计算机控制与仿真-第8章SIMULINK交互式仿真环境

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1、第8章SIMULINK交互式仿真环境8.1SMULINK仿真工具简介8.1.1SIMULINK仿真工具概述SIMULINK是Mathworks开发的MATLAB里的工具箱之一，主要功能是实现动态系统建模、仿真与分析，从而可以在实际系统制作出来之前，预先对系统进行仿真与分析，并可以对系统做适当的实时修正或者按照仿真的最佳效果来调试及整定控制系统的参数，以提高系统的性能，减少设计系统过程中反复修改的时间，实现高效率地开发系统的目标。Mathworks从MATLAB4.0版开始应用SIMULINK，当时它放在MATLAB4.0版的核心执行文件中。在MATLAB4

2、.2及以后的版本中，SIMULINK则以MATLAB里的工具包形式单独出现，即需单独安装。在MATLAB6.1版中，SIMULINK则升级为4.1版。SIMULINK是用来建模、分析和仿真各种动态系统的交互环境，包括连续系统、离散系统和混杂系统。SIMULINK提供了采用鼠标拖放的方法建立系统框图模型的图形交互界面。通过SIMULINK提供的丰富的功能块，可以迅速地创建系统的模型，不需要书写一行代码。1．交互建模SIMULINK提供了大量的功能模块以方便用户快速地建立动态系统模型。建模时只需使用鼠标拖动库中的功能模块并将它们连接起来。使用者可以通过将模块组

3、成子系统来建立多级模型。SIMULINK对模块和连接的数目没有限制。2．交互仿真SIMULINK框图提供了交互性很强的非线性仿真环境。可以通过下拉菜单执行仿真，或使用命令行进行批处理。仿真结果可以在运行的同时通过示波器或图形窗口显示。3．扩充和定制SIMULINK的开放式结构允许用户扩展仿真环境的功能：（1）用MATLAB、FORTRAN和C代码生成自定义块库，并拥有自己的图标和界面。（2）将用户原有FORTRAN或C语言编写的代码连接进来。4．与MATLAB和工具箱的集成由于SIMULINK可以直接利用MATLAB的数学、图形和编程功能，用户可以直接在S

4、IMULINK下完成诸如数据分析、过程自动化、优化参数等工作。工具箱提供的高级的设计和分析能力可以通过SIMULINK的屏蔽手段在仿真过程中执行。5．专用模型库（Blocksets）SIMULINK的模型库可以通过专用元件集进一步扩展。DSPBlockset可以用于DSP算法的开发。Fixed-PointBlockset扩展了SIMULINK，用于建立和模拟数字控制系统和数字滤波器。8.1.2SIMULINK启动与界面说明1．启动启动SIMULINK有如下两种方法：·在MATLAB的命令窗口中键入simulinkEnter，就可以打开SIMULINK的库

5、浏览器。·在MATLAB的工具栏中，按下Simulink按钮，也可以打开SIMULINK的库浏览器。2．界面说明在SIMULINK界面的上方是标题栏和菜单栏。菜单栏的下面是常用按钮及待查关键字填写栏，在关键字填写栏输入要查找的关键字并回车，就可以查到相应功能模块。常用按钮的下面是对所选模块对象的文字说明。在界面的下面分为两部分，左边部分显示的是全部模块库，在这里可以选择需要的模块库；右边部分显示选中的模块库中所有的模块。3．SIMULINK的功能模块SIMULINK4.1提供了9个基本模块库，即Continuous（连续系统模块库）、Discrete（离散

6、系统模块库）、Function&Table（函数与表模块库）、Math（数学运算模块库）、Nonlinear（非线性模块库）、Signals&System（信号与系统模块库）、Sinks（输出模块库）、Sources（输入源模块库）、Subsystem（子系统模块库）等标准模块库。关于这些模块的名称与功能可参见教材的表8-1~表8-6。8.2SMULINK基本操作8.2.1模型窗口“untitled”窗口即无标题的空白窗口，是SIMULINK仿真工具用来绘制控制系统结构图模型的空白设计区。模型窗口中有7个主菜单项，每个主菜单项都有下拉菜单，菜单项的下面是工

7、具栏，工具栏的下面空白处就是模型编辑窗口，使用者可以在此处编辑系统的仿真模型。通常，打开“untitled”模型窗口通常有四种方法：（1）直接从命令窗中选取“File”

8、“New”

9、“Model”命令，MATLAB会打开一个新的“untitled”模型窗口。（2）在MATLAB命令窗口下输入simulink命令，打开SIMULINK模块库浏览器窗口，然后再按“新建”按钮创建一个新“untitled”模型窗口。（3）在指令窗口下左键单击“NewSimulinkModel”按钮，再按“新建”按钮创建一个新的“untitled”模型窗口。（4）如果方框图模型已经

10、存在，那么在MATLAB指令窗下直接键入模型文件名字，便会直接打开