领域 中应用广泛，可用于设计 和分析各种控制系统。
信号处理
Simulink中的信号处理模 块可用于实现各种信号处 理算法，如滤波器设计、 频谱分析等。
通信系统
Simulink可以用于设计和 仿真通信系统，如调制解 调、信道编码等。
图像处理
Simulink中的图像处理模 块可用于实现各种图像处 理算法，如图像滤波、边 缘检测等。
用于将时域信号转换为频域信号，如傅里叶变换、 拉普拉斯变换等。
03 时域变换模块
用于将频域信号转换为时域信号，如逆傅里叶变 换、逆拉普拉斯变换等。
04
仿真过程设置
仿真时间的设置
仿真起始时间
设置仿真的起始时间，通 常为0秒。
步长模式
选择固定步长或变步长模 式，以满足不同的仿真需 求。

学习使用MATLABSimulink进行系统仿真

学习使用MATLABSimulink进行系统仿真

学习使用MATLABSimulink进行系统仿真【第一章：引言】在如今数字化时代，仿真已成为系统设计与优化的重要工具。

系统仿真能够帮助工程师在产品开发的早期阶段快速验证设计，预测产品性能，并提供有关系统行为的深入洞察。

由于其易用性和广泛应用领域，MATLABSimulink成为了工程界最受欢迎的仿真工具之一。

本文将介绍如何学习使用MATLABSimulink进行系统仿真，并强调其专业性。

【第二章：MATLABSimulink概览】MATLABSimulink是一个具有图形化界面的仿真环境，可用于建模、仿真和分析各种复杂动态系统。

它使用块状图形表示系统的组成部分，并通过连接输入和输出端口模拟系统的行为。

用户可以通过简单拖拽和连接块状元件来构建仿真模型，并通过调整参数和设置仿真参数来进行模拟分析。

【第三章：基本建模技巧】在使用MATLABSimulink进行系统仿真之前，掌握基本的建模技巧至关重要。

首先，需要熟悉各种块状元件的功能和用途，例如传感器、执行器、逻辑运算器等。

其次，理解信号流和数据流的概念，以及如何在模型中正确地引导信号传递和数据流动。

最后，学习使用条件语句、循环语句等控制结构来实现特定的仿真逻辑。

【第四章：系统模型的构建】在使用MATLABSimulink进行系统仿真时，首先需要根据实际系统的需求和特点进行系统模型的构建。

这包括确定系统的输入和输出，以及分析系统的功能和性能要求。

然后，使用块状元件将系统的各个组成部分建模，并建立各个组件之间的联系和依赖关系。

在构建模型的过程中，要注意选择恰当的块状元件和参数设置，以确保模型的合理性和可靠性。

【第五章：仿真参数设置与分析】为了获得准确且可靠的仿真结果，需要合理设置仿真参数。

常见的仿真参数包括仿真时间、步长和求解器类型等。

仿真时间应根据系统的实际运行时间确定，步长要足够小以保证仿真的精度，而求解器类型则根据系统的特点选择。

完成仿真后，还需要对仿真结果进行分析，以评估系统的性能和进行优化调整。

MATLAB Simulink电力系统建模与仿真 作者 于群 第5章 MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例

MATLAB Simulink电力系统建模与仿真 作者 于群 第5章 MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例

5.1.2 无穷大功率电源供电系统仿真模 型构建
1)Phase A Fault、Phase B Fault和Phase C Fault用来选择短路故 障相。 2)Fault resistances用来设置短路点的电阻，此值不能为零。
3)Ground Fault选项用来选择短路故障是否为短路接地故障。
输电线路模块的参数设置
图5-8
三相电压电流测量模块
图5-9
三相线路故障模块参数设置
5.1.3 仿真结果及分析
图5-10
变压器低压侧三相短路电流波形图
图5-11
示波器模块的“Data history”栏设置方式
5.2 同步发电机突然短路的暂态过程仿 真
5.2.1 同步发电机突然三相短路暂态过程简介 5.2.2 同步发电机突然三相短路暂态过程的数值计算与仿真方 法
时间；并且每个选项都有两个数值，而且它们是一一对应的。
7)Snubbers resistance和snubbers Capacitance用来设置并联缓冲 电路中的过渡电阻和过渡电容。 8)Measurements 用来选择测量量。
图5-2
无穷大功率电源供电系统
图5-3 无穷大功率电源供电系统的Simulink仿真图
表5-1 图5-3仿真电路中各模块名称及提取路径
模块名
无穷大功率电源10000 MV· A,110 kV Sourc e 三相并联RLC负荷模块5MW 串联RLC支路Three⁃������ PhaseParallel RLC Branch 双绕组变压器模块Three⁃������ mer (Two Windings) 三相故障模块Three⁃������ PhaseTransfor
Phase Fault PhaseV⁃

电力系统的MATLABSIMULINK仿真与应用_第5章

电力系统的MATLABSIMULINK仿真与应用_第5章

第5章电力电子电路仿真分析5.1 电力电子开关模块5.2 桥式电路模块5.3 驱动电路模块习题5.1 电力电子开关模块SIMULINK的SimPowerSystems库提供了常用的电力电子开关模块，各种整流、逆变电路模块以及时序逻辑驱动模块。

SIMULINK库中的各种信号源可以直接驱动这些开关单元和模块，因此使用这些元件组建电力电子电路并进行计算机数值仿真很方便。

为了真实再现实际电路的物理状态，MATLAB对几种常用电力电子开关元件的开关特性分别进行了建模，这些开关模型采用统一结构来表示，如图5-1所示。

图5-1 电力电子开关模块图5-1中，开关元件主要由理想开关SW、电阻Ron、电感Lon 、直流电压源Vf组成的串联电路和开关逻辑单元来描述。

电力电子元件开关特性的区别在于开关逻辑和串联电路参数的不同，其中开关逻辑决定了各种器件的开关特征；模块的串联电阻Ron 和直流电压源Vf分别用来反映电力电子器件的导通电阻和导通时的电压降；串联电感Lon限制了器件开关过程中的电流升降速度，同时对器件导通或关断时的变化过程进行模拟。

由于电力电子器件在使用时一般都并联有缓冲电路，因此MATLAB电力电子开关模块中也并联了简单的RC串联缓冲电路，缓冲电路的阻值和电容值可以在参数对话框中设置，更复杂的缓冲电路则需要另外建立。

有的器件(如MOSFET)模块内部还集成了寄生二极管，在使用中需要加以注意。

由于MATLAB的电力电子开关模块中含有电感，因此有电流源的性质，在没有连接缓冲电路时不能直接与电感或电流源连接，也不能开路工作。

含电力电子模块的电路或系统仿真时，仿真算法一般采用刚性积分算法，如ode23tb、ode15s，这样可以得到较快的仿真速度。

如果需要离散化电路，必须将电感值设为0。

电力电子开关模块一般都带有一个测量输出端m，通过它可以输出器件上的电压和电流值，不仅观测方便，而且可以为选择器件的耐压性能和电流提供依据。

第五章 SIMULINK仿真基础

第五章 SIMULINK仿真基础
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设置仿真参数
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1．解题器（Solver）选项
（1）Simulation time组：设置仿真起止时间。
（2）Solve options组：选择求解器，并为其
指定参数。
– 变步长算法（Variable-step） – 固定步长算法（Fixed-step）。
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2．数据输入输出选项（Data Import/Export）
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SIMULINK仿真基础
在工程实际中，控制系统的结构往往很复
杂，如果不借助专用的系统建模软件，则 很难准确地把一个控制系统的复杂模型输 入计算机，对其进行进一步的分析与仿真。
1990年MathWorks公司为MATLAB增加了 用于建立系统框图和仿真的环境 1992年公司将该软件改名为SIMULINK
– None：不做任何反应。 – Warning：提出警告，但警告信息不影响程序的运行。 – Error：提示错误，运行的程序停止。
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观察Simulink的仿真结果
观察仿真结果的方法有以下几种：
– 将仿真结果信号输入到输出模块“Scope”示波
器、“XY Graph”二维X-Y图形显示器与
“Display”数字显示器中，直接查看。 – 将仿真结果信号输入到“To Workspace”模块中， 再用绘图命令在MATLAB命令窗口里绘制出图形。 – 将仿真结果信号返回到MATLAB命令窗口里，再 利用绘图命令绘制出图形。
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第二节 SIMULINK功能模块的处理
基本操作包括： 1. 选取模块 2. 复制与删除模块 3. 模块的参数和属性设置 4. 模块外形的调整 5. 模块名的处理 6. 模块的连接 7. 在连线上反映信息
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基于MATLAB-Simulink的模拟电子电路仿真

基于MATLAB-Simulink的模拟电子电路仿真

课程作业课程名称：MATLAB 班级：姓名：学号：基于Matlab-Simulink的LRC整流滤波电路仿真摘要：模拟电子是工科类专业的技术基础课程，实践性和应用性都很强。

在模拟电子学习实践中，引入MATLAB仿真工具，将传统学习方式和计算机技术有机地结合起来，使学习过程生动形象更利于掌握。

学实践表明该法不仅能提高学习质量，而且能提高学生的综合素质。

关键词：模拟电子MATLAB-Simulink仿真学习实践Abstract：Analog-electric is the technical basement of engineering majors，it is practical and applying，in the practice of study in analog-electric ，we take advantage of Matlab-Simulink tool to combine conventional learning method with computer technology organically，which make learning progress more vivid and understanding . Learning Practice turned out that this method not only advance the quality of studying，but also the comprehensive diathesis of students.Keyword：analog-electric MATLAB-Simulink Emulation Learning Practice0前言目前,模拟电子课程所涉及的理论和技术应用十分广泛,发展迅速,并且日益渗透到其他学科领域, 在我国社会主义现代化建设中具有重要的作用。

模拟电子课程是高等学校工程类专业的一门技术基础课程, 同时是我校面向机械制造、电气自动化、计算机信息技术、通讯工程等工科类专业开设的一门技术基础课程。

第五章-Simulink与电力系统仿真精选全文

第五章-Simulink与电力系统仿真精选全文

这样，所有的数据都将显示，在所需显示的数据相对较
多时，需要计算机有较大的内存容量。
“save data to workshop”被选中时，可以将显示数据放
到工作空间去，以备MATLAB的绘图命令调用。与此相
关的项目有两个，“Variable name” 代表要保存的数据
名称；“Format”为数据的保存格式，共有三种，Array
的分析与设计的计算机程序，利用该模块进行系统的分
析与综合，比用MATLAB/Simulink更加方便快捷，已
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经成为国际上许多学校自动控制课程的教学辅助工具， 在MathWorks网站控制类工具箱下载中长期排名第一。
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5.2 Simulink的进入及内 容 1、Simulink的常见进入 方法 ①在MATLAB的命令窗口 下输入如下的命令：
将2024/9/28
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按采样间隔提取数据进行显示。
“floating scope”如被选中，则该示波器成为浮动示波器，
即没有输入接口，但可以接受其他模块发来的数据。
Data history选项卡：
“limit data points to last”为最后可以保存的用于显示的
数据的最多点数，默认值为5000点。也可以不选这一项，
已经远远地超出了“矩阵相关计算”这个狭小的范围。 由于MATLAB在其软件设计之初，其开发者Cleve Moler 教授就秉承开放性的理念，在1993年的Simulink1.0出现
以后，人们发现这是许多科学家和工程技术人员梦寐以 求的仿真形式，从此以后，许多领域的顶尖科研人员以
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MATLAB语言为依托，编写了自己所从事领域的 Simulink工具箱，如控制界最流行的控制系统工具箱 （Control System Toolbox），系统辩识工具箱（System Identification Toolbox），鲁棒控制工具箱（Robust Control Toolbox），神经网络工具箱（Neural Network Toolbox），模型预测控制工具箱（Model Predictive Control Toolbox），还有如航空宇宙模块集（Aerospace Blockset），机械系统仿真模块（SimMechanics），电 力系统仿真模块（SimPowerSystems）甚至如生物系统 仿真模块（SimBiology）等。这其中，也有一些杰出中 国学者的贡献，如东北大学薛定宇教授在Control Kit的 基础上开发的CtrlLAB工具箱是专门用于反馈控制系统

Matlab_高级讲义_第五章_SIMULINK仿真基础

Matlab_高级讲义_第五章_SIMULINK仿真基础

3、 Function&Tables（函数和平台模块） function.mdl
Fcn：用自定义的函数（表达式）进行运算 MATLAB Fcn：利用matlab的现有函数进行运算 S-Function：调用自编的S函数的程序进行运算 Look-Up Table：建立输入信号的查询表（线性峰值匹配） Look-Up Table(2-D)：建立两个输入信号的查询表（线性峰值匹配）
Logical Operator：逻辑运算 Relational Operator：关系运算 Complex to Magnitude-Angle：由复数输入转为幅值和相角输出 Magnitude-Angle to Complex：由幅值和相角输入合成复数输出 Complex to Real-Imag：由复数输入转为实部和虚部输出 Real-Imag to Complex：由实部和虚部输入合成复数输出
线的折弯：按住Shift键，再用鼠标在要折弯的线处单击一下，就会出现 圆圈，表示折点，利用折点就可以改变线的形状。
1) 移动：选中模块，按住鼠标左键将其拖曳到所需的位置即可。若要 脱离线而移动，可按住shift键，再进行拖曳。
2) 复制：选中模块，然后按住鼠标右键进行拖曳即可复制同样的一个 功能模块。
3) 删除：选中模块，按Delete键即可。若要删除多个模块，可以同时 按住Shift键，再用鼠标选中多个模块，按Delete键即可。也可以用鼠 标选取某区域，再按Delete键就可以把该区域中的所有模块和线等 全部删除。
SIMULINK的最新版本是SIMULINK4.0（包含在MATLAB6.0 里），MATLAB5.3里的版本为3.0版，它们的变化不大。
二、SIMULINK的启动
1、在MATLAB命令窗口中输入simulink

simulink电路仿真

simulink电路仿真
simulink电路仿真
4. 模型图的优化 ①模块的翻转：在format命令中选flip block项，对 选中的模块翻转，选rotate block项对选中的模块旋 转90度。 ②信号线分叉：按住键，用鼠标左键点击需要分叉的 连线接点，拖动鼠标，连接到目的端点。 ③模型图的标注：模块的标注，双击模块原有的标注， 直接修改。连线的标注，双击需要标注的连线，在文 本框内进行标注。模型图的标注，在需要标注的任意 位置，双击鼠标左键，在出现的文本框内进行标注。 标注的位置和内容可以调整、隐藏（format|hide name format|show name）和翻转(format|flip name)。
simulink电路仿真
（3）示波器的参数设置 单击 图标将弹出“示波器参数设置
（‘Sope’Parameters）”对话框
simulink电路仿真
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“General”选项卡中各个选项的含义如下： ①“Number of axes ”文本框：用于设置轴的个数， 可以用于实现对多个输入信号的显示。 ②“Time range ”文本框：用于设置X 轴（即时间轴） 的显示范围。 ③“Sampling ”下拉列表：当在该下拉列表选择 “Decimation”选项时可设置显示频度，如其设为n， 则每隔n-1 个数据点都给予显示。如果选“Sample time”可设置显示点采样时间，如果为0表示显示连续 信号，-1表示显示方式取决于输入信号，任何大于零 的数据表示显示离散信号的时间间隔。 ④ “Floating scope”复选框：若选中该复选框，则 表示示波器以游离方式工作。
simulink电路仿真
3. 仿真控制设置 Solver页 simulation—configuration…--solver

matlab语言第5章 Simulink仿真设计

matlab语言第5章 Simulink仿真设计

信号源模块（Sources）
l Band-Limited White Noise：宽带限幅白噪声； l Chirp Signal：线性调频信号（频率随时间线性变 化的正弦波）；
l Clock：时钟信号； l Constant：常数输入； l Counter Free-Running：自动计数器，发生溢出后， 从0开始重新计数；
分； lPID Controller：PID控制； lPID Controller（2DOF）：二维PID控制； lState-Space：状态空间模型； lTransfer-Fcn：传递函数模型； lTransport Delay：输入信号延迟一个固定时间输出； lVariable Time Delay：输入可变时间信号延迟输出； lVariable Transport Delay：输入信号延迟可变输出； lZero-Pole：零极点模型。
3. Simulink模型的创建和仿真
以图示系统建立Simulink模型
模型建立
（1）启动工具箱 （2）建立Simulink空白模型 （3）根据系统模型选择模块 首先要确定所需模块所在的子模块库名称。例子中用 到的模块有单位阶跃信号﹑符号比较器﹑传递函数模 型和信号输出模块，分别属于信号源模块库﹑数学运 算模块库﹑连续模块库和输出模块库。在模块库浏览 器中打开相应的模块库，选择所需模块。
常用模块库（Commonly Used Blocks）
l Bus Creator：将输入信号合并为总线信号； l Bus Selector：由总线信号选择需要的信号输出； l Constant：常数信号； l Data Type Conversion：数据类型转换模块； l Delay：延迟模块； l Delux：信号分解模块； l Discrete-Time Integrator：离散时间积分器； l Gain：增益模块； l Ground：接地模块； l In1：输入模块； l Integrator：输入信号积分；

simulink-matlab仿真教程

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。

图7.1 Simulink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“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。

(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。

Matlab第五章 Simulink模拟电路仿真

Matlab第五章 Simulink模拟电路仿真

第五章Simulink模拟电路仿真武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜§5.1 电路仿真概要5.1.1 MATLAB仿真V.S. Simulink仿真利用MATLAB编写M文件和利用Simulink搭建仿真模型均可实现对电路的仿真，在实现电路仿真的过程中和仿真结果输出中，它们分别具有各自的优缺点。

武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜ex5_1.mclear;V=40;R=5;Ra=25;Rb=100;Rc=125;Rd=40;Re=37.5;R1=(Rb*Rc)/(Ra+Rb+Rc);R2=(Rc*Ra)/(Ra+Rb+Rc);R3=(Ra*Rb)/(Ra+Rb+Rc);Req=R+R1+1/(1/(R2+Re)+1/(R3+Rd));I=V/Req武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜ex5_1武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜注意Simulink仿真中imeasurement模块/vmeasurement模块和Display模块/Scope模块的联合使用Series RLC Branch模块中R、C、L的确定方式R：Resistance设置为真实值Capacitance设置为inf（无穷大）Inductance设置为0C：Resistance设置为0 Capacitance设置为真实值Inductance设置为0L：Resistance设置为0Capacitance设置为inf Inductance设置为真实值武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜MATLAB方式：步骤：建立等效模型→模型数学化→编写M文件计算→得到运算结果优点：理论性强，易于构建算法、模型缺点：较复杂，对电路观测量更改时需更改M文件适用范围：大系统抽象和原理性建模Simulink方式：步骤：选取模块→组成电路→运行仿真→观测仿真结果 优点：直观性强，易于与实际电路对应，易于观察结果 缺点：理论性不强，对电路原理不能得到解析适用范围：具体电路仿真武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜5.1.2 Power System Blockset模块集及powerlib窗口Power System Blockset模块集是MATLAB中专用的电路仿真模块集，其中内含有Electrical Source、Elements等子模块库，而电路仿真常用的DC Voltage Source、Series RLC Branch、Current Measurement等模块都被包含在这个模块集中。

MatlabSimulink仿真步骤

MatlabSimulink仿真步骤

MatlabSimulink仿真步骤MATLAB基础与应⽤简明教程张明等编著北京航空航天⼤学出版社(2001.01)MATLAB软件环境是美国New Mexico⼤学的Cleve Moler博⼠⾸创的，全名为MATrix LABoratory（矩阵实验室）。

它建⽴在20世纪七⼋⼗年代流⾏的LINPACK（线性代数计算）和ESPACK（特征值计算）软件包的基础上。

LINPACK和ESPACK软件包是从Fortran语⾔开始编写的，后来改写为C语⾔，改造过程中较为复杂，使⽤不便。

MATLAB是随着Windows环境的发展⽽迅速发展起来的。

它充分利⽤了Windows环境下的交互性、多任务功能语⾔，使得矩阵计算、数值运算变得极为简单。

MATLAB语⾔是⼀种更为抽象的⾼级计算机语⾔，既有与C语⾔等同的⼀⾯，⼜更为接近⼈的抽象思维，便于学习和编程。

同时，它具有很好的开放性，⽤户可以根据⾃⼰的需求，利⽤MATLAB提供的基本⼯具，灵活地编制和开发⾃⼰的程序，开创新的应⽤。

本书重点介绍了MATLAB的矩阵运算、符号运算、图形功能、控制系统分析与设计、SimuLink仿真等⽅⾯的内容。

Chap1 MATLAB⼊门与基本运算本章介绍MATLAB的基本概念，包括⼯作空间；⽬录、路径和⽂件的管理⽅式；帮助和例题演⽰功能等。

重点介绍矩阵、数组和函数的运算规则、命令形式，并列举了可能得到的结果。

由于MATLAB的符号⼯具箱是⼀个重要分⽀，其强⼤的运算功能在科技领域有特殊的帮助作⽤。

1.1 MATLAB环境与⽂件管理1.2 ⼯作空间与变量管理1.2.1 建⽴数据x1=[0.2 1.11 3]; y1=[1 2 3;4 5 6]建⽴⼀维数组x1和⼆维矩阵y1。

分号“；”表⽰不显⽰定义的数据。

MATLAB还提供了⼀些简洁⽅式，能有规律地产⽣数组：xx=1:10 %xx从1到10，间隔为1xx=-2:0.5:1 %xx从-2到1，间隔为0.5linespace命令等距离产⽣数组，logspace在对数空间中等距离产⽣数组。

MATLAB的数字逻辑电路Simulink仿真

MATLAB的数字逻辑电路Simulink仿真

MATLAB的数字逻辑电路Simulink仿真摘要：数字逻辑电路的逻辑验证是一件繁琐的工作，费时又费力，采用ＭＡＴＬＡＢ附带的图形仿真工具Ｓｉｍｕｌｉｎｋ数字逻辑电路的仿真，简单方便，成本低。

为数字逻辑电路的逻辑验证和实验教学提供了一种新的方法。

[1]关键词：数字逻辑电路; ＭＡＴＬＡＢ;Ｓｉｍｕｌｉｋ; 仿真Matlab是一种功能强大的数据分析和工程计算语言,Simulink是其中一个可视化方框图系统建模和仿真平台,将强大的数值计算能力和丰富的数据可视化能力、友好的图形用户界面融合为一体,适合于科学计算、系统仿真,系统建模直观,更加贴近系统工程设计的思维模式。

[2]1、MATLAB/SIMULINK及其仿真简介Matlab是矩阵实验室(Martix Laboratory)的简称,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机语言和交互式环境,主要包括MATLAB和SIMULINK两大部分。

Matlab的应用范围非常广,包括信号和图像处理,通讯,控制系统设计,测试和测量,财务建模和分析以及计算机生物学等众多应用领域。

附加的工具箱扩展了Matlab环境,以解决这些应用领域内特定类型问题。

它以强大的科学计算与可视化功能,简单易用,开发式可扩展环境,特别是所附带的30多种面向不同领域的工具箱支持,使得它在许多科学领域中成为计算机辅助设计与分析,算法研究和应用开发的基本工具和首选平台。

[3] SIMULINK是一个进行动态系统的建模、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以构造出复杂的仿真模型。

它的外表以方框图形式呈现，且采用分层结构。

从建模角度，SIMULINK既适用于自上而下的设计流程，又适用于自下而上的逆程设计。

MATLAB_SIMULINK仿真

MATLAB_SIMULINK仿真

第 7 章 S IMULINK 交互式仿真集成环境SIMULINK 是MATLAB 最重要的组件之一，它向用户提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。

在这环境中，用户无须书写大量的程序，而只需通过简单直观的鼠标操作，选取适当的库模块，就可构造出复杂的仿真模型。

SIMULINK 的主要优点：● 适应面广。

可构造的系统包括：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。

● 结构和流程清晰。

它外表以方块图形式呈现，采用分层结构。

既适于自上而下的设计流程，又适于自下而上逆程设计。

● 仿真更为精细。

它提供的许多模块更接近实际，为用户摆脱理想化假设的无奈开辟了途径。

● 模型内码更容易向DSP ，FPGA 等硬件移植。

基于本书定位，为避免内容空泛，本节对于SIMULINK 将不采用横断分层描述，即不对SIKULINK 库、模块、信号线勾画标识等进行分节阐述。

本节将以四个典型算例为准线，纵向描述SIMULINK 的使用要领。

7.1连续时间系统的建模与仿真7.1.1基于微分方程的SIMULINK 建模本节将从微分方程出发，以算例形式详细讲述SIMULINK 模型的创建和运行。

【例7.1-1】在图7.1-1所示的系统中，已知质量1=m kg ，阻尼2=b N.sec/m ，弹簧系数100=k N/m ，且质量块的初始位移05.0)0(=x m ，其初始速度0)0(='x m/sec ，要求创建该系统的SIMULINK 模型，并进行仿真运行。

图7.1-1 弹簧—质量—阻尼系统（1）建立理论数学模型 对于无外力作用的“弹簧—质量—阻尼”系统，据牛顿定律可写出m（7.1）x bx+'=+''kx代入具体数值并整理，可得-2-'=''（7.2）xx100x（2）建模的基本思路（3）图7.1-2（4）开启空白（新建）模型窗（5）图 7.1-3 （6）（7）图 7.1-4 （8）图 7.1-5图 7.1-6图 7.1-7（9）（10）（11）图7.1-8图7.1-9 （12）图7.1-10图7.1-11图7.1-12图7.1-13（13）图7.1-147.1.2 基于传递函数的SIMULINK 建模【例7.1-2】对于图7.1-15所示的多环控制系统，（1）求系统传递函数)()()(s U s Y s G ；（2）求该系统的单位阶跃响应。

Matlab_高级讲义_第五章_SIMULINK仿真基础

Matlab_高级讲义_第五章_SIMULINK仿真基础

3、 Function&Tables（函数和平台模块） function.mdl
Fcn：用自定义的函数（表达式）进行运算 MATLAB Fcn：利用matlab的现有函数进行运算 S-Function：调用自编的S函数的程序进行运算 Look-Up Table：建立输入信号的查询表（线性峰值匹配） Look-Up Table(2-D)：建立两个输入信号的查询表（线性峰值匹配）
8) 参数设定：用鼠标双击模块，就可以进入模块的参数设定窗口，从而 对模块进行参数设定。参数设定窗口包含了该模块的基本功能帮助， 为获得更详尽的帮助，可以点击其上的help按钮。通过对模块的参数 设定，就可以获得需要的功能模块。
9) 属性设定：选中模块，打开Edit菜单的Block Properties可以对模块进 行属性设定。包括Description属性、 Priority优先级属性、Tag属性、 Open function属性、Attributes format string属性。其中Open function属 性是一个很有用的属性，通过它指定一个函数名，则当该模块被双击 之后，Simulink就会调用该函数执行，这种函数在MATLAB中称为回 调函数。
1、连续模块（Continuous） continuous.mdl Integrator：输入信号积分 Derivative：输入信号微分 State-Space：线性状态空间系统模型 Transfer-Fcn：线性传递函数模型 Zero-Pole：以零极点表示的传递函数模型 Memory：存储上一时刻的状态值 Transport Delay：输入信号延时一个固定时间再输出 Variable Transport Delay：输入信号延时一个可变时间再输出
例exp5_2.mdl exp5_3.mdl
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第五章Simulink模拟电路仿真武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜§5.1 电路仿真概要5.1.1 MATLAB仿真V.S. Simulink仿真利用MATLAB编写M文件和利用Simulink搭建仿真模型均可实现对电路的仿真，在实现电路仿真的过程中和仿真结果输出中，它们分别具有各自的优缺点。

武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜ex5_1.mclear;V=40;R=5;Ra=25;Rb=100;Rc=125;Rd=40;Re=37.5;R1=(Rb*Rc)/(Ra+Rb+Rc);R2=(Rc*Ra)/(Ra+Rb+Rc);R3=(Ra*Rb)/(Ra+Rb+Rc);Req=R+R1+1/(1/(R2+Re)+1/(R3+Rd));I=V/Req武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜ex5_1武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜注意Simulink仿真中imeasurement模块/vmeasurement模块和Display模块/Scope模块的联合使用Series RLC Branch模块中R、C、L的确定方式R：Resistance设置为真实值Capacitance设置为inf（无穷大）Inductance设置为0C：Resistance设置为0 Capacitance设置为真实值Inductance设置为0L：Resistance设置为0Capacitance设置为inf Inductance设置为真实值武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜MATLAB方式：步骤：建立等效模型→模型数学化→编写M文件计算→得到运算结果优点：理论性强，易于构建算法、模型缺点：较复杂，对电路观测量更改时需更改M文件适用范围：大系统抽象和原理性建模Simulink方式：步骤：选取模块→组成电路→运行仿真→观测仿真结果 优点：直观性强，易于与实际电路对应，易于观察结果 缺点：理论性不强，对电路原理不能得到解析适用范围：具体电路仿真武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜5.1.2 Power System Blockset模块集及powerlib窗口Power System Blockset模块集是MATLAB中专用的电路仿真模块集，其中内含有Electrical Source、Elements等子模块库，而电路仿真常用的DC Voltage Source、Series RLC Branch、Current Measurement等模块都被包含在这个模块集中。

在powerlib的窗口中，用户可以看到Power System Blockset的各个子模块库的图形标志和名称，在Command Window命令窗总直接输入powerlib命令，即可将powerlib窗口打开。

武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜Electrical Sources库主要包括7个用于产生电源信号的模块:主要指电路中的具体电源，而sources库中的Sin等主要指系统的激励信号源直流电压源交流电压源交流电流源三相电源可编程三相电压源受控电压源受控电流源武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜Elements库主要包含线性和非线性的电路网络元件模块，可分为Elements类、Lines类、Circuit Breaker类和Transformer类。

Elements（元件）类：无源元件模块，常用的电阻、电容、电感（合一）以及在电力系统中使用的三相RLC元件。

Line（导线）类：传输线模块，通常也用于电力系统中。

Circuit Breaker（开关电路）类：开关模块，常用于电力系统中。

Transformers（变压器）类：变压器模块。

武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜Power Electronics库包含的是功率电子器件模块，被分为Devices（基本器件）类和Extras（扩充器件）类。

Extras又包括两个子库Discrete Control Blocks（离散控制模块）库和Control Blocks（控制模块）库。

二极管、绝缘栅三级管和场效应管存在于Power Electronics库的Devices类中。

武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜Measurements库包含各种测量模块，分为Eletrical（电路测量）类和Extra Measurements（扩充测量模块）类，其中后者又包含Discrete Measurement Blocks（离散值测量模块）库和Measurement Blocks（测量模块）库两个子库。

电流测量模块、电压测量模块和阻抗测量模块都在Measurements库的Electrical类中，它们是辅助Display模块、Scope模块观测电路特性的重要模块，通常用法是由其将所需观察的量引出，再送Display模块或Scope模块显示。

武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜Machines库包含十余种各类电机模块Connectors库包含各种连接线，地节点在其中Extras库包含SinPower模块库中各类模块的扩展模块资源武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜Demos连接包含MATLAB自带电路仿真示例的连接e.g. SimPowerSystems Demos→Simple Models →Saturable Transformer with Hysteresis: Simulation of hysteresis in a Saturable Transformer block武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜Powergui模块用户交互式观测工具，主要用于分析仿真模型中所用PowerSystemBlockset模块库中的子模块的状态。

通过Powergui模块可观测测量电压、电流的恒稳态以及电路的状态变量等。

武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜5.1.3 Powergui模块在电路仿真中的应用ex5_2 P101 例〔4-7〕武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜双击Continuous Powergui模块打开对话框Simulation Style：选择仿真类型Phasor simulation－按给定频率仿真，需与某电压or电流频率符合；Discretize electrical model－按采样时间离散化仿真；Continuous－连续仿真武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜Steady State Voltage and Currents显示稳态电压和电流武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜Initial States Setting显示模型中电流和电压的初值，并可由用户改变初值。

Load Flow and Machine Initialization初始态设置工具Use LTI Viewer使用控制系统工具箱观测时域和频域的响应曲线Impedance v.s. Frequency Measurements显示阻抗随频率的响应FFT AnalysisFFT分析武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜Generate Report生成文本格式的电路分析报告Hysteresis Design Tool磁滞特性分析工具Compute RLC Line Parameter计算传输线的特征参数武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜§5.2 一般模拟电路仿真武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜RLC电路的响应ex5_4clear;C=25e-9;L=25e-3;R=400;w=1/(R*C);a=1/(L*C);iL=dsolve('D2iL+1e5*DiL+1.6e9*iL=25e-3*1.6e9','iL(0)=0,DiL(0)=0')t=0:1e-5:3e-4;ezplot(iL,[0,0.0003])武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜dsolve 求解微分方程的函数格式：r=dsolve(‘eq1,eq2,…’,’cond1,cond2,…’,’’v’) eqx代表所需求解的微分方程；condx代表微分方程的初始条件；v代表微分方程的独立变量，默认变量为t；D表示微分项，如D2iL表示iL的二阶微分项，DiL表示iL的一阶微分项。

ezplot 函数作图指令格式：ezplot(f,[min,max])f代表需作图的函数，[min,max]代表自变量的变换范围iL是函数表达式，为sym object类型数据，需用函数作图指令武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜5.2.2 稳态电路仿真武汉大学物理科学与技术学院微电子系注意频率和仿真步长的协调武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜§5.3 功率系统仿真5.3.1 Diode模块Diode模块位于Powerlib库中的Power Electronics子模块库中。

它反映加载于其两端的电压和通过它的电流之间的关系。

Snubber Resistance Rs：D两端的缓冲电阻Snubber Capacitance Cs：D两端的缓冲电容武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜二极管双向限幅电路Vs：5V 10HzR：2ΩD：开启电压0.7V,导通电阻0.01Ω武汉大学物理科学与技术学院微电子系武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜5.3.2 IGBT模块IGBT模块位于Powerlib库中的Power Electronics子模块库中，其全称为insulated gate bipolar transistor，即绝缘栅型双极型三级管。

其描述了一个由门控信号控制的电流通路。

武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜模块应用ex5_7武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜5.3.3 MOSFET模块MOSFET模块位于Powerlib库中的Power Electronics 子模块库中，其描述一个MOSFET场效应管。

e.g. SimPowerSystems Demos→Power Electronics Models →MOSFET Converter: MOSFET in a zero-current quasi-resonant converter武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜习题：构建全桥整流滤波电路并完成其仿真。