第九章 MATLAB simulink仿真软件

Discrete Zero-Pole：以零极点表示 的离散传递函数模型
First-Order Hold：一阶采样和保 持器 Zero-Order Hold：零阶采样和保 持器 Unit Delay：一个采样周期的延时
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数学运算模块（ Math Operations）
数学运算模块（
标注连线：在线上双击鼠标，出现文本编辑框，输入标记文本
线的分支：按住鼠标右键，在需要分支的地方拉出即可以。或者 按住Ctrl键，并在要建立分支的地方用鼠标拉出即可。 删除连线：单击该连线，按delete键即可
保存模型
– 模型创建完成后，从模型编辑窗口的File菜单项中选择Save或Save As命 令，可以将模型以模型文件的格式(扩展名为.mdl)存入磁盘。
修改模型
– 如果要对一个已经存在的模型文件进行编辑修改，需要打开该模型文件
» 在MATLAB命令窗口直接输入模型文件名(不要加扩展名.mdl)。 » 在模块库浏览器窗口或模型编辑窗口的File菜单中选择Open命令，然后选择 或输入欲编辑模型的名字 » 单击模块库浏览器窗口工具栏上的Open a model命令按钮或模型编辑窗口工 具栏上的Open model命令按钮
Math Operations）
Sum：求和运算 Product：乘运算 Dot Product：点乘运算
Gain：比例运算
Math Function：包括指数函数、对数 函数、求平方、开根号等常用数学函数 Trigonometric Function：三角函数， 包括正弦、余弦、正切等 MinMax：最值运算 Abs：取绝对值 Sign：符号函数 Logical Operator：逻辑运算 Relational Operator：关系运算
6) 模块命名：先用鼠标在需要更改的名称上单击一下，然后直接 更改即可。名称在功能模块上的位置也可以变换180度，可以 用Format菜单中的Flip Name来实现，也可以直接通过鼠标进 行拖曳。Hide Name可以隐藏模块名称。 7) 颜色设定： Format菜单中的Foreground Color可以改变模块 的前景颜色，Background Color可以改变模块的背景颜色；而 模型窗口的颜色可以通过Screen Color来改变。
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离散系统模块（Discrete）
离散系统模块（Discrete）
Discrete-time Integrator：离散 时间积分器 Discrete Filter：IIR与FIR滤波器 Discrete State-Space：离散状态 空间系统模型 Discrete Transfer-Fcn：离散传递 函数模型
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SIMULINK功能模块的编辑
功能模块的基本操作，包括模块的移动、复制、删除、转向、改变大 小、模块命名、颜色设定、参数设定、属性设定、模块输入输出信号 等。 模块库中的模块可以直接用鼠标进行拖曳（选中模块，按住鼠标左 键不放）而放到模型窗口中进行处理。 在模型窗口中，选中模块，则其4个角会出现黑色标记。此时可以 对模块进行以下的基本操作。 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。 18

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SIMULINK模块的连接
SIMULINK模型的构建是通过用线将各种功能模块进行连接 而构成的。
连接两个模块：移动光标到输出端，光标变成十字形，按住鼠标 左键，移动鼠标到另一个模块的输入端，当十字光标出现重影时， 释放鼠标左键完成连接 模块间连线的调整：先把鼠标移动到需要移动的线段的位置，按 住鼠标左键移动鼠标到目标位置，释放鼠标左键。
第九章
MATLAB simulink仿真软件
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simulink仿真软件
什么是Simulink?
– Simulation(仿真）+ Link（连接） – Simulink是MATLAB的重要组成部分，它是实现动态系统建模、 仿真和分析的一个软件包。
Simulink与
MATLAB语言的主要区别
– Simulink的用户交互接口是基于Windows的模型化图形输入，其 结果是使得用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建，而非 语言的编程上。 – 所谓模型化图形输入是指Simulink提供了一些按功能分类的基本 的系统模块，用户只需要知道这些模块的输入输出及模块的功能 ，而不必考察模块内部是如何实现的，通过对这些基本模块的调 用，再将它们连接起来就可以构成所需要的系统模型（以.mdl文 件进行存取），进而进行仿真与分析。 – Simulink寄生在Matlab环境中(共享工作空间)
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
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输入源模块（ Sources ）
输入源模块（
Sources ）
Constant：常数信号。 Clock：时钟信号。
From Workspace：来自MATLAB 的工作空间。
From File(.mat)：来自数据文件。 Pulse Generator：脉冲发生器。 Repeating Sequence：重复信号。 Signal Generator：信号发生器， 可以产生正弦、方波、锯齿波及随 意波。 Sine Wave：正弦波信号。 Step：阶跃波信号。
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SIMULINK功能模块的编辑（续）

模块的属性设置
– 选定要设置属性的模块，然后在模块上按鼠标右键并在弹出的 快捷菜单中选择Block properties – 该对话框包括General、Block annotation和Callbacks 3个可以相 互切换的选项卡。

General：设置3个基本属性：Description(说明)、Priority(优先级) 、 Tag(标记)。 Block annotation：指定显示模块的哪些参数 Callbacks：指定函数或命令，当该模块被双击之后，Simulink就会调 用该函数或命令执行，这种函数在MATLAB中称为回调函数。
Simulink提供的功能源自– 建立系统模型 – 选择仿真参数和数值算法 – 启动仿真程序对该系统进行仿真 – 设置不同的输出方式来观察仿真结果
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Simulink的启动
Simulink不能独立运行，只能在MATLAB环境中运行 Simulink的启动
– 方法一：在MATLAB的命令窗口直接键入simulink。 – 方法二：单击MATLAB主窗口工具栏上的Simulink命令按钮
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Simulink的退出
为了退出Simulink，只要关闭所有模型编辑窗口和
Simulink模块库浏览器窗口即可。
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主要内容
Simulink操作基础 Simulink仿真模型 Simulink系统的仿真
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Simulink仿真模型概述
仿真模型(Model)
– 在视觉上表现为直观的方框图 – 在文件上则是扩展名为.mdl的ASCII代码 – 在数学上体现了一组微分方程或者是差分方程 – 在行为上模拟了物理器件构成的实际系统的动态特性。
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Lookup Tables模块库，线形插值查表模块库；
Math Operations模块库，提供数学运算功能元件； Model Verification模块库，模型验证库； Model-Wide Utilities模块库； Ports and Subsystems模块库，端口和子系统； Signals Attributes模块库，信号属性模块； Signals Routing模块库，提供用于输入、输出和控制的相关信号及相关处理； User-defined Functions模块库，用户自定义函数元件； Additional Math &Discrete模块库。
SIMULINK功能模块的编辑（续）
4) 转向：为了能够顺序连接功能模块的输入和输出端，功能模块 有时需要转向。在菜单Format中选择Flip Block旋转180度，选 择Rotate Block顺时针旋转90度。或者直接按Ctrl+F键执行 Flip Block，按Ctrl+R键执行Rotate Block。 5) 改变大小：选中模块，对模块出现的4个黑色标记进行拖曳即 可。

模块(Block)是构成系统仿真模型的基本单元
– 用适当的方式把各种模块连接在一起就能够建立动态系统的仿真 模型
从宏观角度来看,
Simulink模型通常包含了3类模块
– 信源(Source) – 系统(System) – 信宿(Sink)
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Simulink模块库
Simulink模块库 – – – – – – – Sources模块库，为仿真提供各种信号源； Sinks模块库，为仿真提供输出设备元件； Commonly Used Blocks模块库，为仿真提供常用元件； Continuous模块库，为仿真提供连续系统元件； Discontinuous模块库，非连续系统元件； Discrete模块库，为仿真提供离散元件； Logic and Bit Operations模块库，提供逻辑运算和位运算的元件；