第5章SIMULINK仿真工具箱 SIMULINK是一个进行动态系统建模、 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
第5章 SIMULINK仿真工具箱 SIMULINK是一个进行动态系统建模、 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 1
5.1 SIMULINK入门 5.1.1 SIMULINK简介 SIMULINK是Mathworks.公司开发的一个具有重要影 响力的软件产品。在SIMULINK提供的图形用户界面GUI 上，只需进行鼠标的简单拖拉操作就可构造出复杂的仿真 模型。它外表以方块图形式呈现，且采用分层结构。 从建模角度讲，这既适于自上而下(Top-down)的设计流 程（概念、功能、系统、子系统、直至器件），又适于自 下而上（Bottom-up)逆程设计。 从分析研究角度讲，这种SIMULINK模型不仅能让用户知 道具体环节的动态细节，而且能让用户清晰地了解各器件 、各子系统、各系统间的信息交换，掌握各部分之间的交 互影响
5.1 SIMULINK入门 • 5.1.1 SIMULINK简介 • SIMULINK是Mathworks公司开发的一个具有重要影 响力的软件产品。在SIMULINK 提供的图形用户界面GUI 上，只需进行鼠标的简单拖拉操作就可构造出复杂的仿真 模型。它外表以方块图形式呈现，且采用分层结构。 • 从建模角度讲，这既适于自上而下（Top-down）的设计流 程（概念、功能、系统、子系统、直至器件），又适于自 下而上（Bottom-up） 逆程设计。 • 从分析研究角度讲，这种SIMULINK模型不仅能让用户知 道具体环节的动态细节，而且能让用户清晰地了解各器件 、各子系统、各系统间的信息交换，掌握各部分之间的交 互影响。 2
1.Simulink的特点 (1)设计简单：系统结构使用方框图绘制，以绘 制模型化的图形代替程序输入，以鼠标操作代替 编程； （2)分析直观：用户不需要考虑系统模块内部， 只要考虑系统中各模块的输入输出； （3)仿真快速、准确：智能化地建立各环节的方 程，自动地在给定精度要求下以最快速度仿真， 还可以交互式地进行仿真
1. Simulink的特点 • （1）设计简单: 系统结构使用方框图绘制，以绘 制模型化的图形代替程序输入，以鼠标操作代替 编程； • （2）分析直观: 用户不需要考虑系统模块内部， 只要考虑系统中各模块的输入输出； • （3）仿真快速、准确: 智能化地建立各环节的方 程，自动地在给定精度要求下以最快速度仿真， 还可以交互式地进行仿真。 3
2.Simulink的典型模型结构 Simulink的典型模型结构由3部分组成： 输入、状态、输出模块。 输入(u) 输出(y) 状态(x) ·3.Simulink的文件 .mdl文件。 。4.Simulink的帮助
2.Simulink的典型模型结构 • Simulink的典型模型结构由3部分组成： 输入、状态、输出模块。 • 3. Simulink的文件 • .mdl文件。 • 4. Simulink的帮助 输出（y） 状态（x） 输入（u） 4
Simulink的应用领域示意图 控制系统 电机系统 船舶系统 通讯与卫星系统 电子系统 航空航天系统 汽车系统 金融系统 生物系统
我们可以使用Simulink建立什么模型？ 答：任何需要数学手段建立的系统。 通讯与卫星系统 船舶系统 电机系统 控制系统 电子系统 航空航天系统 汽车系统 金融系统 生物系统 Simulink的应用领域示意图 5
应用实例： 。例1：SimuLink.在电路分析中的应用 ·例2：SimuLink.在数字电路中的应用 ·例3：SimuLink.在信号与系统中的应用 ·例4：SimuLink.在PID控制中的的应用
应用实例： • 例1：SimuLink在电路分析中的应用 • 例2：SimuLink在数字电路中的应用 • 例3：SimuLink在信号与系统中的应用 • 例4：SimuLink在PID控制中的的应用 • …… 6
5.1.2 SIMULINK的启动和退出 启动SIMULINK有以下几种方法： ()在MATLAB命令窗口中输入simulink命令，打开 Simulink模块库浏览器窗口如图所示，然后再新建一个 untitled”窗口。 Librar g Simulink Library Browser untitled 里i1e 日▣☒ Edit View Help File Edit View Help New File Edit View Simulation Format Tools Help Model Ctrl+N 问find 它pen Ctrl+0 Library D 3日鲁 蹈略中→介22) Close Continuous: simulink Preferences... C Simulink Continuous Discontinuities 空 Continuous Discrete Discontinuiti Logic and Bit Operations 空匀 Lookup Tables Discrete Math Operations Look-UD Table Model Verification Model-Wide Utilities Ready Ports Subsystems 25 Signal Attributes Signal Routing 100% ode45
5.1.2 SIMULINK的启动和退出 • 启动SIMULINK有以下几种方法： • (1) 在MATLAB命 令窗口中 输入 simulink命令， 打开 Simulink模块库浏览器窗口如图所示，然后再新建一个 “untitled”窗口。 7
(2)在MATLAB指令窗口下单击“new simulink model”按 钮（见如图红色方框），再按新建按钮创建一个“untitled” 窗口。 MATLAB untitled 日▣☒ File Edit Debug 卫esktop Hindo Eile Edit View Sinulation Fornat Tools Help 0它日昌盖路色中→分22人10.0 Nornal 品电 Shortcuts ☒How to A,cdd ☒1 halSim Torkspace 苗国想昼 8 Ready 100% ode45
• (2) 在MATLAB指令窗口下单击“new simulink model”按 钮(见如图红色方框)，再按新建按钮创建一个“untitled” 窗口。 8
(3)模型创建完成后，从模型编辑窗口的“Fle”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。 ·若方框图模型已经存在，那么在MATLAB命令窗 口下键入模型文件的名字，便可以直接打开模型窗 口。 如果要退出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
• (3) 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。 • 若方框图模型已经存在，那么在MATLAB命令窗 口下键入模型文件的名字，便可以直接打开模型窗 口。 • 如果要退出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。 9
一个简单的Simulink实例 。】 将一个阶跃输入信号送到积分环节，并将 积分后的信号送到示波器显示。 ·1.创建空白模型 ·2.添加模块 ex71* 日回☒ File Edit View Simulation Format Tools Help ·3.添加连接 →个22■ 10.0 Normal ·4.仿真 ·5.保存模型 Step Integrator Scope Ready 100% ode45
一个简单的Simulink实例 • 将一个阶跃输入信号送到积分环节，并将 积分后的信号送到示波器显示。 • 1. 创建空白模型 • 2. 添加模块 • 3. 添加连接 • 4. 仿真 • 5. 保存模型 10