③设置模块参数并进行连接各模块组成仿
真系统。双击Fcn模块，打开对话框，在 Expression栏中输入u*log(1+u)，如下图 所示。其余模块参数不用设置。 设置模块参数后，用线将各模块连接起来 组成仿真模型，如下图
④设置系统仿真参数。单击模型窗口中的 Simulation菜单中的Simulation Parameters选项，打开仿真参数设置对话 框，选择Solver选项。在Start time和Stop time两个框中分别设置起始为0，停止为1s。 把算法选择中的Type设为Fixed-step，并 在具体算法选择框中选择ode5(DormandPrince)，再把Fixed step size设为0.001s。 （固定步长）
Simulink模块库简介
• 在Matlab的命令窗口中键入Simulink或 在Matlab的工具栏中单击 按钮 ， 可以打开Simulink的模块库，其界面又 称为模块库浏览器。
模 块 库
信 号 源 模 块 组
Sources
连 续 模 块 组
Continuous
离 散 模 块 组
Discrete
Simulink模型举例
• 例1 设系统的微分方程为：
x1 x 2 t 0 .5 t x2 x2 e
• 试建立系统仿真模型。
• 微分方程中的系统是时间t的函数，t由信号 源模块库(Sources)中的时钟模块(Clock)提 供，用数学运算模块库(Math Operation)中 的数学函数模块(Math Function)产生，再配 合以Sources库中的常数模块(Constant)、 Math Operations库中的乘积模块(Product) 和连续系统模块库(Continuous)中的积分模 块(Integrator)等，就可以建立系统模型。关 于输出可以用输出模块库(Sinks)中的输出端 口模块(Out)，也可以用Scope模块等等。
• 保存模型：
• 建立一个模型后可以把它保存下来。 • 使用模型窗口中的File菜单下的Save 选项，或者用Save as选项改名保存文 件。相应的文件的扩展名为.mdl。在 Matlab的命令窗口中，键入模型文件 名，可以打开相应的模型文件。
模块的有关操作
一. 模块大小的调整 选中模块后，模块的四角出现了小方块，用 鼠标单击任一角的小方块进行拖拽，即可改 变模块的大小。 二.模块的旋转 选中模块后，弹出鼠标右键菜单，然后选择 菜单命令Format下的Rotate block，模块则 按顺时针方向旋转90，若选择Flip block，模 块则翻转180。
所需的模块。一个时钟（Clock）模块、 两个to workspace模块，一个示波器 （Scope）模块。在User-Defined Functions（用户自定义函数）模块中拖 出Matlab Fcn（Matlab 函数）模块。并 把各模块按下图连线。
Байду номын сангаас
• 连好后，仿真模型就已经构建完成。 • 下面需要设置各模块的参数： • 双击Matlab Fcn模块，键入所建信号 源的M文件名f。 • 双击两个To Workspace模块，分别输 入变量名为t和y，Save format选择 Array模式。如下图： • 最后启动仿真，得到的函数曲线如下 图（双击示波器模块）
数 学 运 算 模 块 组 Math Operations
输 出 池 模 块 组
Sinks
信 号 线 路 发 送 模 块 Signal 组 Routing
断 续 模 块 组 Discontinuities
Simulink模型的建立与操作
• 模型窗口的建立
• 在Simulink中打开一个空白的模型窗口，如下 图。可以通过以下几种方法： • 在Matlab的命令窗口的File菜单中选择New命 令的Model； • 在Simulink窗口下的File菜单中选择New命令 的Model； • 单击Simulink工具栏中的‘新建模型’图标
• •
• •
四. 模块标签的改变 在模型窗口中创建模块时，Simulink会在 每个模块的下面默认位置上加一个标签。 用户可以按照自己的意愿给模块命名。这 时只需要在标签的任何位置单击或双击鼠 标，然后进行修改即可。 五. 模块参数的修正 Simulink在绘制模块时，给出的是带有默 认参数的模块模型，所以通常需要修改。 具体过程为选中模块并双击，在弹出的对 话框中，找到对应的参数并修改即可。
• Simulink提供了使用方框图进行仿真的平 台，使用Simulink进行仿真和分析可以像 在纸上绘图一样简单，比传统的仿真软件 包更直观、方便。Simulink是Matlab的进 一步扩展，它不但实现了可视化的动态仿 真，也实现了与Matlab、C或Fortran甚至 和硬件之间的相互数据传递，从而大大扩 展了其功能。Simulink不但可以进行仿真， 也可以进行模型分析，控制系统设计等。 下面介绍Matlab附带的Simulink中的模块 库。
• 说明：模型中的两个To Workspace模 块的功能是将时间变量t和输出变量y存 入Matlab的工作空间，选择存储格式 为Array模式。仿真结束后可以用 plot(t,y)命令进行绘图来观看输出结果。 而通过示波器可以随时观看仿真结果。
方法二：利用基本模块组合
• 构建该信号源的另一种方法是将一些
三. 模块的连接 因为模块的每个允许输出的口都有一个输出符号>， 而输入端也有一个表示输入的符号>，因此若连接两 个模块，只需要在第一个模块的输出口按下鼠标左 键，拖动到后一个模块的输入口处，释放鼠标即可。 若想快速的连接两个模块，可单击选中源模块，按 下Ctrl键，再单击目标模块即可。 连线的分支：在仿真过程中，经常需要把一个信号输 送的不同的模块，这时就需要从一根线中分出一根连 线。操作方法，在连好一条线后，把鼠标放到分支点 的位置，先按下Ctrl键，然后按下鼠标拖动到目标模 块的输入端，释放鼠标和Ctrl键。
操作过程如下：
• ①打开一个模型编辑窗口。 • ②将所需要的模块添加到模型窗口中。 • ③设置模块参数并连接各个模块组成仿 真模型。双击Constant模块，打开其参 数设置对话框，在Constant value栏中输 入-0.5，其余模块不用设置。 • ④连接各个模块组成系统仿真模型，如 下图。
⑤开始系统仿 真。单击运行 按钮即可。 ⑥观察仿真结 果。系统仿真 结束后，显示 模块Display显 示仿真结果为 0.25
由以上几个例子可以总结处利用Simulink 进行系统仿真的步骤如下： ①建立系统仿真模型，包括添加模块、设 置模块参数以及进行模块连接等操作。 ②设置仿真参数。（在菜单 Simulation --parameters 中的）
Scope的设置
• 双击Scope模块， 在Parameters中 修改Number of axes 为2（两路信 号） • 屏幕变成两个子窗 口，在每个子窗口 上点击右键，选择 autoscale
用XY Graph 模块观察送的该 模块上的两个信 号中的一个对另 一个的变化关系。
例 用Simulink构建函数曲线
③启动仿真并分析仿真结果。
仿真模型
系统的仿真
设置仿真参数 在仿真过程中，要对仿真算法，输出模 式等各种仿真参数进行设置。 在模型编辑窗口的Simulation菜单中选择 Configuration Parameters命令，打开仿真 参数对话框。包含7个选项。如图：
启动仿真
• 点击启动按钮或者从菜 单中启动。 • 观察仿真结果的变化轨 迹：把输出信号送到 Scope模块或者XY Graph模块。 • sine wave参数修改： 双击该模块，可以修改 频率，振幅，和相位 (pi/2)等
常用的数学模块进行组合建模，其模
型如下图所示
例：利用Simulink仿真求定积分
I x ln(x 1)dx
0
1
仿真过程如下： ①打开一个模型编辑窗口。 ②将所需的模块添加到模型窗口中，一个时钟 模块（Sources库中的），一个Fcn（函数模块） （在User-Defined Functions模块库中），一个 Integrator（积分模块）（在Continuous库中）， 一个Display模块（在Sinks库中）。
第七章 Simulink仿真
(Simulink 中的“Simulation”一词表示可用 于计算机仿真，而“Link”一词表示它能进行系 统连接，即把一系列模块连接起来，构成复杂 的系统模型) Simulink是一个用来进行动态系 统建模，仿真和分析的软件包，它不但支持线 性系统仿真，也支持非线性系统仿真，既可以 进行连续系统仿真，也可以进行离散系统仿真 或二者的混合系统仿真，同时它支持具有多种 采样速率的系统仿真。
y 5t 6
2
有两种方法可以构建函数曲线，一种方法
是采用Matlab函数模块，一种是使用基本 模块的组合连接。
方法1：采用Matlab Fcn模块构建
• 先建立
y 5t 6 的M函数文件f.m
2
• function y=f(t)
• y=5*t*t+16；
• 然后建立模型窗口，在模型窗口中添加