八Simulink仿真环境(matlab)

八.Simulink仿真环境本章主要内容Simulink使用入门模型的创建连续系统的建模与仿真子系统的创建与封装及条件执行子系统用MATLAB命令创建和运行Simulink模型8.1Simulink使用入门Simulink是面向框图的仿真软件，具有以下特点：用绘制方框图代替编写程序，结构和流程清晰；智能化地建立和运行仿真，仿真精细、贴近实际，自动建立各环节的方程，自动地在给定精度要求下以最快速度进行系统仿真；适应面广，包括线性、非线性系统，连续、离散及混合系统，单任务、多任务离散事件系统。8.1.1Simulink入门例8.1创建一个正弦信号的仿真模型(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(SimulinkLibraryBrowser)窗口。窗口见下页所示：8.1.1Simulink入门（续）模块库列表模块列表当前模块的文字说明关键字搜索菜单工具条8.1.1Simulink入门（续）(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。8.1.1Simulink入门（续）(4)用鼠标单击所需要的输入信号源模块“SineWave”(正弦信号)，将其拖放到空白的模型窗口“untitled”，则“SineWave”模块就被添加到untitled窗口；也可以用鼠标选中“SineWave”模块，单击鼠标右键，在快捷菜单中选择“addto‘untitled’”命令，就可以将“SineWave”模块添加到untitled窗口。如下图所示：8.1.1Simulink入门（续）8.1.1Simulink入门（续）(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“SineWave”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。模型如下图所示：8.1.1Simulink入门（续）8.1.1Simulink入门（续）(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。8.1.1Simulink入门（续）(8)保存模型，单击工具栏的图标，将该模型保存为“exm08_01.mdl”文件。8.1.2Simulink的模型窗口模型窗口由菜单、工具条、模型浏览器窗口、模型框图窗口以及状态栏组成。菜单工具条模型浏览器模型框图窗口仿真开始仿真结束打开模块库切换单双窗回到父系统打开调试器状态栏仿真模型8.1.2Simulink的模型窗口状态栏用于显示仿真的状态。当鼠标指向菜单和工具条时，在状态栏显示其定义；“Ready”表示模型准就绪等待仿真；“100％”表示编辑窗模型的显示比例；“ode45”表示仿真所用积分算法。菜单名菜单项功能FileNew——Model新建模型Modelproperties模型属性PreferencesSIMULINK界面的默认设置选项Print…打印模型Close关闭当前Simulink窗口ExitMATLAB退出MATLAB系统EditCreatesubsystem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ViewGotoparent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显示库浏览器Fitsystemtoview自动选择最合适的显示比例Normal以正常比例(100%)显示模型SimulationStart／Stop启动／停止仿真Pause／Continue暂停／继续仿真SimulationParameters…设置仿真参数Normal普通Simulink模型Accelerator产生加速Simulink模型FormatTextalignment标注文字对齐工具Filpname翻转模块名Show／Hidename显示／隐藏模块名Filpblock翻转模块RotateBlock旋转模块Librarylinkdisplay显示库链接Show／Hidedropshadow显示／隐藏阴影效果Sampletimecolors设置不同的采样时间序列的颜色Widenonscalarlines粗线表示多信号构成的向量信号线Signaldimensions注明向量信号线的信号数Portdatatypes标明端口数据的类型Storageclass显示存储类型ToolsDataexplorer…数据浏览器Simulinkdebugger…Simulink调试器Dataclassdesigner用户定义数据类型设计器LinearAnalysis线性化分析工具8.2模型的创建8.2.1模型概念和文件操作Simulink模型的含义：方框图；扩展名为.mdl的ASCII代码；方程；实际系统的动态性状。8.2模型的创建（续）1.Simulink模型的一般结构信源（source)系统（system)信宿（sink）常数、信号发生器、时钟信号示波器、图形记录仪、数字显示仪8.2模型的创建（续）2.Simulink的文件操作新建仿真模型文件有几种操作：在MATLAB的命令窗口选择菜单“File”“New”“Model”。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。在Simulink模型窗口选择菜单“File”“New”“Model”，或者单击工具栏的图标。8.2模型的创建（续）打开仿真模型文件有几种操作：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。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。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。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。8.2模型的创建（续）Simulink模型是以ASCII码形式存储的.mdl文件，其保存方法是标准的Windows操作，即利用图标、菜单“File”“Save”或“File”“SaveAs”都可以实现存盘。8.2模型的创建（续）Simulink模型的打印：点击模型窗图标或选中菜单“File”“Print”,打开一个打印对话框。可选择打印当前系统（Currentsystem）、当前系统及其上层系统（Currentsystemandabove）、当前系统及其下层系统（Currentsystemandblow）、整个系统（Allsystem）。因为一个Simulink模型（*.mdl）可能包含多个子系统，所以打印模型时，要选择所要打印的系统。8.2.2模块的操作模块输入模块输出模块名图标标识8.2.2模块的操作（续）1.模块的选定选定单个模块：只要在待选模块上单击鼠标左键即可。选定多个模块：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，则矩形框中所有的对象均被选中。选定所有模块：可以选择菜单“Edit”“Selectall”。8.2.2模块的操作（续）2.模块的复制(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，使用菜单的“Copy”和“Paste”命令。选定模块，使用工具栏的“Copy”和“Paste”按钮。(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，再拖动鼠标到合适的地方，释放鼠标。使用菜单和工具栏中的“Copy”和“Paste”按钮。8.2.2模块的操作（续）3.模块的移动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。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。8.2.2模块的操作（续）4.模块的删除选定待删除模块，按Delete键；或者用菜单“Edit”“Clear”或“Cut”；或者用工具栏的“Cut”按钮。5.改变模块大小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。8.2.2模块的操作（续）6.模块的旋转模块旋转180度：选定模块，选择菜单“Format”“FlipBlock”可以将模块旋转180度。模块旋转90度：选定模块，选择菜单“Format”“RotateBlock”可以将模块旋转90度。如果一次翻转不能达到要求，可以多次翻转来实现。8.2.2模块的操作（续）7.模块名的编辑修改模块名：单击模块下面或旁边的模块名，出现编辑框就可对模块名进行修改。模块名字体设置：选定模块，选择菜单“Format”“Font”，打开字体对话框设置字体。模块名的显示和隐藏：选定模块，选择菜单“Format”“Hide/Showname”，可以隐藏或显示模块名。模块名的翻转：选定模块，选择菜单“Format”“Flipname”，可以对称翻转8.2.2模块的操作（续）8.模块阴影效果选定模块，选择菜单“Format”“ShowDropShadow”，可以给模块周围加上阴影，以突出该模块。8.2.2模块的操作（续）9.模块参数的设置双击模块可以打开该模块参数设置对话框，查看或修改模块的参数。8.2.3信号线的操作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，按下鼠标键并拖动，直到另一模块的输入端。选中源模块，然后按住Ctrl键，再用鼠标左键单击目的模块即可。8.2.3信号线的操作（续）2.信号线的分支和折曲(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；或者按住Ctrl键，同时按下鼠标左键拖动鼠标到分支线的终点；或按住鼠标左键，从目的模块的输入端拖动鼠标到信号线的分支点。8.2.3信号线的操作（续）(2)信号线的折曲选中已存在的信号线，将光标指向待折处，按住Shift键，同时按下鼠标左键，当光标变成小圆圈时，用鼠标拖动小圆圈将折点拉至合适处，释放鼠标。8.2.3信号线的操作（续）3.信号线的移动和删除选中信号线，并将光标指向它，按下鼠标左键，拖动至希望处后，释放鼠标即完成信号线的移动。选中信号线，按Delete键即可删除该信号线。8.2.3信号线的操作（续）4.在信号线中插入模块如果模块只有一个输入端口和一个输出端口，则该模块可以直接被插入到一条信号线中。8.2.3信号线的操作（续）5.信号线标识(label)添加标识：双击信号线，则出现一个空的文字填写框，在其中输入标识。修改标识：单击需要修改的标识，出现一个编辑框即可修改标识。移动标识：单击标识，出现编辑框后，用鼠标按住拖动就可以移动编辑框。复制标识：单击需要复制的标识，按下Ctrl键同时移动标识，或者用菜单和工具栏的复制操作。删除标识：单击标识，待出现编辑框后，将光标移出编辑框外，再按Delete键即可。8.2.4给模型添加文本注释1.添加模型的文本注释在将用作注释区的中心位置，双击鼠标左