PDF《第1章MATLAB/Simulink 应用基础》

1 第1章MATLAB/Simulink 应用基础 MATLAB 是当今最流行的通用计算软件之一, Simulink 是基于 MATLAB 的图形化仿真 平台,是MATLAB 提供的进行动态系统建模、仿真和综合分析的集成软件包,Simulink 和MATLAB 之间可以灵活进行交互操作.

本章主要介绍与本书有关的 MATLAB/Simulink 应用 基础知识,关于 MATLAB/Simulink 的详细介绍科参阅有关书籍和在线帮助. §1-1 Simulink 的启动 Simulink 是基于 MATLAB 的图形化仿真平台,启动 Simulink 之前必须运行 MATLAB, 并设置当前目录,以便将创建的 Simulink 模型与 MATLAB 函数保存在该目录中,同时在 MATLAB命令窗口键入pathtool 修改搜索路径, 使Simulink 仿真时能够找到调用的MATLAB 函数(关于 MATLAB 函数参见§1-5) .在MATLAB 中启动 Simulink 有两种方式: 图1-2 Simulink 模块库浏览器 图1-1 Simulink 的启动

2 (1) 命令行方式:在MATLAB 命令窗口键入 Simulink 即可;

(2) 快捷方式:鼠标点击 MATLAB 工具栏的 Simulink 启动按钮. 启动 Simulink 后,屏幕上会出现 Simulink 主窗口,点击 Simulink 主窗口工具栏上的新 建或打开模型按钮,即可打开 Simulink 模型编辑器,如图 1-1 所示,图中依次为 MATLAB 主窗口、Simulink 主窗口和 Simulink 模型编辑器. §1-2 Simulink 模块简介 Simulink 提供了大量的、以图形形式给出的内置模块,使用这些内置模块可以非常方便 快速构建所需的分析模型, Simulink 的模块库浏览器如图 1-2 所示.

1、本书常用的模块 Simulink 提供了大量的模块,下面仅列出本书常用的一些模块:

2、模块的基本操作 在Simulink 主窗口中选择需要的模块,按住鼠标左键并将其拖动到打开的 Simulink 模 型编辑器中,释放鼠标,然后就可以在模型编辑器中对模块进行有关的操作了,模块的操作 主要包括模块的选择、移动、删除、复制、粘贴、旋转、标识、改变颜色和改变阴影效果等, 这些操作与一般的软件类似,限于篇幅,不再赘述. 在Simulink 模型编辑器中,还可以通过按住鼠标左键并拖动鼠标的方法选择多个对象, 进行复制,然后在该窗口或打开的其它 Simulink 模型编辑器粘贴. 模块的另一个操作就是模块的连接, 连接模块时将光标指向起始模块的输出端口, 按住 鼠标左键并拖动到目标模块的输入端口,松开鼠标即可.完成后在连接处出现一个箭头,表 示信号的流向,Simulink 模型中模块间的连接线称为信号线. 此外,许多模块(如常数模块、MATLAB 函数模块等)都有自己的参数,为了正确仿 真和分析,必须正确设置模块的参数,为此,双击需要设置参数的模块,打开包含该模块的 简单描述和模块参数选项的模块对话框,在该参数对话框中正确设置参数即可.

3、信号的操作 对信号的操作主要有信号线的分支和信号的组合与分解. 时间积分模块

1 s

1 + +

0 1 (u ) f M ATLAB Function 求和模块 增益模块 仿真时间模块 常数模块 显示器模块 数值显示模块 XY 关系图模块 MATLAB 函数模块 函数表达式模块 信号分解器模块 信号组合器模块 sim o u t 输出数据到 MATLAB 工作空间模块

3 对信号线进行分支可以使用鼠标右键单击需要分支的信号线拖至目标模块. 在Simulink 模型中, 有时需要将某些模块的输出信号合成为一个列阵信号, 并将得到的列阵信号作为另 外模块的输入, 有时又需要将一个列阵信号分解成多个信号. 能够完成信号组合与分解功能 的模块是信号组合器模块和信号分解器模块, 使用信号组合器模块可以将多个标量信号组合 成一个列阵信号, 使用信号分解器模块可以将一个列阵信号分解成多个信号. 此外还可以对 信号进行标识. §1-3 Simulink 模型的创建 下面通过一个例子来说明 Simulink 模型的创建.如图 1-3 所示,有一摆长 1m l = 、质量 0.5kg m = 的单摆由