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第8章 SIMULINK 仿真


4 模块参数设置
用鼠标双击指定模块图标,打开模块对话框,根据 对话框栏目中提供的信息进行参数设置或修改。 ➢ 例如双击模型窗口的scope模块,弹出图示对话框, 在对话框中分别输入横轴个数、时间范围,等, 点击OK键,完成该模型的设置,如右下图所示:
5 模块的连接
模块之间的连接是用连接线将一个模块的输出端与 另一模块的输入端连接起来;也可用分支线把一个 模块的输出端与几个模块的输入端连接起来。
2 模块拷贝及删除
在模块库中选中模块后,按住鼠标左键不放并移 动鼠标至目标模型窗口指定位置,释放鼠标即完 成模块拷贝。
模块的删除只需选定删除的模块,按Del键即可。
3 模块调整
改变模块位置、大小:选中模块,拖至新的位置;选中 模块进行大小的缩放。
改变模块方向
➢ 使模块输入输出端口的方向改变。选中模块后, 选 取 菜 单 Format→RotateBlock , 可 使 模 块 旋 转 900。 Format→FlipBlock,旋转1800
长算法两类。定步长支持的算法可在Fixed step size编辑框 中指定步长或选择auto,由计算机自动确定步长,离散系 统一般默认地选择定步长算法,在实时控制中则必须选用 定步长算法;变步长支持的算法如图9-16所示,对于连续 系统仿真一般选择ode45,步长范围使用auto项。
图9-15 定步长算法
1 Sources库
也可称为信号源库,该库包
含了可向仿真模型提供信号
的模块。它没有输入口,但 至少有一个输出口。
双击图标 的模块图:
即弹出该库
➢ 在该图中的每一个图标都是一 个信号模块,这些模块均可拷 贝到用户的模型窗里。用户可 以在模型窗里根据自己的需要 对模块的参数进行设置(但不 可在模块库里进行模块的参数 设置).
[说明] ➢ 上述参数中,若省略timespan,option,ut则由框图模型的
对话框Simulation Parameters设置仿真参数。
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8.3.2 仿真参数设置
1、仿真参数对话框 点击Simullink模型窗simulation菜单下的Parameters命令,弹出 仿真参数对话框如右图所示。用得较多的主要是Solver页和 Workspace I/O页。
5、Sources(输入源模块) sources.mdl P266
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。
连接线生成是将鼠标置于某模块的输出端口(显一 个十字光标) ,按下鼠标左键拖动鼠标至另一模块 的输入端口即可。 分支线则是将鼠标置于分支点, 按下鼠标右键,其余同上。
连接线(左键)
分支线(右键)
8.2 Simulink的基本模块
SIMILINK模块库按功能进行分类,包括以下8类子库: Continuous(连续模块) Discrete(离散模块) Function&Tables(函数和平台模块) Math(数学模块) Nonlinear(非线性模块) Signals&Systems(信号和系统模块) Sinks(显示模块) Sources(输入源模块)
示波器属性对话框Data history页
【例8-1】示波器应用示例。Simulink仿真模型如左图所示,示波器输 入为3(Y轴个数为3)。右图为该示波器显示的三路输入信号的波形.
Signals & Systems 库
:信号分路器 。
将混路器输出的信号依照原来的构成方法分解 成多路信号。
:信号汇总器
② Workspace I/O页
这个页面的作用是定义将仿真结果输出到工作空间,以及从工作 空间得到输入和初始状态。
1、 Math(数学模块)
Sum:加减运算 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
按钮。 (3)在MATLAB命令窗口File菜单中选择New菜单项下的Model命令。
2. Simulink的退出 为了退出Simulink,只要关闭所有模型窗口和Simulink模块库窗 口即可。
8.1.2 Simulink窗口 1.simulink库浏览器窗口 2.simulink模型构建窗口
➢ 示波器属性对话框
设置Y轴个数 设置显示的时间范围
选择轴的标注方法
确定显示频度(每隔n-1个 数据点显示一次) 确定显示点的时间间隔(缺 省为0表示连续显示)
示波器属性对话框General页
➢ 示波器属性对话框
设定缓冲区接受 数据的长度,勾选 为缺省状态,其值 为5000
确定示波器数据 是否保存到 MATLAB 工 作 空 间。若勾选则为 保存,且需确定 变量名和保存格 式(缺省时,不被 勾选)
① Solver页
➢ Simulation time(仿真时间): 设置Start time(仿真开始 时间)和Stop time(仿真终止时间)可通过页内编辑框 内输入相应数值,单位“秒”。另外,用户还可以利用Si nks库中的Stop模块来强行中止仿真。
① Solver页 ➢ Solver options(仿真算法选择): 分为定步长算法和变步
Real-Imag to Complex:由实部和虚部输入合成复数输出
2、Signal Routing(信号通路模块)
Mux:将多个单一输入转化为一个复合输出。 Demux:将一个复合输入转化为多个单一输出。 3、Ports&Subsystems(端口与子系统) SubSystem:建立新的封装(Mask)功能模块
将多路信号依照向量的形式混合成一路信号。
(a)
(b)
8.3 系统仿真运行
1. Simulink模型窗口下仿真 步骤 ① 打开Simulink仿真模型窗口,或打开指定的.mdl文件; ② 设置仿真参数:在模型窗口选取菜单【Simulation: Parameters】,弹出 “Simulation Parameters” 对话框, 设置仿真参数,然后按【OK】即可;
SubSystem Examples: 子系统实例
4、Sinks(显示模块或接收器模块) sinks.mdl
Scope:示波器。
XY Graph:显示二维图形。
To Workspace:将输出写入MATLAB的工作空 间。
To File(.mat):将输出写入数据文件。
Ground:连接到没有连接到的输入端。 Terminator:连接到没有连接到的输出端。
参数对话框中设置每个坐标的变
化范围),当X、Y分别为正、余
弦信号时,其显示图形如下:
示波器:显示在仿真过程产生的信号波形。双 击该图标,弹出示波器窗如右图所示:
打开示波器 属性对话框
分别管理X-Y、 X和Y轴向变焦
取当前窗中信号 最大、最小值为
纵坐标的上下限
设置为浮动示 波器
把当前轴的设置 保存为该示波器 的缺省设置
图9-16 变步长算法
① Solver页 ➢ Error Tolerance(误差限度): 算法的误差是指当前状
态值与当前状态估计值的差值,分为Relative tolerance (相对限度)和Absolute tolerance(绝对限度),通常 可选auto。
➢ Output options(输出选择 项):有Refine output(细 化输出)、Produce additi onal output(产生附加输 出)、Produce specified o utput only(只产生指定 输出)。
① Sine Wave:产生幅值、频率可设置的正弦波信号。 ➢ 双击图标 (认定该模块已拷贝到用户模型窗, 以下均如此),弹出正弦波的参数设置框图。图中参 数为Simulink默认值,用户可根据需要对这些参数 重新设置。
➢ 幅值、频率为2,基准为 0.5,其波形如下图所示:
② Step:产生幅值、阶跃时间可设置的阶跃信号。
➢ 双击图标
,弹出阶跃信号的参数设置框图。图中参数为
Simulink默认值。
➢ 当设置幅值为0.8,阶跃时间 为1秒时,阶跃波形如下图 所示:
2 Sinks 库
该库包含了显示和写模块输出的 模块。双击 即弹出该库的模 块图:

:数字表,显示指定模
块的输出数值。

:X-Y绘图仪用同一图形窗
口,显示X-Y坐标的图形(需先在
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。
利用Simulink进行系统仿真的步骤是
Logical Operator:逻辑运算
Relational Operator:关系运算
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
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