MATLAB第五讲simulink1
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matlab simulink模型搭建方法Matlab Simulink是一个强大的多领域仿真和模型搭建环境,广泛应用于控制系统、信号处理、通信系统等多个领域。
本文将详细介绍Matlab Simulink模型搭建的方法,帮助您快速掌握这一技能。
一、Simulink基础操作1.启动Simulink:在Matlab命令窗口输入“simulink”,然后按回车键,即可启动Simulink。
2.创建新模型:在Simulink开始页面,点击“新建模型”按钮,或在菜单栏中选择“文件”→“新建”→“模型”,创建一个空白模型。
3.添加模块:在Simulink库浏览器中,找到所需的模块,将其拖拽到模型窗口中。
4.连接模块:将鼠标光标放在一个模块的输出端口上,按住鼠标左键并拖拽到另一个模块的输入端口,松开鼠标左键,完成模块间的连接。
5.参数设置:双击模型窗口中的模块,可以设置模块的参数。
6.模型仿真:在模型窗口中,点击工具栏上的“开始仿真”按钮,或选择“仿真”→“开始仿真”进行模型仿真。
二、常见模块介绍1.源模块:用于生成信号,如Step、Ramp、Sine Wave等。
2.转换模块:用于信号转换和处理,如Gain、Sum、Product、Scope 等。
3.控制模块:用于实现控制算法,如PID Controller、State-Space等。
4.建模模块:用于构建物理系统的数学模型,如Transfer Fcn、State-Space等。
5.仿真模块:用于设置仿真参数,如Stop Time、Solver Options等。
三、模型搭建实例以下以一个简单的线性系统为例,介绍Simulink模型搭建过程。
1.打开Simulink,创建一个空白模型。
2.在库浏览器中找到以下模块,并将其添加到模型窗口中:- Sine Wave(正弦波信号源)- Transfer Fcn(传递函数模块)- Scope(示波器模块)3.连接模块:- 将Sine Wave的输出端口连接到Transfer Fcn的输入端口。
Simulink是面向框图的仿真软件。
演示一个Simulink的简单程序【例】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。
如图所示。
(8) 保存模型,单击工具栏的图标,将该模型保存为“”文件。
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。
MATLAB/SIMULINK的操作指导一SIMULINK简介Simulink是MATLAB下的一个软件包,是一个结合了框图界面和交互仿真能力的系统级设计和仿真工具。
它以MATLAB的核心数学、图形和语言为基础,可以让用户毫不费力地完成从算法开发、仿真或者模型验证的全过程,而不需要传递数据、重写代码或改变软件环境。
Simulink是基于MATLAB的图形化仿真环境。
它使用图形化的系统模块对动态系统进行描述,并在此基础上进行动态系统的求解。
利用Simulink对动态系统进行仿真的核心在于,MATLAB计算引擎对系统微分方程核差分方程求解。
Simulink与MATLAB时高度集成在一起的,因此,Simulink与MATLAB之间可以灵活的交互操作。
1 Simulink的窗体介绍由于Simulink是基于MATLAB环境之上的高性能的系统及仿真平台。
因此,启动Simulink 之前必须首先运行MATLAB,然后,才能启动Simulink并建立系统的仿真模型。
MATLAB成功启动后,在Command Window窗口的工作区中,键入simulink后,回车即可启动Simulink,或点击MATLAB窗体上的Simulink的快捷键也可启动Simulink,操作如图1所示。
启动后的Simulink窗体以及功能介绍如图2所示。
图1 两种启动Simulink方法的图示说明图.2 Simulink库浏览器窗口2 一个MATLAB/Simulink库自代的演示实例MATLAB/Simulink自代了大量的演示实例,为读者创建模型提供许多有益的帮助,读者可借鉴这些实例。
浏览演示实例可在Command Window窗的工作区键入demo回车即可,或点击MATLAB窗体的左下角的Start按钮也可浏览,选择出所需的模型。
线性电路的暂态分析模型如图3所示,其运行结果如图.4所示。
图 3 线性电路暂态分析的演示仿真模型图.4 线性电路暂态分析的演示仿真模型的运行结果3 创建一个MATLAB实例对Simulink库有了初步了解后,创建一个简单电路的仿真模型并运行。
matlab之simulink最通俗教程Simulink是MATLAB的一个重要工具箱,用于建模和仿真控制系统。
Simulink提供了一种图形化建模环境,可以方便地构建复杂系统,并对其进行仿真和分析。
本文将详细介绍Simulink的基本原理和使用方法,以便初学者快速入门。
Simulink模型由各种模块组成,这些模块可以是系统组件、数学算法或信号处理函数。
用户可以使用Simulink库中的预定义模块,也可以自己编写MATLAB函数来创建自定义模块。
模块之间的连接通过信号线进行,可以传递各种类型的信号,如数值、布尔值和字符串。
使用Simulink建模的第一步是创建一个新模型。
在MATLAB命令窗口中输入“simulink”命令即可打开Simulink库浏览器。
然后,可以从左侧的“Simulink Library Browser”面板中拖动所需的模块到模型窗口中。
常用的模块包括输入输出模块、数学运算模块和逻辑控制模块。
在模型中添加模块后,可以使用鼠标将它们连接在一起。
要创建连接线,只需点击模块输出端口并将鼠标拖动到另一个模块的输入端口。
连接线将自动连接两个模块,形成信号传递路径。
连接线上可以添加箭头标记,用于指定信号的流动方向。
模型的参数和设置可以在模型窗口的右侧“Properties”面板中进行调整。
例如,可以设置模块的初始状态、仿真时间范围和采样时间。
还可以为模块添加注释、设置显示颜色和调整模块大小等。
Simulink提供了多种仿真和分析工具,用于评估模型的性能和行为。
可以使用“Simulate”按钮开始仿真并观察模型的实时响应。
仿真结果可以以图表或波形图的形式显示,并可以保存和导出到MATLAB工作空间中进行后续处理。
还可以使用模型验证和优化工具来检查模型的准确性和效率。
除了基本的建模和仿真功能外,Simulink还支持代码生成和硬件连接。
可以将Simulink模型转换为C代码,并嵌入到嵌入式系统中。
第8章Simulink基本知识Simulink是MATLAB软件的重要组成部分,能够进行动态系统的建模、仿真和综合分析,在学术和工业领域的应用越来越广泛。
¾Simulink建模的基本概念¾Simulink的基本操作¾Simulink常用的基本模块库¾Simulink中的子系统和封装¾Simulink模型的工作空间¾S函数的设计与应用8.1 Simulink概述Simulink是MATLAB软件最重要的组件之一,能够进行动态系统建模、仿真和综合分析,提供了交互式图形化环境。
在Simulink中,把现实中的每个系统都看成是由输入、输出和状态这3个基本元素组成,并随时间变化的数学函数关系。
8.1.1 Simulink的概念Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具,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、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模,它也支持多速率系统,即系统中的不同部分具有不同的采样率。
为了创建动态系统模型,Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI),这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成,它提供了一种更快捷、直接明了的方式,而且用户可以立即看到系统的仿真结果。
8.1.2 Simulink的应用和特点Simulink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Simulink。
Simulink应用领域8.1.3 Simulink举例【例】在下图所示的系统中,已知质量m = 1kg,阻尼b = 2N.sec/m,弹簧系数100N/m,且质量块的初始位移x(0) = 0.05m,其初始速度x’(0) = 0m/sec,要求创建该系统的SIMULINK模型,并进行仿真运行。