MATLAB程序设计电子教案第7章

第7章Simulink仿真环境第7章Simulink仿真环境MATLAB7.X程序设计2/53主要内容：①Simulink的工作环境；②模型文件的创建和仿真；③子系统的封装过程。第7章Simulink仿真环境MATLAB7.X程序设计3/537.1Simulink的启动与退出7.1.1Simulink简介•Simulink是用来对动态系统进行建模、仿真和分析的面向框图的仿真软件，是MATLAB的重要组成部分。•Simulink提供建立系统模型、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等功能。第7章Simulink仿真环境MATLAB7.X程序设计4/537.1.2Simulink的启动和模型编辑窗口Simulink的启动方法有下列几种：•1)在MATLAB的命令窗口输入语句simulink，即可启动Simulink。Simulink启动后会显示Simulink模块库浏览器(SimulinkLibraryBrowser)窗口。•2）单击MATLAB主窗口工具栏上的Simulink命令按钮。•3）在MATLAB主窗口File菜单中选择New菜单项下的Model命令，在出现Simulink模块库浏览器窗口的同时，还会出现一个名字为untitled的模型编辑窗口。第7章Simulink仿真环境MATLAB7.X程序设计5/53•Simulink的模型编辑窗口由菜单、工具栏、模型框图窗口和状态栏等组成。•其中菜单提供了模型建立和仿真的几乎全部功能。工具栏是模型建立和仿真过程中常用功能的命令按钮，模型框图窗口是模型编辑区，状态栏是仿真过程中的状态信息。第7章Simulink仿真环境MATLAB7.X程序设计6/53file的常用菜单项功能菜单项功能Modelproperties模型属性Print…打印模型PreferencesSIMULINK界面的默认设置选项Close关闭当前Simulink窗口第7章Simulink仿真环境MATLAB7.X程序设计7/53Edit的常用菜单项功能菜单项功能Createsubsystem创建子系统Masksubsystem…封装子系统Lookundermask查看封装子系统的内部结构Updatediagram更新模型框图的外观第7章Simulink仿真环境MATLAB7.X程序设计8/53View的常用菜单项功能菜单项功能•Gotoparent显示当前系统的父系统•Modelbrowseroptions模型浏览器设置•Blockdatatipsoptions鼠标位于模块上方时显示模块内部数据•Librarybrowser库浏览器•Modelexplorer模型浏览器•Zoomin/Zoomout放大/缩小•Fitsystemtoview自动选择最合适的显示比例•Normal以正常比例(100%)显示模型第7章Simulink仿真环境MATLAB7.X程序设计9/53Simulation的常用菜单项功能菜单项功能•Start/Stop启动/停止仿真•ConfigurationParameters…设置仿真参数•Normal普通Simulink模型•Accelerator产生加速Simulink模型第7章Simulink仿真环境MATLAB7.X程序设计10/53Format的常用菜单项功能菜单项功能•Textalignment标注文字对齐工具•Enabletexcommands使tex命令有效•Filpname翻转模块名•Filpblock/RotateBlock翻转/旋转模块•Showname显示模块的名字•Showportlabels显示端口标签•Foregroundcolor前景色•Backgroundcolor背景色•Screencolor屏幕颜色•Port/signaldisplays端口/信号显示•Blockdisplays显示模块第7章Simulink仿真环境MATLAB7.X程序设计11/53tools的常用菜单项功能菜单项功能•Simulinkdebugger…Simulink调试器•Fixed_pointsettings浮点设置•Modeladvisor模型咨询•Lookuptableeditor查表编辑•Dataclassdesigner用户定义数据类型设计器•Buseditor线路编辑•Signal&scopemanager信号和示波器管理器•Real_timeworkshop实时工作平台•Externalmodecontrolpanel外部的模式控制平台•Controldesign控制设计•Parameterestination参数估计•Reportgenetor报告生成器第7章Simulink仿真环境MATLAB7.X程序设计12/537.1.3Simulink的文件操作Simulink的文件操作方式非常灵活，常用的文件操作有新建文件、打开文件和保存文件三种。1新建文件新建仿真模型文件有以下三种方法：•1）在MATLAB的命令窗口选择菜单FileNewModel。•2）在Simulink模块库浏览器窗口选择菜单FileNewModel，或者单击工具栏的图标。•3）在Simulink模型窗口选择菜单FileNewModel，或者单击工具栏的图标。第7章Simulink仿真环境MATLAB7.X程序设计13/532打开文件打开仿真模型文件有以下四种方法：•1）在MATLAB的命令窗口输入不加扩展名的文件名，该文件必须在当前搜索路径中。•2）在MATLAB的命令窗口选择菜单FileOpen…或者单击工具栏的图标打开文件。•3）在Simulink模块库浏览器窗口选择菜单FileOpen…或者单击工具栏的图标打开.mdl文件。•4）在Simulink模型窗口中选择菜单FileOpen…或者单击工具栏的图标打开文件。第7章Simulink仿真环境MATLAB7.X程序设计14/533保存文件模型创建完成后，从模型编辑窗口的File菜单项中选择Save或SaveAs命令，或者单击工具栏的图标，可以将模型以模型文件的格式(扩展名为.mdl)存入磁盘。第7章Simulink仿真环境MATLAB7.X程序设计15/537.1.4Simulink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。第7章Simulink仿真环境MATLAB7.X程序设计16/537.2Simulink的基本模块7.2.1基本模块库Simulink6.0的基本模块库包括16个子模块库，常用的模块库:•常用的模块子库（CommonlyUsedBlocks）•连续模块子库（Continuous）•离散模块子库（Discrete）•逻辑和位操作模块子库（logicandbitoperation）•查表函数模块子库（lookupTables）第7章Simulink仿真环境MATLAB7.X程序设计17/53•一般数学函数子库（Math）•信宿模块子库（Sinks）•信源模块子库(Sources)•用户定义的函数模块子库(User_definedFunctions)•端口与子系统(Ports&Subsystems)第7章Simulink仿真环境MATLAB7.X程序设计18/537.2.2常用模块的参数设置1信号发生器•信号发生器(signalgenerator)是信源模块子库Sources中的模块，双击信号发生器模块，会出现参数设置对话框。•对话框的上半部分为参数说明;下半部分设置参数，Waveform为信号类型，Time(t)为仿真时间或外部时间，Amplitude为信号幅值，Frequency为频率。第7章Simulink仿真环境MATLAB7.X程序设计19/532三角函数•三角函数(TrigonometricFunction)是数学函数子库Math中的一个模块,双击三角函数模块，会出现参数设置对话框。对话框的上半部分为参数说明，下半部为参数设置，其中Function为可供选择的三角函数,Outputsignaltype为自动、实数和复数。第7章Simulink仿真环境MATLAB7.X程序设计20/533数学函数•数学函数（Mathfunction）是数学函数子库Math中的一个模块,双击Mathfunction模块，会出现参数设置对话框。上半部分为参数说明，下半部分为参数设置,其中Function为可供选择的数学函数,Outputsignaltype为自动、实数和复数。第7章Simulink仿真环境MATLAB7.X程序设计21/534示波器•示波器(Scope)是常用的模块子库中的模块，用来接收输入信号并实时显示信号波形的曲线。•示波器的参数设置对话框有两页，其中General页可设置坐标轴数目Numberofaxes，浮点显示floatingscope，时间范围Timerange，采样增益Sampling；History页可设置数据点数Limitdatapointstolast，是否保存到工作空间Savedatatoworkspace。第7章Simulink仿真环境MATLAB7.X程序设计22/537.3模型文件的创建7.3.1模块的操作1模块的选定模块的选定有三种方式：•1）选定单个模块选定对象只要在模块上单击鼠标，被选定的对象的四角处会出现小黑块编辑框。•2）选定多个模块如果选定多个模块，可以按下Shift键，然后再单击所需选定的模块；或者用鼠标拉出矩形虚线框，将所有待选模块框在其中，则矩形框中所有的模块均被选中。•3）选定所有模块如果要选定所有模块，可以选择菜单EditSelectall。第7章Simulink仿真环境MATLAB7.X程序设计23/532模块的复制模块的复制有两种方式：•1)不同模型窗口(包括模型库窗口)之间的模块复制选定模块，用鼠标将其拖到另一模型窗口。选定模块，使用菜单和工具栏中的Copy和Paste命令。•2)在同一模型窗口内的复制模块选定模块，按下鼠标右键，拖动模块到合适的地方，释放鼠标。选定模块，按住Ctrl键，再用鼠标拖动对象到合适的地方，释放鼠标。使用菜单和工具栏中的Copy和Paste命令。第7章Simulink仿真环境MATLAB7.X程序设计24/533模块的移动模块的移动有两种方式：•1)在同一模型窗口移动模块选定需要移动模块，用鼠标将模块拖到合适的地方。•2)在不同模型窗之间移动模块在不同模型窗之间移动模块，在用鼠标移动的同时按下Shift键。当模块移动时，与之相连的连线也随之移动。第7章Simulink仿真环境MATLAB7.X程序设计25/534模块的删除•要删除模块，应选定删除模块，按Delete键。•选定待删除模块后，用菜单和工具栏的EditCut。5模块的缩放•选定需要改变大小的模块，出现小黑块编辑框后，用鼠标拖动编辑框，可以实现放大或缩小。•使用菜单view中的Zoomin/Zoomout。第7章Simulink仿真环境MATLAB7.X程序设计26/536模块的翻转•选定模块，选择菜单FormatFlipBlock可以将模块旋转180度。•选定模块，选择菜单FormatRotateBlock可以将模块旋转90度。7编辑和修改模块名•单击模块下面或旁边的模块名，出现虚线编辑框就可对模块名进行编辑、修改。选定模块，选择菜单FormatFont，打开字体对话框设置字体。第7章Simulink仿真环境MATLAB7.X程序设计27/537.3.2信号线的操作信号线的操作是创建模型文件时连接模块的操作，常用的信号线的操作如下：1模块间连线•先将光标指向一个模块的输出端，待光标变为十字符后，按下鼠标左键并拖动，直到另一模块的输入端。第7章Simulink仿真环境MATLAB7.X程序设计28/532信号线的分支和折线•1)分支的产生将光标指向信号线的分支点上，按鼠标右键，光标变为十字符，拖动鼠标直到分支线的终点，释放鼠标；或者