基于模型的设计——mcu篇

《基于模型的设计——mcu篇》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章Simulink建模与调试Simulink是动态和嵌入式等系统的建模与仿真工具，也是基于模型设计的基础。对于机电、航空航天、信号处理、自动控制、通讯、音视频处理等众多领域，Simulink提供了交互式的可视化开发环境和可定制的模块库，对系统进行建模、仿真与调试等。并可实现与Stateflow有限状态机的无缝连接，扩展对复杂系统的建模能力。通过Simulin模块库自带的1000多个预定义模块，基本上可快速地创建基于MCU器件应用的系统模型。运用层次化建模、数据管理，子系统定制等手段，即使是复杂的嵌入式MCU应用系统，也

2、能轻松完成简明精确的模型描述。大量使用EmbeddedMATLAB来创建用户自己的算法模块，可大大加快建模速度。读者在后面的内容中，会经常看到用EmbeddedMATLAB创建的算法模块，加快MCU器件开发的实例。模型是基于模型设计的起点，同时也最核心的东西。本章将以基于PID控制的直流电机的物理建模与调试为例来介绍Simulink，更详细的内容请读者参考MathWorks公司相关内容的用户手册。Simulink的主要特点如下：l众多可扩展的模块库l利用图形编辑器来组合和管理模块图l以系统功能来划分模型，实现对复杂系统的管

3、理l利用模型浏览器（ModelExplorer）寻找、创建、配置模型组件的参数与属性l利用API实现与其他仿真程序的连接或集成用户代码l用图形化的调试器和剖析器来检查仿真结果，评估模型的性能指标l在MATLAB命令窗口中，可对仿真结果进行分析与可视化，自定义模型环境、信号参数和测试数据l利用模型分析和诊断工具来确保模型的一致性，定位模型中的错误本章主要内容有：lSimulink基本操作l搭建直流电机模型lSimulink模型调试2.1Simulink基本操作2.1.1模块库和编辑窗口打开模型库浏览器在matlab的命令窗口

4、中输入“simulink”指令或单击matlab工具栏上的“simulink”图标就可以打开模型库浏览器。如图2.1.1所示:图2.1.1模型库浏览器打开模型编辑窗口要建立一个新的模型，首先要打开一个模型编辑窗口。可以通过点击模块库浏览器上的NEWModel按钮，或File→NEW→Model来打开窗口，如图2.1.2所示。图2.1.2打开模型编辑窗口2.1.2Simulink模块库Simulink模块库是建立模型的基础，其中囊括了大量的基本功能模块，只有当用户熟练的掌握了模块库，才能快速、高效的建立模型。从图2.1.1所

5、示的模型库浏览器可知，在Simulink模块库中包含有以下子模块库，如表2.1.1所示：表2.1.1模块库列表常用模块（commonlyusedblock）连续模块（continuous）非连续模块（discontinuous）离散模块（discrete）逻辑和位操作模块（logicandbitoperations）查找表模块（lookuptables）数学运算模块（mathoperations）模型验证模块（modelverification）模型实用模块（model-wideutilities）端口与子系统模块（por

6、ts&subsystems）信号属性模块（signalattributes）信号路由模块（signalrouting）接收器模块（sinks）源模块（sources）用户自定义模块（user-definedfunctions）附加操作模块（additionalmath&discrete）下面将详细介绍几种使用频率较高的模块库。1.常用模块库（commonlyusedblock）常用模块库中的模块是simulink所有模块库中使用频率最高模块的合集，主要是为了方便用户以最快的速度建立模型。常用模块包含如图2.1.3所示的成员

7、，模块功能如表2.1.2所示：图2.1.3常用模块库表2.1.2常用模块库列表名称功能名称功能BusCreator生成总线BusSelector分离总线Constant常量信号DataTypeConversion转换数据类型Demux抽取向量信号中的元素并输出Discrete-TimeIntegrator时间离散积分Gain放大器Ground接地Inport产生输入口Integrator,IntegratorLimited信号积分LogicalOperator逻辑运算Mux将输入信号合成为向量Outport产生输出口Pro

8、duct标量和非标量乘除或矩阵乘法和转置RealationalOperator对输入做关系运算Saturation饱和ScopeandFloatingScope显示仿真信号Subsystem,AtomicSubsystem,NonvitualSubsystem,CodeReuseSubsystem以子系