第九講_MATLAB環(huán)境下的仿真

1、第九講第九講 MATLAB環(huán)境下的仿真軟件環(huán)境下的仿真軟件Simulink9.1 建立模型建立模型9.2 打開與修改模型打開與修改模型9.3 實例實例9.1 建立模型建立模型n啟動建模啟動建模n復(fù)制模塊復(fù)制模塊n增加信號線增加信號線n確定模型參數(shù)確定模型參數(shù)n仿真方法仿真方法9.1.1 啟動啟動Simulink 啟動啟動Simulink的方法有的方法有3種：種： (1)單擊單擊MATLAB命令窗口工具欄上的命令窗口工具欄上的Simulink庫瀏覽器的命令按鈕庫瀏覽器的命令按鈕 。 (2)在在MATLAB的命令窗口直接鍵入的命令窗口直接鍵入simulink 。 (3)在在MATLAB命令窗口命令

2、窗口File菜單中選擇菜單中選擇New菜菜單項下的單項下的Model命令。命令。9.1.2 復(fù)制模塊復(fù)制模塊 確定模型中包含哪些模塊，然后使用庫瀏覽器，確定模型中包含哪些模塊，然后使用庫瀏覽器，在庫瀏覽器中找到所需要的模塊，將需要的模在庫瀏覽器中找到所需要的模塊，將需要的模塊從模塊庫中復(fù)制到模型中。塊從模塊庫中復(fù)制到模型中。四個模塊涉及的模塊四個模塊涉及的模塊庫分別為庫分別為： Sources（信號源（信號源模塊庫）模塊庫） Continuous（連續(xù)（連續(xù)模塊庫）模塊庫） Sinks（信號輸出模（信號輸出模塊庫）塊庫） Signal Routing（信號路由模塊庫）（信號路由模塊庫）此例中，

3、模型包括四個模塊：此例中，模型包括四個模塊： 正弦波模塊正弦波模塊 (sine Wave)、 積分模塊積分模塊(Integrator)、示波器模塊示波器模塊 (Scope)、 組合模塊組合模塊 (Mux) 9.1.3 增加信號線增加信號線 把一個模塊的輸出與另一個模塊的輸入連接起來把一個模塊的輸出與另一個模塊的輸入連接起來 在一條已有的信號線上引出另一條信號線，這兩在一條已有的信號線上引出另一條信號線，這兩條線將傳送相同信號給各自對象。條線將傳送相同信號給各自對象。 把一個模塊的輸出與另一個模塊的輸入連接起來把一個模塊的輸出與另一個模塊的輸入連接起來（1）把鼠標(biāo)指針移到第一個模塊端）把鼠標(biāo)指針

4、移到第一個模塊端口的任意位置，光標(biāo)將變成十字形?？诘娜我馕恢?，光標(biāo)將變成十字形。（2）按下鼠標(biāo)，拖動鼠標(biāo)指針定位）按下鼠標(biāo)，拖動鼠標(biāo)指針定位到第二個模塊輸入端口的位置。到第二個模塊輸入端口的位置。（3）釋放鼠標(biāo)，）釋放鼠標(biāo)，simulink用一個用一個帶箭頭的實線信號線代替端口的符帶箭頭的實線信號線代替端口的符號，用來表示信號的流向。號，用來表示信號的流向。 在一條已有的信號線上引出另一條信號線在一條已有的信號線上引出另一條信號線（1）把鼠標(biāo)指針移到這根信號線上）把鼠標(biāo)指針移到這根信號線上的某個位置，這個位置就是引出新的某個位置，這個位置就是引出新信號線的起始位置信號線的起始位置。（2）在按下

5、）在按下Ctrl鍵鍵的同時，按下鼠的同時，按下鼠標(biāo)，拖動鼠標(biāo)到目標(biāo)端口標(biāo)，拖動鼠標(biāo)到目標(biāo)端口。（2）釋放鼠標(biāo)按鈕和）釋放鼠標(biāo)按鈕和Ctrl鍵，那么鍵，那么Simulink就在起始位置和目標(biāo)端口就在起始位置和目標(biāo)端口之間創(chuàng)建了一條新信號線之間創(chuàng)建了一條新信號線。9.1.4 確定模型參數(shù)確定模型參數(shù)n在在模型窗口選中一個模塊，用鼠標(biāo)模型窗口選中一個模塊，用鼠標(biāo)雙擊雙擊該模該模塊，塊，Simulink就打開就打開模塊基本屬性模塊基本屬性對話框。對話框。n在模型窗口選擇在模型窗口選擇【Simulation: Configuration parameters】菜單，可進(jìn)行菜單，可進(jìn)行仿真參數(shù)設(shè)置仿真參數(shù)

6、設(shè)置。 Sine wave 模塊屬性設(shè)置對話框模塊屬性設(shè)置對話框 仿真參數(shù)設(shè)置仿真參數(shù)設(shè)置1、求解器、求解器(Solver)的設(shè)置的設(shè)置(1) Simulation time （仿真時間設(shè)置）仿真時間設(shè)置）n 修改仿真的開始和結(jié)束時間。修改仿真的開始和結(jié)束時間。(2) Solvers options （求解器選項設(shè)置）求解器選項設(shè)置）nSolver：Simulink模型仿真一般需要采用微分方程或微分模型仿真一般需要采用微分方程或微分方程組的數(shù)值解法，用戶可以根據(jù)仿真模型的特點(diǎn)，選擇最方程組的數(shù)值解法，用戶可以根據(jù)仿真模型的特點(diǎn)，選擇最合適的求解方法；合適的求解方法；nType：選擇可變步長或固

7、定步長；選擇可變步長或固定步長；n在可變步長中，有在可變步長中，有Max step size, Min step size, Initial step sizenZero-crossing control（零點(diǎn)穿越控制）零點(diǎn)穿越控制）n Relative tolerance, Absolute tolerance （容許誤差控容許誤差控制）制）2、數(shù)據(jù)輸入輸出、數(shù)據(jù)輸入輸出(Data Inport/Export)的設(shè)置的設(shè)置3、優(yōu)化屬性、優(yōu)化屬性 (Optimization)的設(shè)置的設(shè)置4、診斷頁、診斷頁 (Diagnostics)的設(shè)置的設(shè)置n仿真過程的啟動仿真過程的啟動 在在模型窗口選擇模

8、型窗口選擇【Simulation】【Start】n 仿真過程的診斷仿真過程的診斷 如果仿真過程出現(xiàn)錯誤，仿真一般會自動停止，并彈如果仿真過程出現(xiàn)錯誤，仿真一般會自動停止，并彈出一個診斷對話框顯示錯誤的相關(guān)信息。出一個診斷對話框顯示錯誤的相關(guān)信息。 Message：錯誤類型，如模塊錯誤或警告；錯誤類型，如模塊錯誤或警告； Source：發(fā)生錯誤的模塊名稱；發(fā)生錯誤的模塊名稱； Fullpath：導(dǎo)致錯誤的對象的完整路徑導(dǎo)致錯誤的對象的完整路徑； Summary：錯誤的簡單說明；錯誤的簡單說明； Reported by ：報告錯誤的組件。報告錯誤的組件。 9.1.5 仿真仿真n仿真過程的模式仿真過

9、程的模式n 正常模式：在模型窗口選擇正常模式：在模型窗口選擇【Simulation】【Normal】n 加速模式：在模型窗口選擇加速模式：在模型窗口選擇【Simulation】【Accelerator】n 仿真結(jié)果的觀察仿真結(jié)果的觀察仿真過程中，用戶一般需要隨時繪制仿真結(jié)果的曲線，以觀仿真過程中，用戶一般需要隨時繪制仿真結(jié)果的曲線，以觀察信號的實時變化。在模型中使用示波器（察信號的實時變化。在模型中使用示波器（Scope模塊）模塊）是其中最為簡單和常用的方式，在模型窗口選中示波器是其中最為簡單和常用的方式，在模型窗口選中示波器模塊，模塊，雙擊雙擊鼠標(biāo)左鍵，將顯示示波器窗口。鼠標(biāo)左鍵，將顯示示波

10、器窗口。9.1.5 仿真仿真在在示波器窗口單擊鼠標(biāo)右鍵，彈出：示波器窗口單擊鼠標(biāo)右鍵，彈出：在在示波器窗口單擊工示波器窗口單擊工具按鈕具按鈕 ，彈出彈出Scope模塊的參數(shù)設(shè)模塊的參數(shù)設(shè)置窗口：置窗口：n保存模型保存模型n 在模型窗口選擇在模型窗口選擇【Save】或或【Save as】,文件擴(kuò)展名文件擴(kuò)展名為為.mdln 打印模型打印模型9.1.6 保存模型和打印結(jié)果保存模型和打印結(jié)果9.2 打開與修改模型打開與修改模型n打開模型打開模型n添加模塊注釋添加模塊注釋n修改模塊修改模塊n修改信號線修改信號線n修改模型參數(shù)修改模型參數(shù)n模型分組模型分組9.2.1 打開模型打開模型 單擊單擊MATLA

11、B命令窗口工具欄上的命令窗口工具欄上的 ,打開所打開所需要的模型文件，此時不出現(xiàn)需要的模型文件，此時不出現(xiàn)simulink的的庫瀏覽庫瀏覽器器 在庫瀏覽器或模型窗口，單擊在庫瀏覽器或模型窗口，單擊9.2.2 添加模塊注釋添加模塊注釋 注釋文本的創(chuàng)建注釋文本的創(chuàng)建 在注釋中心位置雙擊鼠標(biāo)，出現(xiàn)編輯框在注釋中心位置雙擊鼠標(biāo)，出現(xiàn)編輯框 注釋位置的移動注釋位置的移動 在注釋文字處單擊鼠標(biāo)左鍵，待出現(xiàn)編輯框后按下鼠標(biāo)在注釋文字處單擊鼠標(biāo)左鍵，待出現(xiàn)編輯框后按下鼠標(biāo)左鍵，便可移動到需要的位置。左鍵，便可移動到需要的位置。 注釋文字的字體控制注釋文字的字體控制 在相應(yīng)模塊單擊，再選擇在相應(yīng)模塊單擊，再選擇

12、【Format】【Font】菜單菜單項，選擇字體及文字大小項，選擇字體及文字大小9.2.3 修改模塊修改模塊 模塊的選定模塊的選定 選多個模塊時，按下選多個模塊時，按下Shift鍵，依次選定所需的模塊，或鍵，依次選定所需的模塊，或者按住鼠標(biāo)左鍵，拉虛線框者按住鼠標(biāo)左鍵，拉虛線框 模塊的移動模塊的移動 按住鼠標(biāo)左鍵按住鼠標(biāo)左鍵 改變模塊的方向改變模塊的方向 單擊單擊【Format】【Flip Block】菜單項，可將模塊菜單項，可將模塊旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)180o，單擊單擊【Format】【Rotate Block】菜單菜單項，可將模塊旋轉(zhuǎn)項，可將模塊旋轉(zhuǎn)90o9.2.4 修改信號線修改信號線 一般方法：一

13、般方法： 將鼠標(biāo)指向待移動信號線，按下鼠標(biāo)左鍵將鼠標(biāo)指向待移動信號線，按下鼠標(biāo)左鍵多線引出多線引出 按住按住Ctrl鍵，或只按住鼠標(biāo)右鍵鍵，或只按住鼠標(biāo)右鍵 分割信號線分割信號線 將鼠標(biāo)指針移到信號線上的某一點(diǎn)，按下將鼠標(biāo)指針移到信號線上的某一點(diǎn)，按下Shift鍵，同時鍵，同時按鼠標(biāo)左鍵拖動。按鼠標(biāo)左鍵拖動。9.2.5 修改模型參數(shù)修改模型參數(shù) 主要是修改模塊參數(shù)主要是修改模塊參數(shù)9.2.6 模型分組模型分組 生成子系統(tǒng)：生成子系統(tǒng)： 在模型窗口中，選中需要包含進(jìn)子系統(tǒng)的模塊，單擊在模型窗口中，選中需要包含進(jìn)子系統(tǒng)的模塊，單擊【Edit】【Create subsystem】,將選中的模塊包裝將

14、選中的模塊包裝在一個名為在一個名為Subsystem的模塊中；的模塊中； 模塊名的修改模塊名的修改 輸入輸出端口的設(shè)置輸入輸出端口的設(shè)置 雙擊新生成的模塊，可以顯示模塊的基本模型雙擊新生成的模塊，可以顯示模塊的基本模型 子系統(tǒng)的保存子系統(tǒng)的保存 【File】【Save】9.3 應(yīng)用實例應(yīng)用實例n例例1：模擬：模擬2( )( )50,( )( )1( )24Y sG sG sX sG sss(1) 從從Simulink的模塊中把需要的模塊復(fù)制到工作區(qū)的模塊中把需要的模塊復(fù)制到工作區(qū)Source模塊庫 Math模塊庫Continuous模塊庫Sink模塊庫（2）設(shè)置）設(shè)置Sum模塊參數(shù)。雙擊模塊參數(shù)。雙