MATLAB程序設(shè)計(jì)教程（第二版）劉衛(wèi)國(guó)主編

中國(guó)水利水電出版社MATLAB程序設(shè)計(jì)教程（第二版）劉衛(wèi)國(guó)主編1第11章SIMULINK動(dòng)態(tài)仿真集成環(huán)境Simulink操作基礎(chǔ)MATLAB系統(tǒng)仿真模型MATLAB系統(tǒng)的仿真使用命令操作對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真MATLAB子系統(tǒng)及其封裝技術(shù)S函數(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用第11章SIMULINK動(dòng)態(tài)仿真集成環(huán)境Simulin211.1.1Simulink簡(jiǎn)介Simulink是MATLAB的重要組成部分，提供建立系統(tǒng)模型、選擇仿真參數(shù)和數(shù)值算法、啟動(dòng)仿真程序?qū)υ撓到y(tǒng)進(jìn)行仿真、設(shè)置不同的輸出方式來(lái)觀察仿真結(jié)果等功能。11.1Simulink操作基礎(chǔ)11.1.1Simulink簡(jiǎn)介11.1Simul311.1.2Simulink的啟動(dòng)與退出1．Simulink的啟動(dòng)在MATLAB的命令窗口輸入simulink或單擊MATLAB主窗口工具欄上的Simulink命令按鈕即可啟動(dòng)Simulink。Simulink啟動(dòng)后會(huì)顯示Simulink模塊庫(kù)瀏覽器(SimulinkLibraryBrowser)窗口。11.1.2Simulink的啟動(dòng)與退出4在啟動(dòng)Simulink模塊庫(kù)瀏覽器后再單擊其工具欄中的Newmodel命令按鈕，會(huì)彈出名字為untitled的模型編輯窗口。在MATLAB主菜單中，選擇File菜單中New菜單項(xiàng)的Model命令，也可打開(kāi)模型編輯窗口。利用模型編輯窗口，可以通過(guò)鼠標(biāo)的拖放操作創(chuàng)建一個(gè)模型。

在啟動(dòng)Simulink模塊庫(kù)瀏覽器后再單擊其工具欄中的New52．Simulink的退出為了退出Simulink，只要關(guān)閉所有模型編輯窗口和Simulink模塊庫(kù)瀏覽器窗口即可。2．Simulink的退出611.2系統(tǒng)仿真模型11.2.1Simulink的基本模塊Simulink的模塊庫(kù)提供了大量模塊。單擊模塊庫(kù)瀏覽器中Simulink前面的“+”號(hào)，將看到Simulink模塊庫(kù)中包含的子模塊庫(kù)，單擊所需要的子模塊庫(kù)，在右邊的窗口中將看到相應(yīng)的基本模塊，選擇所需基本模塊，可用鼠標(biāo)將其拖到模型編輯窗口。同樣，在模塊庫(kù)瀏覽器左側(cè)的Simulink欄上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中單擊Openthe‘Simulink’Libray命令，將打開(kāi)Simulink基本模塊庫(kù)窗口。單擊其中的子模塊庫(kù)圖標(biāo)，打開(kāi)子模塊庫(kù)，找到仿真所需要的基本模塊。11.2系統(tǒng)仿真模型711.2.2模塊的編輯1．添加模塊2．選取模塊3．復(fù)制與刪除模塊4．模塊外形的調(diào)整5．模塊名的處理11.2.2模塊的編輯811.2.3模塊的連接1．連接兩個(gè)模塊2．模塊間連線的調(diào)整3．連線的分支4．標(biāo)注連線5．刪除連線11.2.3模塊的連接911.2.4模塊的參數(shù)和屬性設(shè)置1．模塊的參數(shù)設(shè)置Simulink中幾乎所有模塊的參數(shù)都允許用戶進(jìn)行設(shè)置，只要雙擊要設(shè)置的模塊或在模塊上按鼠標(biāo)右鍵并在彈出的快捷菜單中選擇相應(yīng)模塊的參數(shù)設(shè)置命令就會(huì)彈出模塊參數(shù)對(duì)話框。該對(duì)話框分為兩部分，上面一部分是模塊功能說(shuō)明，下面一部分用來(lái)進(jìn)行模塊參數(shù)設(shè)置。同樣，先選擇要設(shè)置的模塊，再在模型編輯窗口Edit菜單下選擇相應(yīng)模塊的參數(shù)設(shè)置命令也可以打開(kāi)模塊參數(shù)對(duì)話框。11.2.4模塊的參數(shù)和屬性設(shè)置102．模塊的屬性設(shè)置選定要設(shè)置屬性的模塊，然后在模塊上按鼠標(biāo)右鍵并在彈出的快捷菜單中選擇Blockproperties，或先選擇要設(shè)置的模塊，再在模型編輯窗口的Edit菜單下選擇Blockproperties命令，將打開(kāi)模塊屬性對(duì)話框。該對(duì)話框包括General、Blockannotation和Callbacks3個(gè)可以相互切換的選項(xiàng)卡。其中選項(xiàng)卡中可以設(shè)置3個(gè)基本屬性：Description(說(shuō)明)、Priority(優(yōu)先級(jí))、Tag(標(biāo)記)。2．模塊的屬性設(shè)置11例11-1有系統(tǒng)的微分方程，試建立系統(tǒng)仿真模型。操作過(guò)程如下：(1)在MATLAB主菜單中，選擇File菜單中New菜單項(xiàng)的Model命令，打開(kāi)一個(gè)模型編輯窗口。(2)將所需模塊添加到模型中。(3)設(shè)置模塊參數(shù)并連接各個(gè)模塊組成仿真模型。設(shè)置模塊參數(shù)后，用連線將各個(gè)模塊連接起來(lái)組成系統(tǒng)仿真模型。模型建好后，從模型編輯窗口的File菜單中選擇Save或Saveas命令將它存盤。例11-1有系統(tǒng)的微分方程，試建立系統(tǒng)仿真模型。1211.3.1設(shè)置仿真參數(shù)在系統(tǒng)仿真過(guò)程中，事先必須對(duì)仿真算法、輸出模式等各種仿真參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。其方法是：打開(kāi)系統(tǒng)仿真模型，從模型編輯窗口的Simulation菜單中選擇ConfigurationParameters命令，打開(kāi)一個(gè)仿真參數(shù)對(duì)話框，在其中可以設(shè)置仿真參數(shù)。在此對(duì)話框中，仿真參數(shù)設(shè)置被分為9個(gè)選項(xiàng)。11.3系統(tǒng)的仿真11.3.1設(shè)置仿真參數(shù)11.3系統(tǒng)的仿真131．Solver選項(xiàng)設(shè)置在對(duì)話框左邊的樹(shù)型結(jié)構(gòu)中單擊Solver選項(xiàng)，在右邊的窗口中會(huì)列出所有Solver選項(xiàng)。（1）設(shè)置仿真起始和停止時(shí)間（Simulinktime）。（2）仿真算法的選擇（Solveroptions）。1．Solver選項(xiàng)設(shè)置142．DataImport/Export選項(xiàng)設(shè)置在仿真參數(shù)對(duì)話框中選擇DataImport/Export選項(xiàng)，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框。相應(yīng)的選項(xiàng)設(shè)置分為3組：Loadfromworkspace、Savetoworkspace和Saveoptions。（1）從工作空間中載入數(shù)據(jù)（Loadfromworkspace）。（2）保存到工作空間（Savetoworkspace）。（3）保存選項(xiàng)（Saveoptions）。

2．DataImport/Export選項(xiàng)設(shè)置1511.3.2啟動(dòng)系統(tǒng)仿真與仿真結(jié)果分析設(shè)置完仿真參數(shù)之后，從Simulation中選擇Start菜單項(xiàng)或單擊模型編輯窗口中的StartSimulation命令按鈕，便可啟動(dòng)對(duì)當(dāng)前模型的仿真。此時(shí)，Start菜單項(xiàng)變成不可選,而Stop菜單項(xiàng)變成可選,以供中途停止仿真使用。從Simulation菜單中選擇Stop項(xiàng)停止仿真后，Start項(xiàng)又變成可選。11.3.2啟動(dòng)系統(tǒng)仿真與仿真結(jié)果分析16為了觀察仿真結(jié)果的變化軌跡可以采用3種方法：(1)把輸出結(jié)果送給Scope模塊或者XYGraph模塊。(2)把仿真結(jié)果送到輸出端口并作為返回變量，然后使用MATLAB命令畫出該變量的變化曲線。(3)把輸出結(jié)果送到ToWorkspace模塊，從而將結(jié)果直接存入工作空間，然后用MATLAB命令畫出該變量的變化曲線。為了觀察仿真結(jié)果的變化軌跡可以采用3種方法：17例11-2利用Simulink仿真曲線。仿真過(guò)程如下：(1)啟動(dòng)Simulink并打開(kāi)模型編輯窗口。(2)將所需模塊添加到模型中。(3)設(shè)置模塊參數(shù)并連接各個(gè)模塊組成仿真模型。設(shè)置模塊參數(shù)后，用連線將各個(gè)模塊連接起來(lái)組成仿真模型。(4)設(shè)置系統(tǒng)仿真參數(shù)。(5)開(kāi)始系統(tǒng)仿真。(6)觀察仿真結(jié)果。例11-2利用Simulink仿真曲線。18例11-3利用Simulink仿真求定積分。仿真過(guò)程如下：(1)打開(kāi)一個(gè)模型編輯窗口。(2)將所需模塊添加到模型中。(3)設(shè)置模塊參數(shù)并連接各個(gè)模塊組成仿真模型。(4)設(shè)置系統(tǒng)仿真參數(shù)。(5)開(kāi)始系統(tǒng)仿真。(6)觀察仿真結(jié)果。例11-3利用Simulink仿真求定積分。1911.3.3系統(tǒng)仿真實(shí)例至此，可以總結(jié)出利用Simulink進(jìn)行系統(tǒng)仿真的步驟：(1)建立系統(tǒng)仿真模型，這包括添加模塊、設(shè)置模塊參數(shù)以及進(jìn)行模塊連接等操作。(2)設(shè)置仿真參數(shù)。(3)啟動(dòng)仿真并分析仿真結(jié)果。11.3.3系統(tǒng)仿真實(shí)例20例11-4有初始狀態(tài)為0的二階微分方程x"+0.2x'+0.4x=0.2u(t),其中u(t)是單位階躍函數(shù)，試建立系統(tǒng)模型并仿真。方法1：用積分器直接構(gòu)造求解微分方程的模型。方法2：利用傳遞函數(shù)模塊建模。方法3：利用狀態(tài)方程模塊建模。例11-4有初始狀態(tài)為0的二階微分方程x"+0.2x'+2111.4使用命令操作對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真從命令窗口運(yùn)行仿真的函數(shù)有4個(gè)，即sim、simset、simget和set_param。1．sim函數(shù)sim函數(shù)的作用是運(yùn)行一個(gè)由Simulink建立的模型，其調(diào)用格式為：[t,x,y]=sim(modname,timespan,options,data);11.4使用命令操作對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真222．simset函數(shù)simset函數(shù)用來(lái)為sim函數(shù)建立或編輯仿真參數(shù)或規(guī)定算法，并把設(shè)置結(jié)果保存在一個(gè)結(jié)構(gòu)變量中。它有如下4種用法：(1)options=simset(property,value,…)：把property代表的參數(shù)賦值為value，結(jié)果保存在結(jié)構(gòu)options中。(2)options=simset(old_opstruct,property,value,…)：把已有的結(jié)構(gòu)old_opstruct(由simset產(chǎn)生)中的參數(shù)property重新賦值為value，結(jié)果保存在新結(jié)構(gòu)options中。(3)options=simset(old_opstruct,new_opstruct)：用結(jié)構(gòu)new_opstruct的值替代已經(jīng)存在的結(jié)構(gòu)old_opstruct的值。(4)simset：顯示所有的參數(shù)名和它們可能的值。2．simset函數(shù)233．simget函數(shù)simget函數(shù)用來(lái)獲得模型的參數(shù)設(shè)置值。如果參數(shù)值是用一個(gè)變量名定義的，simget返回的也是該變量的值而不是變量名。如果該變量在工作空間中不存在(即變量未被賦值)，則Simulink給出一個(gè)出錯(cuò)信息。3．simget函數(shù)24該函數(shù)有如下3種用法：(1)struct=simget(modname)：返回指定模型model的參數(shù)設(shè)置的options結(jié)構(gòu)。(2)value=simget(modname,property)：返回指定模型model的參數(shù)property的值。(3)value=simget(options,property)：獲取options結(jié)構(gòu)中的參數(shù)property的值。如果在該結(jié)構(gòu)中未指定該參數(shù)，則返回一個(gè)空陣。該函數(shù)有如下3種用法：254．set_param函數(shù)set_param函數(shù)的功能很多，這里只介紹如何用set_param函數(shù)設(shè)置Simulink仿真參數(shù)以及如何開(kāi)始、暫停、終止仿真進(jìn)程或者更新顯示一個(gè)仿真模型。4．set_param函數(shù)26(1)設(shè)置仿真參數(shù)調(diào)用格式為：set_param(modname,property,value,…)其中modname為設(shè)置的模型名，property為要設(shè)置的參數(shù)，value是設(shè)置值。這里設(shè)置的參數(shù)可以有很多種，而且和用simset設(shè)置的內(nèi)容不盡相同，相關(guān)參數(shù)的設(shè)置可以參考有關(guān)資料。(1)設(shè)置仿真參數(shù)27(2)控制仿真進(jìn)程調(diào)用格式為：set_param(modname,'SimulationCommand','cmd')其中mode為仿真模型名稱，而cmd是控制仿真進(jìn)程的各個(gè)命令，包括start、stop、pause、comtinue或update。在使用這兩個(gè)函數(shù)的時(shí)候，需要注意必須先把模型打開(kāi)。(2)控制仿真進(jìn)程2811.5子系統(tǒng)及其封裝技術(shù)11.5.1子系統(tǒng)的建立建立子系統(tǒng)有兩種方法：通過(guò)Subsystem模塊建立子系統(tǒng)和通過(guò)已有的模塊建立子系統(tǒng)。兩者的區(qū)別是：前者先建立子系統(tǒng)，再為其添加功能模塊；后者先選擇模塊，再建立子系統(tǒng)。11.5子系統(tǒng)及其封裝技術(shù)291．通過(guò)Subsystem模塊建立子系統(tǒng)操作步驟為：(1)先打開(kāi)Simulink模塊庫(kù)瀏覽器，新建一個(gè)仿真模型。(2)打開(kāi)Simulink模塊庫(kù)中的Ports&Subsystems模塊庫(kù)，將Subsystem模塊添加到模型編輯窗口中。(3)雙擊Subsystem模塊打開(kāi)一個(gè)空白的Subsystem窗口，將要組合的模塊添加到該窗口中，另外還要根據(jù)需要添加輸入模塊和輸出模塊，表示子系統(tǒng)的輸入端口和輸出端口。這樣，一個(gè)子系統(tǒng)就建好了。1．通過(guò)Subsystem模塊建立子系統(tǒng)302．通過(guò)已有的模塊建立子系統(tǒng)操作步驟為：(1)先選擇要建立子系統(tǒng)的模塊，不包括輸入端口和輸出端口。(2)選擇模型編輯窗口Edit菜單中的CreateSubsystem命令，這樣，子系統(tǒng)就建好了。在這種情況下，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)把輸入模塊和輸出模塊添加到子系統(tǒng)中，并把原來(lái)的模塊變?yōu)樽酉到y(tǒng)的圖標(biāo)。2．通過(guò)已有的模塊建立子系統(tǒng)31例11-5PID控制器是在自動(dòng)控制中經(jīng)常使用的模塊，試建立PID控制器的模型并建立子系統(tǒng)。步驟如下：(1)先建立PID控制器的模型。(2)建立子系統(tǒng)。例11-5PID控制器是在自動(dòng)控制中經(jīng)常使用的模塊，試建3211.5.2子系統(tǒng)的條件執(zhí)行1．使能子系統(tǒng)建立使能子系統(tǒng)的方法是：打開(kāi)Simulink模塊庫(kù)中的Ports&Subsystems模塊庫(kù)，將Enable模塊復(fù)制到子系統(tǒng)模型中，則系統(tǒng)的圖標(biāo)發(fā)生了變化。11.5.2子系統(tǒng)的條件執(zhí)行33例11-6利用使能子系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)正弦半波整流器。操作步驟如下：(1)打開(kāi)Simulink模塊庫(kù)瀏覽器并新建一個(gè)仿真模型。(2)將SineWave、EnabledSubsystem、Scope3個(gè)模塊拖至新打開(kāi)的模型編輯窗口，連接各模塊并存盤。其中使能信號(hào)端接SineWave模塊。為了便于比較，除顯示半波整流波形外，還顯示正弦波，故在示波器屬性窗口將Numberofaxes設(shè)置為2。使能子系統(tǒng)建立好后，可對(duì)Enable模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。(3)選擇Simulink菜單中的Start命令，就可看到半波整流波形和正弦波形。例11-6利用使能子系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)正弦半波整流器。342．觸發(fā)子系統(tǒng)觸發(fā)子系統(tǒng)是指當(dāng)觸發(fā)事件發(fā)生時(shí)開(kāi)始執(zhí)行子系統(tǒng)。與使能子系統(tǒng)相類似，觸發(fā)子系統(tǒng)的建立要把Ports&Subsystems模塊庫(kù)中的Trigger模塊添加到子系統(tǒng)中或直接選擇TriggeredSubsystem模塊來(lái)建立觸發(fā)子系統(tǒng)。2．觸發(fā)子系統(tǒng)35例11-7利用觸發(fā)子系統(tǒng)將一鋸齒波轉(zhuǎn)換成方波。操作步驟如下：(1)用SignalGenerator、TriggeredSubsystem和Scope模塊構(gòu)成子系統(tǒng)。(2)選擇Simulink菜單中的Start命令，就可看到波形。例11-7利用觸發(fā)子系統(tǒng)將一鋸齒波轉(zhuǎn)換成方波。363．使能加觸發(fā)子系統(tǒng)所謂使能加觸發(fā)子系統(tǒng)就是把Enable和Tirgger模塊都加到子系統(tǒng)中，使能控制信號(hào)和觸發(fā)控制信號(hào)共同作用子系統(tǒng)的執(zhí)行，也就是前兩種子系統(tǒng)的綜合。該系統(tǒng)的行為方式與觸發(fā)子系統(tǒng)相似，但只有當(dāng)使能信號(hào)為正時(shí)，觸發(fā)事件才起作用。3．使能加觸發(fā)子系統(tǒng)37

11.5.3子系統(tǒng)的封裝所謂子系統(tǒng)的封裝(Masking)，就是為子系統(tǒng)定制對(duì)話框和圖標(biāo)，使子系統(tǒng)本身有一個(gè)獨(dú)立的操作界面，把子系統(tǒng)中的各模塊的參數(shù)對(duì)話框合成一個(gè)參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，在使用時(shí)不必打開(kāi)每個(gè)模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，這樣使子系統(tǒng)的使用更加方便。11.5.3子系統(tǒng)的封裝38

子系統(tǒng)的封裝過(guò)程很簡(jiǎn)單，先選中所要封裝的子系統(tǒng)，再選擇模型編輯窗口Edit菜單中的Masksubsystem命令，這時(shí)將出現(xiàn)封裝編輯器(MaskEditor)對(duì)話框。MaskEditor對(duì)話框中共包括4個(gè)選項(xiàng)卡：Icon、Parameters、Initialization和Documentation。子系統(tǒng)的封裝主要就是對(duì)這4頁(yè)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。子系統(tǒng)的封裝過(guò)程很簡(jiǎn)單，先選中所要封裝的子系統(tǒng)，再選擇模型3911.6S函數(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用S函數(shù)稱為系統(tǒng)函數(shù)(SystemFunction)，它有固定的程序格式。用MATLAB語(yǔ)言可以編寫S函數(shù)，此外還可以采用C、C++、FORTRAN和Ada等語(yǔ)言編寫。11.6S函數(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用4011.6.1用MATLAB語(yǔ)言編寫S函數(shù)編寫S函數(shù)有一套固定的規(guī)則，為此，Simulink提供了一個(gè)用M文件編寫S函數(shù)的模板。該模板程序存放在toolbox\simulink\blocks目錄下，文件名為sfuntmpl.m。用戶可以從這個(gè)模板出發(fā)構(gòu)建自己的S函數(shù)。11.6.1用MATLAB語(yǔ)言編寫S函數(shù)411．主程序S函數(shù)主程序的引導(dǎo)語(yǔ)句為：function[sys,x0,str,ts]=fname(t,x,u,flag)2．子程序S函數(shù)M文件共有6個(gè)子程序，供Simulink在仿真的不同階段調(diào)用。1．主程序4211.6.2S函數(shù)的應(yīng)用例11-8采用S函數(shù)實(shí)現(xiàn)模塊y=nx，即模塊的功能是把一個(gè)輸入信號(hào)n倍以后再輸出。(1)利用MATLAB語(yǔ)言M文件。(2)模塊的封裝與測(cè)試。11.6.2S函數(shù)的應(yīng)用43演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！44MATLAB程序設(shè)計(jì)教程（第二版）劉衛(wèi)國(guó)主編

中國(guó)水利水電出版社MATLAB程序設(shè)計(jì)教程（第二版）劉衛(wèi)國(guó)主編45第11章SIMULINK動(dòng)態(tài)仿真集成環(huán)境Simulink操作基礎(chǔ)MATLAB系統(tǒng)仿真模型MATLAB系統(tǒng)的仿真使用命令操作對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真MATLAB子系統(tǒng)及其封裝技術(shù)S函數(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用第11章SIMULINK動(dòng)態(tài)仿真集成環(huán)境Simulin4611.1.1Simulink簡(jiǎn)介Simulink是MATLAB的重要組成部分，提供建立系統(tǒng)模型、選擇仿真參數(shù)和數(shù)值算法、啟動(dòng)仿真程序?qū)υ撓到y(tǒng)進(jìn)行仿真、設(shè)置不同的輸出方式來(lái)觀察仿真結(jié)果等功能。11.1Simulink操作基礎(chǔ)11.1.1Simulink簡(jiǎn)介11.1Simul4711.1.2Simulink的啟動(dòng)與退出1．Simulink的啟動(dòng)在MATLAB的命令窗口輸入simulink或單擊MATLAB主窗口工具欄上的Simulink命令按鈕即可啟動(dòng)Simulink。Simulink啟動(dòng)后會(huì)顯示Simulink模塊庫(kù)瀏覽器(SimulinkLibraryBrowser)窗口。11.1.2Simulink的啟動(dòng)與退出48在啟動(dòng)Simulink模塊庫(kù)瀏覽器后再單擊其工具欄中的Newmodel命令按鈕，會(huì)彈出名字為untitled的模型編輯窗口。在MATLAB主菜單中，選擇File菜單中New菜單項(xiàng)的Model命令，也可打開(kāi)模型編輯窗口。利用模型編輯窗口，可以通過(guò)鼠標(biāo)的拖放操作創(chuàng)建一個(gè)模型。

在啟動(dòng)Simulink模塊庫(kù)瀏覽器后再單擊其工具欄中的New492．Simulink的退出為了退出Simulink，只要關(guān)閉所有模型編輯窗口和Simulink模塊庫(kù)瀏覽器窗口即可。2．Simulink的退出5011.2系統(tǒng)仿真模型11.2.1Simulink的基本模塊Simulink的模塊庫(kù)提供了大量模塊。單擊模塊庫(kù)瀏覽器中Simulink前面的“+”號(hào)，將看到Simulink模塊庫(kù)中包含的子模塊庫(kù)，單擊所需要的子模塊庫(kù)，在右邊的窗口中將看到相應(yīng)的基本模塊，選擇所需基本模塊，可用鼠標(biāo)將其拖到模型編輯窗口。同樣，在模塊庫(kù)瀏覽器左側(cè)的Simulink欄上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中單擊Openthe‘Simulink’Libray命令，將打開(kāi)Simulink基本模塊庫(kù)窗口。單擊其中的子模塊庫(kù)圖標(biāo)，打開(kāi)子模塊庫(kù)，找到仿真所需要的基本模塊。11.2系統(tǒng)仿真模型5111.2.2模塊的編輯1．添加模塊2．選取模塊3．復(fù)制與刪除模塊4．模塊外形的調(diào)整5．模塊名的處理11.2.2模塊的編輯5211.2.3模塊的連接1．連接兩個(gè)模塊2．模塊間連線的調(diào)整3．連線的分支4．標(biāo)注連線5．刪除連線11.2.3模塊的連接5311.2.4模塊的參數(shù)和屬性設(shè)置1．模塊的參數(shù)設(shè)置Simulink中幾乎所有模塊的參數(shù)都允許用戶進(jìn)行設(shè)置，只要雙擊要設(shè)置的模塊或在模塊上按鼠標(biāo)右鍵并在彈出的快捷菜單中選擇相應(yīng)模塊的參數(shù)設(shè)置命令就會(huì)彈出模塊參數(shù)對(duì)話框。該對(duì)話框分為兩部分，上面一部分是模塊功能說(shuō)明，下面一部分用來(lái)進(jìn)行模塊參數(shù)設(shè)置。同樣，先選擇要設(shè)置的模塊，再在模型編輯窗口Edit菜單下選擇相應(yīng)模塊的參數(shù)設(shè)置命令也可以打開(kāi)模塊參數(shù)對(duì)話框。11.2.4模塊的參數(shù)和屬性設(shè)置542．模塊的屬性設(shè)置選定要設(shè)置屬性的模塊，然后在模塊上按鼠標(biāo)右鍵并在彈出的快捷菜單中選擇Blockproperties，或先選擇要設(shè)置的模塊，再在模型編輯窗口的Edit菜單下選擇Blockproperties命令，將打開(kāi)模塊屬性對(duì)話框。該對(duì)話框包括General、Blockannotation和Callbacks3個(gè)可以相互切換的選項(xiàng)卡。其中選項(xiàng)卡中可以設(shè)置3個(gè)基本屬性：Description(說(shuō)明)、Priority(優(yōu)先級(jí))、Tag(標(biāo)記)。2．模塊的屬性設(shè)置55例11-1有系統(tǒng)的微分方程，試建立系統(tǒng)仿真模型。操作過(guò)程如下：(1)在MATLAB主菜單中，選擇File菜單中New菜單項(xiàng)的Model命令，打開(kāi)一個(gè)模型編輯窗口。(2)將所需模塊添加到模型中。(3)設(shè)置模塊參數(shù)并連接各個(gè)模塊組成仿真模型。設(shè)置模塊參數(shù)后，用連線將各個(gè)模塊連接起來(lái)組成系統(tǒng)仿真模型。模型建好后，從模型編輯窗口的File菜單中選擇Save或Saveas命令將它存盤。例11-1有系統(tǒng)的微分方程，試建立系統(tǒng)仿真模型。5611.3.1設(shè)置仿真參數(shù)在系統(tǒng)仿真過(guò)程中，事先必須對(duì)仿真算法、輸出模式等各種仿真參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。其方法是：打開(kāi)系統(tǒng)仿真模型，從模型編輯窗口的Simulation菜單中選擇ConfigurationParameters命令，打開(kāi)一個(gè)仿真參數(shù)對(duì)話框，在其中可以設(shè)置仿真參數(shù)。在此對(duì)話框中，仿真參數(shù)設(shè)置被分為9個(gè)選項(xiàng)。11.3系統(tǒng)的仿真11.3.1設(shè)置仿真參數(shù)11.3系統(tǒng)的仿真571．Solver選項(xiàng)設(shè)置在對(duì)話框左邊的樹(shù)型結(jié)構(gòu)中單擊Solver選項(xiàng)，在右邊的窗口中會(huì)列出所有Solver選項(xiàng)。（1）設(shè)置仿真起始和停止時(shí)間（Simulinktime）。（2）仿真算法的選擇（Solveroptions）。1．Solver選項(xiàng)設(shè)置582．DataImport/Export選項(xiàng)設(shè)置在仿真參數(shù)對(duì)話框中選擇DataImport/Export選項(xiàng)，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框。相應(yīng)的選項(xiàng)設(shè)置分為3組：Loadfromworkspace、Savetoworkspace和Saveoptions。（1）從工作空間中載入數(shù)據(jù)（Loadfromworkspace）。（2）保存到工作空間（Savetoworkspace）。（3）保存選項(xiàng)（Saveoptions）。

2．DataImport/Export選項(xiàng)設(shè)置5911.3.2啟動(dòng)系統(tǒng)仿真與仿真結(jié)果分析設(shè)置完仿真參數(shù)之后，從Simulation中選擇Start菜單項(xiàng)或單擊模型編輯窗口中的StartSimulation命令按鈕，便可啟動(dòng)對(duì)當(dāng)前模型的仿真。此時(shí)，Start菜單項(xiàng)變成不可選,而Stop菜單項(xiàng)變成可選,以供中途停止仿真使用。從Simulation菜單中選擇Stop項(xiàng)停止仿真后，Start項(xiàng)又變成可選。11.3.2啟動(dòng)系統(tǒng)仿真與仿真結(jié)果分析60為了觀察仿真結(jié)果的變化軌跡可以采用3種方法：(1)把輸出結(jié)果送給Scope模塊或者XYGraph模塊。(2)把仿真結(jié)果送到輸出端口并作為返回變量，然后使用MATLAB命令畫出該變量的變化曲線。(3)把輸出結(jié)果送到ToWorkspace模塊，從而將結(jié)果直接存入工作空間，然后用MATLAB命令畫出該變量的變化曲線。為了觀察仿真結(jié)果的變化軌跡可以采用3種方法：61例11-2利用Simulink仿真曲線。仿真過(guò)程如下：(1)啟動(dòng)Simulink并打開(kāi)模型編輯窗口。(2)將所需模塊添加到模型中。(3)設(shè)置模塊參數(shù)并連接各個(gè)模塊組成仿真模型。設(shè)置模塊參數(shù)后，用連線將各個(gè)模塊連接起來(lái)組成仿真模型。(4)設(shè)置系統(tǒng)仿真參數(shù)。(5)開(kāi)始系統(tǒng)仿真。(6)觀察仿真結(jié)果。例11-2利用Simulink仿真曲線。62例11-3利用Simulink仿真求定積分。仿真過(guò)程如下：(1)打開(kāi)一個(gè)模型編輯窗口。(2)將所需模塊添加到模型中。(3)設(shè)置模塊參數(shù)并連接各個(gè)模塊組成仿真模型。(4)設(shè)置系統(tǒng)仿真參數(shù)。(5)開(kāi)始系統(tǒng)仿真。(6)觀察仿真結(jié)果。例11-3利用Simulink仿真求定積分。6311.3.3系統(tǒng)仿真實(shí)例至此，可以總結(jié)出利用Simulink進(jìn)行系統(tǒng)仿真的步驟：(1)建立系統(tǒng)仿真模型，這包括添加模塊、設(shè)置模塊參數(shù)以及進(jìn)行模塊連接等操作。(2)設(shè)置仿真參數(shù)。(3)啟動(dòng)仿真并分析仿真結(jié)果。11.3.3系統(tǒng)仿真實(shí)例64例11-4有初始狀態(tài)為0的二階微分方程x"+0.2x'+0.4x=0.2u(t),其中u(t)是單位階躍函數(shù)，試建立系統(tǒng)模型并仿真。方法1：用積分器直接構(gòu)造求解微分方程的模型。方法2：利用傳遞函數(shù)模塊建模。方法3：利用狀態(tài)方程模塊建模。例11-4有初始狀態(tài)為0的二階微分方程x"+0.2x'+6511.4使用命令操作對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真從命令窗口運(yùn)行仿真的函數(shù)有4個(gè)，即sim、simset、simget和set_param。1．sim函數(shù)sim函數(shù)的作用是運(yùn)行一個(gè)由Simulink建立的模型，其調(diào)用格式為：[t,x,y]=sim(modname,timespan,options,data);11.4使用命令操作對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真662．simset函數(shù)simset函數(shù)用來(lái)為sim函數(shù)建立或編輯仿真參數(shù)或規(guī)定算法，并把設(shè)置結(jié)果保存在一個(gè)結(jié)構(gòu)變量中。它有如下4種用法：(1)options=simset(property,value,…)：把property代表的參數(shù)賦值為value，結(jié)果保存在結(jié)構(gòu)options中。(2)options=simset(old_opstruct,property,value,…)：把已有的結(jié)構(gòu)old_opstruct(由simset產(chǎn)生)中的參數(shù)property重新賦值為value，結(jié)果保存在新結(jié)構(gòu)options中。(3)options=simset(old_opstruct,new_opstruct)：用結(jié)構(gòu)new_opstruct的值替代已經(jīng)存在的結(jié)構(gòu)old_opstruct的值。(4)simset：顯示所有的參數(shù)名和它們可能的值。2．simset函數(shù)673．simget函數(shù)simget函數(shù)用來(lái)獲得模型的參數(shù)設(shè)置值。如果參數(shù)值是用一個(gè)變量名定義的，simget返回的也是該變量的值而不是變量名。如果該變量在工作空間中不存在(即變量未被賦值)，則Simulink給出一個(gè)出錯(cuò)信息。3．simget函數(shù)68該函數(shù)有如下3種用法：(1)struct=simget(modname)：返回指定模型model的參數(shù)設(shè)置的options結(jié)構(gòu)。(2)value=simget(modname,property)：返回指定模型model的參數(shù)property的值。(3)value=simget(options,property)：獲取options結(jié)構(gòu)中的參數(shù)property的值。如果在該結(jié)構(gòu)中未指定該參數(shù)，則返回一個(gè)空陣。該函數(shù)有如下3種用法：694．set_param函數(shù)set_param函數(shù)的功能很多，這里只介紹如何用set_param函數(shù)設(shè)置Simulink仿真參數(shù)以及如何開(kāi)始、暫停、終止仿真進(jìn)程或者更新顯示一個(gè)仿真模型。4．set_param函數(shù)70(1)設(shè)置仿真參數(shù)調(diào)用格式為：set_param(modname,property,value,…)其中modname為設(shè)置的模型名，property為要設(shè)置的參數(shù)，value是設(shè)置值。這里設(shè)置的參數(shù)可以有很多種，而且和用simset設(shè)置的內(nèi)容不盡相同，相關(guān)參數(shù)的設(shè)置可以參考有關(guān)資料。(1)設(shè)置仿真參數(shù)71(2)控制仿真進(jìn)程調(diào)用格式為：set_param(modname,'SimulationCommand','cmd')其中mode為仿真模型名稱，而cmd是控制仿真進(jìn)程的各個(gè)命令，包括start、stop、pause、comtinue或update。在使用這兩個(gè)函數(shù)的時(shí)候，需要注意必須先把模型打開(kāi)。(2)控制仿真進(jìn)程7211.5子系統(tǒng)及其封裝技術(shù)11.5.1子系統(tǒng)的建立建立子系統(tǒng)有兩種方法：通過(guò)Subsystem模塊建立子系統(tǒng)和通過(guò)已有的模塊建立子系統(tǒng)。兩者的區(qū)別是：前者先建立子系統(tǒng)，再為其添加功能模塊；后者先選擇模塊，再建立子系統(tǒng)。11.5子系統(tǒng)及其封裝技術(shù)731．通過(guò)Subsystem模塊建立子系統(tǒng)操作步驟為：(1)先打開(kāi)Simulink模塊庫(kù)瀏覽器，新建一個(gè)仿真模型。(2)打開(kāi)Simulink模塊庫(kù)中的Ports&Subsystems模塊庫(kù)，將Subsystem模塊添加到模型編輯窗口中。(3)雙擊Subsystem模塊打開(kāi)一個(gè)空白的Subsystem窗口，將要組合的模塊添加到該窗口中，另外還要根據(jù)需要添加輸入模塊和輸出模塊，表示子系統(tǒng)的輸入端口和輸出端口。這樣，一個(gè)子系統(tǒng)就建好了。1．通過(guò)Subsystem模塊建立子系統(tǒng)742．通過(guò)已有的模塊建立子系統(tǒng)操作步驟為：(1)先選擇要建立子系統(tǒng)的模塊，不包括輸入端口和輸出端口。(2)選擇模型編輯窗口Edit菜單中的CreateSubsystem命令，這樣，子系統(tǒng)就建好了。在這種情況下，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)把輸入模塊和輸出模塊添加到子系統(tǒng)中，并把原來(lái)的模塊變?yōu)樽酉到y(tǒng)的圖標(biāo)。2．通過(guò)已有的模塊建立子系統(tǒng)75例11-5PID控制器是在自動(dòng)控制中經(jīng)常使用的模塊，試建立PID控制器的模型并建立子系統(tǒng)。步驟如下：(1)先建立PID控制器的模型。(2)建立子系統(tǒng)。例11-5PID控制器是在自動(dòng)控制中經(jīng)常使用的模塊，試建7611.5.2子系統(tǒng)的條件執(zhí)行1．使能子系統(tǒng)建立使能子系統(tǒng)的方法是：打開(kāi)Simulink模塊庫(kù)中的Ports&Subsystems模塊庫(kù)，將Enable模塊復(fù)制到子系統(tǒng)模型中，則系統(tǒng)的圖標(biāo)發(fā)生了變化。11.5.2子系統(tǒng)的條件執(zhí)行77例11-6利用使能子系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)正弦半波整流器。操作步驟如下：(1)打開(kāi)Simulink模塊庫(kù)瀏覽器并新建一個(gè)仿真模型。(2)將SineWave、EnabledSubsystem、Scope3個(gè)模塊拖至新打開(kāi)的模型編輯窗口，連接各模塊并存盤。其中使能信號(hào)端接SineWave模塊