E第十章SIMULINK基礎(chǔ)好

1、 第十章第十章 Simulink 基礎(chǔ)基礎(chǔ) 第一節(jié)第一節(jié) Simulink概述概述第三節(jié)第三節(jié) Simulink電力系統(tǒng)模塊簡(jiǎn)介電力系統(tǒng)模塊簡(jiǎn)介 第二節(jié)第二節(jié) Simulink 基本模塊簡(jiǎn)介基本模塊簡(jiǎn)介 第四節(jié)第四節(jié) Simulink 建模方法和步驟建模方法和步驟 第五節(jié)第五節(jié) Simulink 仿真運(yùn)行及結(jié)果分析仿真運(yùn)行及結(jié)果分析第一節(jié)第一節(jié) Simulink概述概述二、計(jì)算機(jī)仿真二、計(jì)算機(jī)仿真建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。一、一、SIMULINK簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介仿真系統(tǒng)的組裝，包括設(shè)計(jì)仿真算法，編制計(jì)算機(jī)程序仿真系統(tǒng)的組裝，包括設(shè)計(jì)仿真算法，編制計(jì)算機(jī)程序 使仿真系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型能為計(jì)算機(jī)

2、所接受并在計(jì)算機(jī)上使仿真系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型能為計(jì)算機(jī)所接受并在計(jì)算機(jī)上 運(yùn)行。運(yùn)行。運(yùn)行仿真模型，進(jìn)行仿真試驗(yàn)，再根據(jù)仿真試驗(yàn)的結(jié)果運(yùn)行仿真模型，進(jìn)行仿真試驗(yàn)，再根據(jù)仿真試驗(yàn)的結(jié)果 進(jìn)一步修正系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和仿真系統(tǒng)。進(jìn)一步修正系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和仿真系統(tǒng)。三、三、Simulink的工作環(huán)境的工作環(huán)境Simulink工作環(huán)境具有如下特性：工作環(huán)境具有如下特性：自動(dòng)代碼生成，以處理連續(xù)時(shí)間，離散時(shí)間以及混合系統(tǒng)；自動(dòng)代碼生成，以處理連續(xù)時(shí)間，離散時(shí)間以及混合系統(tǒng)；優(yōu)化代碼，以保證快速執(zhí)行；優(yōu)化代碼，以保證快速執(zhí)行；可移植的代碼使其應(yīng)用范圍更加廣泛；可移植的代碼使其應(yīng)用范圍更加廣泛；從從Simulink下

3、載到外部硬件上的交互參數(shù)使系統(tǒng)在工作狀態(tài)下載到外部硬件上的交互參數(shù)使系統(tǒng)在工作狀態(tài) 下很容易調(diào)試；下很容易調(diào)試；一個(gè)菜單驅(qū)動(dòng)的圖形用戶界面使得軟件的使用非常容易。一個(gè)菜單驅(qū)動(dòng)的圖形用戶界面使得軟件的使用非常容易。 為了便于讀者對(duì)為了便于讀者對(duì)Simulink的初步認(rèn)識(shí)，下面給出圖的初步認(rèn)識(shí)，下面給出圖 10-2所示的簡(jiǎn)單仿真環(huán)境，該仿真環(huán)境顯示的是變頻余弦所示的簡(jiǎn)單仿真環(huán)境，該仿真環(huán)境顯示的是變頻余弦 曲線。曲線。圖圖10-2 simulink的仿真環(huán)境的仿真環(huán)境第二節(jié)第二節(jié) Simulink 基本模塊簡(jiǎn)介基本模塊簡(jiǎn)介圖圖10-3 Simulink模塊庫(kù)瀏覽器模塊庫(kù)瀏覽器第四章第四章 Matl

4、ab數(shù)值運(yùn)算基礎(chǔ)數(shù)值運(yùn)算基礎(chǔ)1、信號(hào)源模塊庫(kù)（、信號(hào)源模塊庫(kù)（Sources）信號(hào)源模塊庫(kù)為仿真系統(tǒng)提供了連續(xù)時(shí)間和離散時(shí)間的信號(hào)源模塊庫(kù)為仿真系統(tǒng)提供了連續(xù)時(shí)間和離散時(shí)間的信號(hào)源如表信號(hào)源如表10-1所示：所示：表表10-1 信號(hào)源模塊及功能信號(hào)源模塊及功能模塊名模塊名功能功能模塊名模塊名功能功能輸入端子輸入端子共地端共地端從文件獲取數(shù)據(jù)從文件獲取數(shù)據(jù)從工件空間獲取數(shù)據(jù)從工件空間獲取數(shù)據(jù)常數(shù)信號(hào)源常數(shù)信號(hào)源信號(hào)發(fā)生器，可以產(chǎn)生正弦、方波、鋸信號(hào)發(fā)生器，可以產(chǎn)生正弦、方波、鋸齒波及任意波形齒波及任意波形脈沖信號(hào)發(fā)生器脈沖信號(hào)發(fā)生器組建任意分段線性波形信號(hào)組建任意分段線性波形信號(hào)斜坡信號(hào)源斜坡信

5、號(hào)源正弦波形信號(hào)源正弦波形信號(hào)源階躍信號(hào)源階躍信號(hào)源鋸齒波形信號(hào)源鋸齒波形信號(hào)源變頻信號(hào)源變頻信號(hào)源高斯隨機(jī)信號(hào)源高斯隨機(jī)信號(hào)源均勻隨機(jī)信號(hào)源均勻隨機(jī)信號(hào)源帶限白噪聲帶限白噪聲重復(fù)離散脈沖序列重復(fù)離散脈沖序列可終止重復(fù)離散脈沖序列可終止重復(fù)離散脈沖序列循環(huán)計(jì)數(shù)器信號(hào)循環(huán)計(jì)數(shù)器信號(hào)限值計(jì)數(shù)器信號(hào)限值計(jì)數(shù)器信號(hào)時(shí)鐘信號(hào)時(shí)鐘信號(hào)數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)2、 輸出模塊庫(kù)（輸出模塊庫(kù)（Sinks） 輸出模塊庫(kù)中提供了各種功能的輸出模塊，包括圖形顯示和輸出模塊庫(kù)中提供了各種功能的輸出模塊，包括圖形顯示和數(shù)據(jù)存貯等，如表數(shù)據(jù)存貯等，如表10-2所示：所示：第四章第四章 Matlab數(shù)值運(yùn)算基礎(chǔ)數(shù)值運(yùn)算基礎(chǔ)模

6、塊名模塊名功能功能模塊名模塊名功能功能輸出端子輸出端子通用終端通用終端將輸出寫入數(shù)據(jù)文件將輸出寫入數(shù)據(jù)文件將輸出寫入將輸出寫入MatlabMatlab的工的工作空間作空間示波器示波器浮動(dòng)示波器浮動(dòng)示波器顯示二維圖形顯示二維圖形實(shí)時(shí)數(shù)值顯示器實(shí)時(shí)數(shù)值顯示器當(dāng)輸入不為零時(shí)結(jié)束仿真當(dāng)輸入不為零時(shí)結(jié)束仿真-表表10-2 輸出模塊及功能輸出模塊及功能3 、 連續(xù)系統(tǒng)模塊庫(kù)（連續(xù)系統(tǒng)模塊庫(kù)（Continuous） 連續(xù)系統(tǒng)模塊庫(kù)提供了連續(xù)系統(tǒng)運(yùn)算功能的多種模塊，連續(xù)系統(tǒng)模塊庫(kù)提供了連續(xù)系統(tǒng)運(yùn)算功能的多種模塊，如表如表10-3所示：所示：模塊名模塊名功能功能模塊名模塊名功能功能線性傳遞函數(shù)模線性傳遞函數(shù)模型

7、型微分器微分器線性狀態(tài)空間系線性狀態(tài)空間系統(tǒng)模型統(tǒng)模型固定時(shí)間延時(shí)器固定時(shí)間延時(shí)器以零極點(diǎn)表示的以零極點(diǎn)表示的傳遞函數(shù)模型傳遞函數(shù)模型可變時(shí)間延時(shí)器可變時(shí)間延時(shí)器表表10-3 連續(xù)系統(tǒng)主要模塊及功能連續(xù)系統(tǒng)主要模塊及功能 4 、 離散系統(tǒng)模塊庫(kù)（離散系統(tǒng)模塊庫(kù)（Discrete） 離散系統(tǒng)模塊庫(kù)中提供了濾波器、脈沖傳遞函數(shù)等離散系離散系統(tǒng)模塊庫(kù)中提供了濾波器、脈沖傳遞函數(shù)等離散系統(tǒng)模塊，如表統(tǒng)模塊，如表10-4所示：所示：模塊名模塊名功能功能模塊名模塊名功能功能延遲一個(gè)采樣周期延遲一個(gè)采樣周期離散傳遞函數(shù)模型離散傳遞函數(shù)模型以零極點(diǎn)表示的離散傳遞以零極點(diǎn)表示的離散傳遞函數(shù)模型函數(shù)模型離散濾波器

8、離散濾波器差分器差分器離散時(shí)間傳遞函數(shù)離散時(shí)間傳遞函數(shù)單零、極點(diǎn)傳遞函數(shù)單零、極點(diǎn)傳遞函數(shù)離散狀態(tài)空間系統(tǒng)模型離散狀態(tài)空間系統(tǒng)模型零階采樣和保持器零階采樣和保持器一階采樣和保持器一階采樣和保持器表表10-4 離散系統(tǒng)主要模塊及功能離散系統(tǒng)主要模塊及功能5、 數(shù)學(xué)運(yùn)算模塊庫(kù)（數(shù)學(xué)運(yùn)算模塊庫(kù)（Math operations） 數(shù)學(xué)運(yùn)算模塊庫(kù)中提供了包括數(shù)學(xué)運(yùn)算、關(guān)系運(yùn)算、復(fù)數(shù)數(shù)學(xué)運(yùn)算模塊庫(kù)中提供了包括數(shù)學(xué)運(yùn)算、關(guān)系運(yùn)算、復(fù)數(shù)運(yùn)算等多種用于數(shù)學(xué)運(yùn)算的模塊，如表運(yùn)算等多種用于數(shù)學(xué)運(yùn)算的模塊，如表10-5所示：所示：模塊名模塊名功能功能模塊名模塊名功能功能加、減運(yùn)算加、減運(yùn)算信號(hào)求合運(yùn)算信號(hào)求合運(yùn)算信號(hào)

9、的加、減法混合運(yùn)算信號(hào)的加、減法混合運(yùn)算多信號(hào)求和運(yùn)算多信號(hào)求和運(yùn)算比例運(yùn)算比例運(yùn)算滑動(dòng)增益滑動(dòng)增益乘法器乘法器乘除運(yùn)算乘除運(yùn)算符號(hào)函數(shù)符號(hào)函數(shù)取絕對(duì)值取絕對(duì)值對(duì)輸入取反對(duì)輸入取反包括指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)、求平包括指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)、求平方、開根號(hào)等常用數(shù)學(xué)函數(shù)方、開根號(hào)等常用數(shù)學(xué)函數(shù)取整函數(shù)取整函數(shù)計(jì)算多項(xiàng)式的值計(jì)算多項(xiàng)式的值求最大、最小值求最大、最小值正弦運(yùn)算正弦運(yùn)算表表10-5 數(shù)學(xué)運(yùn)算主要模塊及功能數(shù)學(xué)運(yùn)算主要模塊及功能 6、 通用模塊庫(kù)（通用模塊庫(kù)（Commonly Used Blocks） 通用模塊庫(kù)中提供了一般建模常用的模塊，這些模塊在通用模塊庫(kù)中提供了一般建模常用的模塊，這些模塊

10、在各自的分類模塊庫(kù)中均能找到，但為了使用方便，特將一些各自的分類模塊庫(kù)中均能找到，但為了使用方便，特將一些常用的模塊集中起來組成了該庫(kù)如表常用的模塊集中起來組成了該庫(kù)如表10-6所示：所示： 模塊名模塊名功能功能模塊名模塊名功能功能提供一個(gè)輸入端口提供一個(gè)輸入端口提供一個(gè)輸出端口提供一個(gè)輸出端口地線，提供零電平地線，提供零電平終止沒有連接的輸出終止沒有連接的輸出端口端口生成一個(gè)常量值生成一個(gè)常量值示波器示波器選擇開關(guān)選擇開關(guān)乘運(yùn)算乘運(yùn)算比例運(yùn)算比例運(yùn)算邏輯運(yùn)算邏輯運(yùn)算關(guān)系運(yùn)算關(guān)系運(yùn)算積分器積分器飽和輸出，讓輸出超飽和輸出，讓輸出超過某一值時(shí)能夠飽和過某一值時(shí)能夠飽和數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換表表

11、10-6 通用模塊及功能通用模塊及功能 7、 信號(hào)路徑模塊庫(kù)（信號(hào)路徑模塊庫(kù)（signal routing） 信號(hào)路徑模塊庫(kù)提供了信號(hào)在模型中流動(dòng)的各種路徑通信號(hào)路徑模塊庫(kù)提供了信號(hào)在模型中流動(dòng)的各種路徑通道的選擇，包括信號(hào)的分離、匯合以及通道選擇等模塊，如道的選擇，包括信號(hào)的分離、匯合以及通道選擇等模塊，如表表10-7所示：所示：模塊名模塊名功能功能模塊名模塊名功能功能信號(hào)的匯合信號(hào)的匯合有選擇的輸出信號(hào)有選擇的輸出信號(hào)將復(fù)合輸入轉(zhuǎn)化為多將復(fù)合輸入轉(zhuǎn)化為多個(gè)單一輸出個(gè)單一輸出將多個(gè)單一輸入轉(zhuǎn)化為將多個(gè)單一輸入轉(zhuǎn)化為一個(gè)復(fù)合輸出一個(gè)復(fù)合輸出多端口的切換（開關(guān)）多端口的切換（開關(guān)）器器輸入信號(hào)選

12、擇器輸入信號(hào)選擇器從一個(gè)從一個(gè)GotoGoto模塊接受模塊接受信號(hào)信號(hào)手動(dòng)選擇開關(guān)手動(dòng)選擇開關(guān)傳遞信號(hào)到傳遞信號(hào)到FromFrom模塊模塊選擇開關(guān)選擇開關(guān)從共享數(shù)據(jù)空間讀數(shù)從共享數(shù)據(jù)空間讀數(shù)據(jù)并輸出據(jù)并輸出寫數(shù)據(jù)到共享數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寫數(shù)據(jù)到共享數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間空間表表10-7 信號(hào)路徑模塊庫(kù)信號(hào)路徑模塊庫(kù) Simulink模塊庫(kù)中的內(nèi)置模塊均提供了簡(jiǎn)單的描述與詳細(xì)的模塊庫(kù)中的內(nèi)置模塊均提供了簡(jiǎn)單的描述與詳細(xì)的幫助文檔，這可以大大方便用戶的使用與理解。要查詢某個(gè)模塊幫助文檔，這可以大大方便用戶的使用與理解。要查詢某個(gè)模塊的幫助文檔只需將該模塊移到一個(gè)模型文件中，再右擊它，在彈的幫助文檔只需將該模塊移到一個(gè)

13、模型文件中，再右擊它，在彈出的快捷菜單中選擇出的快捷菜單中選擇help就能打開對(duì)應(yīng)的幫助頁面了，如圖就能打開對(duì)應(yīng)的幫助頁面了，如圖10-4所示：所示：圖圖10-4 打開模塊的幫助文檔打開模塊的幫助文檔(a)打開幫助文檔的命令打開幫助文檔的命令 ; (b)打開的幫助文檔打開的幫助文檔（a） （b）第三節(jié)第三節(jié) Simulink電力系統(tǒng)模塊簡(jiǎn)介電力系統(tǒng)模塊簡(jiǎn)介 圖圖10-5 電力系統(tǒng)模塊庫(kù)電力系統(tǒng)模塊庫(kù)一、電源模塊庫(kù)（一、電源模塊庫(kù)（Electrical Source） 電源模塊庫(kù)提供了電路、電力系統(tǒng)中常用的各種電源模塊庫(kù)提供了電路、電力系統(tǒng)中常用的各種理想電源及可編程電源等，如表理想電源及可編程

14、電源等，如表10-8所示：所示：模塊名模塊名功能功能模塊名模塊名功能功能直流電壓源直流電壓源交流電壓源交流電壓源交流電流源交流電流源受控電壓源受控電壓源受控電流源受控電流源三相電源三相電源表表10-8 電源模塊庫(kù)電源模塊庫(kù)二、電器元件庫(kù)（二、電器元件庫(kù)（Elements） 電器元件庫(kù)中提供了各種線性網(wǎng)絡(luò)電路元件電器元件庫(kù)中提供了各種線性網(wǎng)絡(luò)電路元件和非線性網(wǎng)和非線性網(wǎng) 絡(luò)電路元件，包括支路元件（絡(luò)電路元件，包括支路元件（Elements）、）、輸配電線路元件（輸配電線路元件（Lines）、斷路器元件（）、斷路器元件（Circuit Breakers）、變壓器元件（）、變壓器元件（Transfo

15、rmers）等，）等，如表如表10-9所示：所示：模塊名模塊名功能功能模塊名模塊名功能功能串聯(lián)串聯(lián)RLCRLC負(fù)荷負(fù)荷并聯(lián)并聯(lián)RLCRLC負(fù)荷負(fù)荷三相并聯(lián)三相并聯(lián)RLCRLC支路支路三相串聯(lián)三相串聯(lián)RLCRLC負(fù)荷負(fù)荷三相并聯(lián)三相并聯(lián)RLCRLC負(fù)荷負(fù)荷三相諧波濾波器三相諧波濾波器交流互感器交流互感器阻抗型交流互感阻抗型交流互感器器電涌放電器電涌放電器三相動(dòng)力負(fù)荷三相動(dòng)力負(fù)荷接地線接地線中性點(diǎn)接地線中性點(diǎn)接地線端口連接線端口連接線型參數(shù)線路型參數(shù)線路表表10-9 電器元件模塊及功能電器元件模塊及功能分部參數(shù)線路分部參數(shù)線路三相三相型參數(shù)線型參數(shù)線路路單相斷路器單相斷路器三相斷路器三相斷路器三相

16、線路故障發(fā)生器三相線路故障發(fā)生器線性變壓器線性變壓器磁路可飽和變壓器磁路可飽和變壓器多繞組變壓器多繞組變壓器三相變壓器三相變壓器三相三繞組變壓三相三繞組變壓器器移相變壓器移相變壓器1212抽頭三相變壓抽頭三相變壓器器三、電機(jī)模塊庫(kù)（三、電機(jī)模塊庫(kù)（Machines） 電機(jī)模塊庫(kù)提供了各種形式的電機(jī)，并且為了電機(jī)模塊庫(kù)提供了各種形式的電機(jī)，并且為了建模方便還將個(gè)別電機(jī)模塊分成了標(biāo)么制單位和有建模方便還將個(gè)別電機(jī)模塊分成了標(biāo)么制單位和有名制單位兩種，如表名制單位兩種，如表10-10所示：所示：模塊名模塊名功能功能模塊名模塊名功能功能同步電機(jī)簡(jiǎn)化模型同步電機(jī)簡(jiǎn)化模型（標(biāo)么值單位）（標(biāo)么值單位）同步電

17、機(jī)簡(jiǎn)化模型同步電機(jī)簡(jiǎn)化模型（有名值單位）（有名值單位）永磁式同步電機(jī)永磁式同步電機(jī)同步電機(jī)基本模型同步電機(jī)基本模型（標(biāo)么值單位）（標(biāo)么值單位）同步電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)模型同步電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)模型（標(biāo)么值單位）（標(biāo)么值單位）同步電機(jī)基本模型同步電機(jī)基本模型（有名值單位）（有名值單位）異步電機(jī)（標(biāo)么值異步電機(jī)（標(biāo)么值單位）單位）異步電機(jī)（有名值異步電機(jī)（有名值單位）單位）直流電機(jī)直流電機(jī)離散直流電機(jī)離散直流電機(jī)同步電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)同步電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)水輪機(jī)和調(diào)節(jié)器水輪機(jī)和調(diào)節(jié)器汽輪機(jī)和調(diào)節(jié)器汽輪機(jī)和調(diào)節(jié)器普通電力系統(tǒng)穩(wěn)定普通電力系統(tǒng)穩(wěn)定器器多頻帶電力系統(tǒng)穩(wěn)多頻帶電力系統(tǒng)穩(wěn)定器定器電機(jī)測(cè)量單元電機(jī)測(cè)量單元表表10-10 電機(jī)模

18、塊及功能電機(jī)模塊及功能四、電力電子模塊庫(kù)（四、電力電子模塊庫(kù)（Power Electronics） 電力電子模塊庫(kù)提供了各種電力電子器件電力電子模塊庫(kù)提供了各種電力電子器件及其附屬電路（如脈沖觸發(fā)電路）等實(shí)用的功能及其附屬電路（如脈沖觸發(fā)電路）等實(shí)用的功能模塊，如表模塊，如表10-11所示：所示：模塊名模塊名功能功能模塊名模塊名功能功能電力二極管電力二極管晶閘管晶閘管門極可關(guān)斷晶門極可關(guān)斷晶閘管閘管絕緣柵雙極型晶體管絕緣柵雙極型晶體管理想開關(guān)理想開關(guān)詳細(xì)參數(shù)晶閘管詳細(xì)參數(shù)晶閘管電力場(chǎng)效應(yīng)管電力場(chǎng)效應(yīng)管多功能橋式整流電路多功能橋式整流電路三極整流橋三極整流橋表表10-10 電機(jī)模塊及功能電機(jī)模塊

19、及功能第四節(jié)第四節(jié) Simulink 建模方法和步驟建模方法和步驟 Simulink模型通常包括信源（模型通常包括信源（Source）、功能系統(tǒng)）、功能系統(tǒng)（System）和顯示（）和顯示（Sinks）三大部分，見圖）三大部分，見圖10-6，這三，這三部分又分別由相應(yīng)的功能模塊組成，從模塊庫(kù)中找到合部分又分別由相應(yīng)的功能模塊組成，從模塊庫(kù)中找到合適的模塊移到模型文件編輯區(qū)中，按要求連接后還要將適的模塊移到模型文件編輯區(qū)中，按要求連接后還要將各模塊元件的參數(shù)設(shè)置成實(shí)際的大小即可完成建模。各模塊元件的參數(shù)設(shè)置成實(shí)際的大小即可完成建模。信源功能系統(tǒng)顯示圖圖10-6 Simulink10-6 Simu

20、link模塊的典模塊的典型結(jié)構(gòu)型結(jié)構(gòu)一、模塊的選取一、模塊的選取二、模塊的編輯二、模塊的編輯2、模塊的移動(dòng)、模塊的移動(dòng)1、模塊的選擇、模塊的選擇 3、模塊的縮放、模塊的縮放4、模塊的復(fù)制、刪除、模塊的復(fù)制、刪除 5、模塊的顯示屬性設(shè)置、模塊的顯示屬性設(shè)置三、模塊的連接及參數(shù)設(shè)置三、模塊的連接及參數(shù)設(shè)置1、模塊的連接、模塊的連接圖圖10-11 模塊的連接模塊的連接(a)模塊連接成功模塊連接成功 ; (b)模塊連接失敗模塊連接失敗2、模塊連接線的操作、模塊連接線的操作圖圖10-12 分支連接線示例分支連接線示例圖圖10-13 改變連接線的走線形狀改變連接線的走線形狀 3、為信號(hào)線加文字標(biāo)識(shí)、為信號(hào)

21、線加文字標(biāo)識(shí)圖圖10-14 在連接線上加文字標(biāo)識(shí)在連接線上加文字標(biāo)識(shí) 4、參數(shù)的設(shè)置、參數(shù)的設(shè)置圖圖10-15 模塊的參數(shù)設(shè)置模塊的參數(shù)設(shè)置第五節(jié)第五節(jié) Simulink Simulink 仿真運(yùn)行及結(jié)果分析仿真運(yùn)行及結(jié)果分析圖圖10-16 設(shè)置仿真參數(shù)設(shè)置仿真參數(shù) 左側(cè)樹形圖中的項(xiàng)目組含義如下：左側(cè)樹形圖中的項(xiàng)目組含義如下：Solver（解算器）（解算器）Data Import/Export（數(shù)據(jù)輸入輸出）（數(shù)據(jù)輸入輸出）Optimization（優(yōu)化）（優(yōu)化）Diagnostics（診斷）（診斷）Hardware Implementation（硬件工具）（硬件工具）Model Refere

22、ncing（模塊引用）（模塊引用）一、一、Solver（解算器）選項(xiàng)（解算器）選項(xiàng)二、數(shù)據(jù)輸入輸出（二、數(shù)據(jù)輸入輸出（Data Import/Export）圖圖10-17 數(shù)據(jù)輸入輸出參數(shù)的設(shè)置數(shù)據(jù)輸入輸出參數(shù)的設(shè)置三、診斷選項(xiàng)（三、診斷選項(xiàng)（Diagnostics）圖圖10-18 仿真異常診斷設(shè)置仿真異常診斷設(shè)置 四、觀察四、觀察Simulink的仿真結(jié)果的仿真結(jié)果1）將信號(hào)輸出到顯示模塊）將信號(hào)輸出到顯示模塊2）將仿真結(jié)果存儲(chǔ)到工作空間）將仿真結(jié)果存儲(chǔ)到工作空間 3）將仿真結(jié)果通過輸出端口返回到）將仿真結(jié)果通過輸出端口返回到Matlab命令窗口，命令窗口， 再利用繪圖命令繪出輸出圖形在再利

23、用繪圖命令繪出輸出圖形在Sinks模塊組中有模塊組中有 一個(gè)名一個(gè)名 Out1的模塊，將數(shù)據(jù)輸入到這個(gè)模塊，該的模塊，將數(shù)據(jù)輸入到這個(gè)模塊，該 模塊就會(huì)將數(shù)據(jù)輸出到模塊就會(huì)將數(shù)據(jù)輸出到Matlab命令窗口，并用名為命令窗口，并用名為 yout的變量保存，同時(shí)還將時(shí)間數(shù)據(jù)用的變量保存，同時(shí)還將時(shí)間數(shù)據(jù)用tout變量保存。變量保存。 五、簡(jiǎn)單的模型示例五、簡(jiǎn)單的模型示例圖圖10-19所示是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的電路分析，模擬工頻所示是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的電路分析，模擬工頻交流電的阻感響應(yīng)。交流電的阻感響應(yīng)。圖圖10-19 一個(gè)簡(jiǎn)單的一個(gè)簡(jiǎn)單的Simulink模型模型圖圖10-20 10-20 仿真的結(jié)果仿真的結(jié)

24、果第六節(jié)第六節(jié) SIMULINK典型模塊使用的簡(jiǎn)單示例典型模塊使用的簡(jiǎn)單示例 【例例10-1】：數(shù)組的乘法運(yùn)算的：數(shù)組的乘法運(yùn)算的SIMULINK仿真仿真 在在“SIMULINK”環(huán)境下，點(diǎn)擊工具欄上的新建快環(huán)境下，點(diǎn)擊工具欄上的新建快 捷按鈕，則空白的尚未命名的模型文件編輯區(qū)如捷按鈕，則空白的尚未命名的模型文件編輯區(qū)如 圖圖10-21所示。所示。圖圖10-21 10-21 空白模型文件編輯器空白模型文件編輯器圖圖10-22 數(shù)組的乘法運(yùn)算模塊連接圖數(shù)組的乘法運(yùn)算模塊連接圖 圖圖10-23 Constant模塊參數(shù)設(shè)置對(duì)話框模塊參數(shù)設(shè)置對(duì)話框 圖圖10-24 Constant1模塊參數(shù)設(shè)置對(duì)話

25、框模塊參數(shù)設(shè)置對(duì)話框 圖圖10-25 數(shù)組的乘法運(yùn)算的數(shù)組的乘法運(yùn)算的“Product”模塊設(shè)置對(duì)話框模塊設(shè)置對(duì)話框 參數(shù)設(shè)置后的模型文件編輯界面如圖參數(shù)設(shè)置后的模型文件編輯界面如圖10-26所示。所示。圖圖10-26 設(shè)置參數(shù)后的數(shù)組乘法運(yùn)算模塊連接圖設(shè)置參數(shù)后的數(shù)組乘法運(yùn)算模塊連接圖 仿真之前，點(diǎn)擊菜單欄上的仿真之前，點(diǎn)擊菜單欄上的“Simulation” “Configuration Parameters”，出現(xiàn)一對(duì)話框，點(diǎn)擊，出現(xiàn)一對(duì)話框，點(diǎn)擊此對(duì)話框中此對(duì)話框中“Solver”處的下拉箭頭，從彈出的選項(xiàng)中處的下拉箭頭，從彈出的選項(xiàng)中選取選取“discrete(no continuou

26、s states)”；將；將“Solver options”中的中的“Max step size”設(shè)置為設(shè)置為0.2。以下各例同此。以下各例同此。 最后點(diǎn)擊工具欄上的仿真按鈕，仿真結(jié)果如圖最后點(diǎn)擊工具欄上的仿真按鈕，仿真結(jié)果如圖10-27所示。所示。圖圖10-27 數(shù)組的乘法運(yùn)算仿真結(jié)果數(shù)組的乘法運(yùn)算仿真結(jié)果 【例例10-2】：矩陣的乘法運(yùn)算的：矩陣的乘法運(yùn)算的SIMULINK仿真仿真 矩陣的乘法運(yùn)算模塊調(diào)用與數(shù)組的乘法運(yùn)算模塊矩陣的乘法運(yùn)算模塊調(diào)用與數(shù)組的乘法運(yùn)算模塊調(diào)用一樣，首先要對(duì)所調(diào)用的模塊進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置。調(diào)用一樣，首先要對(duì)所調(diào)用的模塊進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置。比如要做比如要做size分別為分別

27、為34和和43兩個(gè)矩陣的乘法運(yùn)算，兩個(gè)矩陣的乘法運(yùn)算，對(duì)這兩個(gè)矩陣的參數(shù)設(shè)置的對(duì)這兩個(gè)矩陣的參數(shù)設(shè)置的“Constant”對(duì)話框分別如對(duì)話框分別如圖圖10-28、圖、圖10-29所示：所示：圖圖10-28 34矩陣的參數(shù)設(shè)置對(duì)話框矩陣的參數(shù)設(shè)置對(duì)話框 圖圖10-29 43矩陣的參數(shù)設(shè)置對(duì)話框矩陣的參數(shù)設(shè)置對(duì)話框 圖圖10-30 矩陣的乘法運(yùn)算的矩陣的乘法運(yùn)算的“Product”模塊設(shè)置對(duì)話框模塊設(shè)置對(duì)話框圖圖10-31 矩陣的乘法運(yùn)算仿真結(jié)果矩陣的乘法運(yùn)算仿真結(jié)果圖圖10-32 數(shù)組的除法運(yùn)算模塊連接圖數(shù)組的除法運(yùn)算模塊連接圖 【例例10-3】：數(shù)組的除法運(yùn)算的：數(shù)組的除法運(yùn)算的SIMULIN

28、K仿真仿真圖圖10-33 設(shè)置參數(shù)后的數(shù)組除法運(yùn)算模塊連接圖設(shè)置參數(shù)后的數(shù)組除法運(yùn)算模塊連接圖圖圖10-34 數(shù)組的除法運(yùn)算仿真結(jié)果數(shù)組的除法運(yùn)算仿真結(jié)果 【例例10-4】：矩陣的除法運(yùn)算的：矩陣的除法運(yùn)算的SIMULINK仿真仿真 矩陣矩陣AB代表代表inv(A)*B。求。求A的逆陣的逆陣inv(A)時(shí)，時(shí)， 從從“Math Operations”中調(diào)用中調(diào)用“Divide”模塊。雙擊該模塊。雙擊該 模塊，對(duì)話框如圖模塊，對(duì)話框如圖10-35所示。所示。圖圖10-35 Divide設(shè)置對(duì)話框設(shè)置對(duì)話框 在圖在圖10-35中，保留中，保留“Number of input”標(biāo)簽處的標(biāo)簽處的“/”

29、，刪去，刪去“*”，再選，再選“Multiplication”標(biāo)簽處的標(biāo)簽處的“Matrix(*)”，設(shè)置后如圖，設(shè)置后如圖10-36所示，此時(shí)所示，此時(shí) “Divide” 模塊的外觀由原來的模塊的外觀由原來的 變?yōu)樽優(yōu)?。 圖圖10-36 設(shè)置后的設(shè)置后的Divide對(duì)話框?qū)υ捒驁D圖10-37 矩陣除法運(yùn)算模塊連接圖矩陣除法運(yùn)算模塊連接圖圖圖10-38 矩陣除法運(yùn)算的仿真結(jié)果矩陣除法運(yùn)算的仿真結(jié)果 【例例10-5】：數(shù)組連接的：數(shù)組連接的SIMULINK仿真仿真 圖圖10-39 數(shù)組的模塊連接圖數(shù)組的模塊連接圖圖圖10-40 “Matrix concatenation”模塊設(shè)置對(duì)話框模塊設(shè)置

30、對(duì)話框圖圖10-41 數(shù)組的水平連接仿真結(jié)果數(shù)組的水平連接仿真結(jié)果圖圖10-42 數(shù)組的水平連接另一仿真結(jié)果數(shù)組的水平連接另一仿真結(jié)果 圖圖10-43 數(shù)組的垂直連接數(shù)組的垂直連接【例例10-6】：數(shù)組重組的：數(shù)組重組的SIMULINK仿真仿真圖圖10-44 數(shù)組重組的模塊連接數(shù)組重組的模塊連接 圖圖10-45 “reshape”模塊設(shè)置對(duì)話框模塊設(shè)置對(duì)話框 圖圖25中的中的“Output dimensionality”中共有中共有4個(gè)選個(gè)選項(xiàng)，選項(xiàng)，選“Column vector”和和“1-D array”選項(xiàng)，可將輸選項(xiàng)，可將輸 入的數(shù)組重塑成列向量，如圖入的數(shù)組重塑成列向量，如圖10-4

31、6所示。所示。圖圖10-46 32的數(shù)組重塑成列向量的數(shù)組重塑成列向量 選選“Row vector”選項(xiàng)，可將輸入的數(shù)組重塑成行向選項(xiàng)，可將輸入的數(shù)組重塑成行向量。如圖量。如圖10-47所示。所示。 圖圖10-47 32的數(shù)組重塑成行向量的數(shù)組重塑成行向量 選選“Customize”時(shí)，時(shí)，“Output dimensions”功能啟用，功能啟用，在其下的可編輯框內(nèi)輸入新的行數(shù)和列數(shù)，如圖在其下的可編輯框內(nèi)輸入新的行數(shù)和列數(shù)，如圖10-48所所示。示。圖圖10-48 32數(shù)組重塑成數(shù)組重塑成23數(shù)組的設(shè)置對(duì)話框數(shù)組的設(shè)置對(duì)話框 重塑后的數(shù)組仿真結(jié)果如圖重塑后的數(shù)組仿真結(jié)果如圖10-49所示。所

32、示。圖圖10-49 32數(shù)組重塑成數(shù)組重塑成23數(shù)組的仿真結(jié)果數(shù)組的仿真結(jié)果 【例例10-7】：FIR數(shù)字帶通濾波器的數(shù)字帶通濾波器的SIMULINK仿真示例仿真示例 有一頻率分別為有一頻率分別為10Hz、20Hz和和30Hz的混合信號(hào)，利的混合信號(hào)，利用帶通濾波器將用帶通濾波器將20Hz的信號(hào)從混合信號(hào)中分離出來，仿真的信號(hào)從混合信號(hào)中分離出來，仿真過程如下：過程如下： 從從“Sourses”模塊組中取出三個(gè)模塊組中取出三個(gè)“Sine Wave”模塊；模塊；從從“Math Operations”模塊組中取出模塊組中取出“Add”模塊和模塊和“Gain”模塊；濾波器模塊取法如下：?jiǎn)螕裟K；濾波

33、器模塊取法如下：?jiǎn)螕簟癝imulink Library Browser”“Signal Processing Blockset” “Filtering”“Filter Designs”，則在右側(cè)出現(xiàn)，則在右側(cè)出現(xiàn)“Digital Filter Designs”濾波器模塊，如圖濾波器模塊，如圖10-50所示，從中取出此所示，從中取出此模塊。模塊。 圖圖10-50 定位定位“Digital Filter Design”模塊圖模塊圖 從從“Sinks”模塊組中取出兩個(gè)模塊組中取出兩個(gè)“Scope”模塊，將各模模塊，將各模塊連接起來，如圖塊連接起來，如圖10-51所示。模型文件命名為所示。模型文件命名

34、為“firbandpass”。圖圖10-51 FIR帶通數(shù)字濾波器模塊連接圖帶通數(shù)字濾波器模塊連接圖1 圖圖10-51中，中，“Add”模塊，左端默認(rèn)輸入數(shù)是模塊，左端默認(rèn)輸入數(shù)是2，由于此例有三個(gè)輸入，故需將其重新進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置由于此例有三個(gè)輸入，故需將其重新進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置方法為雙擊該模塊，將出現(xiàn)的對(duì)話框中的方法為雙擊該模塊，將出現(xiàn)的對(duì)話框中的“List of signs”標(biāo)簽下的標(biāo)簽下的“+”后再添一個(gè)后再添一個(gè)“+”即可（圖略）。即可（圖略）。同樣，同樣，“Scope”模塊默認(rèn)的輸入端是一個(gè)，圖模塊默認(rèn)的輸入端是一個(gè)，圖10-51中中第一個(gè)第一個(gè)“Scope”模塊有四個(gè)輸入端，設(shè)置方法為

35、雙擊模塊有四個(gè)輸入端，設(shè)置方法為雙擊該模塊，出現(xiàn)空的示波器（圖略），點(diǎn)擊工具欄上的該模塊，出現(xiàn)空的示波器（圖略），點(diǎn)擊工具欄上的參數(shù)設(shè)置按鈕，出現(xiàn)如圖參數(shù)設(shè)置按鈕，出現(xiàn)如圖10-52所示的會(huì)話框。所示的會(huì)話框。 圖圖10-52 示波器參數(shù)設(shè)置對(duì)話框示波器參數(shù)設(shè)置對(duì)話框 將會(huì)話框中的將會(huì)話框中的“Number of axes”中的默認(rèn)值中的默認(rèn)值 “1” 改為改為“4”即可。四個(gè)輸入端的即可。四個(gè)輸入端的“Scope”模塊顯示的分模塊顯示的分別是別是10Hz、20Hz、30Hz和濾出的和濾出的20Hz的信號(hào)波形。的信號(hào)波形。一個(gè)輸入端的一個(gè)輸入端的“Scope1”模塊顯示的是混合信號(hào)的波形。模塊

36、顯示的是混合信號(hào)的波形。下面對(duì)輸入的三個(gè)正弦波進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。雙擊第一個(gè)下面對(duì)輸入的三個(gè)正弦波進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。雙擊第一個(gè)正弦波，將出現(xiàn)的會(huì)話框中的幅值改為正弦波，將出現(xiàn)的會(huì)話框中的幅值改為2，頻率改為，頻率改為10Hz，根據(jù)奈奎斯特準(zhǔn)則，采樣時(shí)間選為，根據(jù)奈奎斯特準(zhǔn)則，采樣時(shí)間選為0.01s，參數(shù)，參數(shù)設(shè)置后如圖設(shè)置后如圖10-53所示。所示。 圖圖10-53 正弦波參數(shù)設(shè)置對(duì)話框正弦波參數(shù)設(shè)置對(duì)話框 另外兩個(gè)正弦波設(shè)置方法同（圖略），幅值分別為另外兩個(gè)正弦波設(shè)置方法同（圖略），幅值分別為“4” 和和“6”，頻率分別為，頻率分別為“20Hz”和和“30Hz”，采樣頻率依然是，采樣頻率依然是0.01

37、s。 雙擊雙擊“Digital Filter Design”模塊，對(duì)彈出的對(duì)話框中進(jìn)行模塊，對(duì)彈出的對(duì)話框中進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，在參數(shù)設(shè)置，在“Response Type”標(biāo)簽下選標(biāo)簽下選“Bandpass”；“Design Method”標(biāo)簽下選標(biāo)簽下選“FIR”，且選，且選FIR的的“Equiripple”方法；方法；“Filter Order”中的中的“Specify order”填填“100”；“Options”中的中的“Density Factor”填填“30”；“Frequency Specifications”中的中的“Units”選選“Hz”；“Fs”、“Fstop1”、“Fpass1”、“Fpass2”和和“Fsto