您好,欢迎访问三七文档
当前位置:首页 > 电子/通信 > 综合/其它 > Matlab系统级仿真2
EE141MATLAB系统级仿真分析Simulink仿真技术MATLABMATLAB系统级仿真分析系统级仿真分析高海霞高海霞Tel:88202562Email:hxgao@mail.xidian.edu.cnEE141MATLAB系统级仿真分析Simulink仿真技术2.2.SimulinkSimulink仿真技术仿真技术2.1Simulink入门2.2模型的创建2.3动态系统建模2.4子系统EE141MATLAB系统级仿真分析Simulink仿真技术2.12.1SimulinkSimulink入门入门¾在工程实际中,系统的结构往往很复杂,如果不借助专用的系统建模软件,则很难准确地把一个系统的复杂模型输入计算机,对其进行进一步的分析与仿真。¾1990年,MathWorks软件公司为Matlab提供了新的系统模型图输入与仿真工具,并命名为Simulab,该工具很快就获得了广泛的认可,使得仿真软件进入了模型化图形组态阶段。但因其名字与当时比较著名的软件Simula(面向对象程序设计语言)类似,所以1992年正式将该软件更名为Simulink。¾Simulink的出现,给系统分析与设计带来了福音。顾名思义,该软件的名称表明了该系统的两个主要功能:Simu(仿真)和Link(连接),即该软件可以利用鼠标在模型窗口上绘制出所需要的系统模型,然后利用Simulink提供的功能对系统进行仿真和分析。EE141MATLAB系统级仿真分析Simulink仿真技术SimulinkSimulink入门入门Simulink是Matlab软件的扩展,它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包,它与Matlab语言的主要区别在于,其与用户交互接口是基于Windows的模型化图形输入,其结果是使得用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建,而非语言的编程上。所谓模型化图形输入是指Simulink提供了一些按功能分类的基本的系统模块,用户只需要知道这些模块的输入输出及模块的功能,而不必考察模块内部是如何实现的,通过对这些基本模块的调用,再将它们连接起来就可以构成所需要的系统模型(以.mdl文件进行存取),进而进行仿真与分析。Simulink的最新版本是6.4,Matlab6.5中为5.0。EE141MATLAB系统级仿真分析Simulink仿真技术例例11正弦波显示例子正弦波显示例子1.在Matlab命令窗运行指令simulink,或点击命令窗中的图标,便打开Simulink模块库浏览器(SimulinkLibraryBrowser)EE141MATLAB系统级仿真分析Simulink仿真技术例例11正弦波显示例子正弦波显示例子2.点击Source子库名,便可看到各种信源模块。3.点击“Creatanewmodel”图标,打开一个名为untitled的空白模型窗口EE141MATLAB系统级仿真分析Simulink仿真技术例例11正弦波显示例子正弦波显示例子4.将正弦波信源SineWave模块和拖至untitled窗。采用上述方法,将信宿库Sinks中的示波器Scope拖至untitled窗。5.把鼠标指向SineWave右侧的输出端,当光标变为十字符时,按住鼠标移向Scope的输入端,松开鼠标按键,完成了两个模块间的信号连接EE141MATLAB系统级仿真分析Simulink仿真技术例例11正弦波显示例子正弦波显示例子6.为了便于观察仿真波形,双击Scope模块,打开示波器显示屏7.点击模型窗中“仿真启动Startsimulation”图标,仿真开始。在示波器显示屏上可看到正弦波形。EE141MATLAB系统级仿真分析Simulink仿真技术SimulinkSimulink特点特点Simulink是一个进行动态系统建模、仿真和综合分析的集成软件包。它可以处理的系统包括:线性、非线性系统;离散、连续及混合系统;单任务、多任务离散事件系统。在Simulink提供的图形用户界面上,只要进行鼠标的简单拖拉操作就可以构造出复杂的仿真模型。它外表以方块图形式呈现,且采用分层结构。从建模角度讲,这既适于自上而下的设计流程,又适于自下而上的设计流程。在Simulink环境中,用户将摆脱理论演绎时必须做理想化假设的无奈,观察到现实世界中各种参数对系统行为的影响。用户可以在仿真过程中改变感兴趣的参数,实时观察系统行为的变化。在Matlab6.x以后版本中,可直接在Simulink环境中运作的工具包很多,已覆盖通信、控制、信号处理、DSP、电力系统等诸多领域。EE141MATLAB系统级仿真分析Simulink仿真技术2.22.2模型的创建模型的创建模型概念Simulink模型有以下几层含义:在视觉上表现为直观的方框图;在文件上则是扩展名为mdl的ASCII代码;在数学上体现了一组微分方程或差分方程;在行为上模拟了物理器件构成的实际系统的动态性状。从宏观角度看,Simulink模型通常包含3种组件:信源Source,系统System以及信宿Sink,模型的一般结构如图所示。系统指被研究系统的Simulink方框图;信源可以是常数,正弦波等信号源;信宿可以是示波器,图形记录仪等。信源系统信宿EE141MATLAB系统级仿真分析Simulink仿真技术建立系统模型的步骤建立系统模型的步骤1.建立模型窗口建立模型窗口的几种方式(1)单击Simulink主窗口下File菜单下的New/Model子菜单,创建新的系统模型。(2)单击Simulink主窗口下Createanewmodel按钮。(3)单击MATLAB主窗口中File菜单下的NewModel子菜单2.将功能模块由模块库窗口复制到模型窗口3.对模块进行连接,从而构成需要的系统模型EE141MATLAB系统级仿真分析Simulink仿真技术模块操作模块操作模块库中的模块可以直接用鼠标拖放到模型窗口中进行处理。在模型窗口中,选中模块,则其4个角会出现黑色标记。此时可以对模块进行以下的基本操作。1)移动:选中模块,按住鼠标左键将其拖到所需的位置即可。2)复制:选中模块,然后按住鼠标右键进行拖曳即可复制同样的一个功能模块。3)删除:选中模块,按Delete键即可。若要删除多个模块,可以同时按住Shift键,再用鼠标选中多个模块,按Delete键即可。也可以用鼠标选取某区域,再按Delete键就可以把该区域中的所有模块和线等全部删除。模块的基本操作,包括模块的移动、复制、删除、转向、改变大小、模块命名、颜色设定、参数设定、属性设定、模块输入输出信号等。EE141MATLAB系统级仿真分析Simulink仿真技术4)转向:为了能够顺序连接功能模块的输入和输出端,功能模块有时需要转向。在菜单Format中选择FlipBlock旋转180度,选择RotateBlock顺时针旋转90度。或者直接按Ctrl+F键执行FlipBlock,按Ctrl+R键执行RotateBlock。5)改变大小:选中模块,对模块出现的4个黑色标记进行拖曳即可。6)模块命名:先用鼠标在需要更改的名称上单击一下,然后直接更改即可。名称在功能模块上的位置也可以变换180度,可以用Format菜单中的FlipName来实现,也可以直接通过鼠标进行拖曳。HideName可以隐藏模块名称。7)颜色设定:Format菜单中的ForegroundColor可以改变模块的前景颜色,BackgroundColor可以改变模块的背景颜色;而模型窗口的颜色可以通过ScreenColor来改变。EE141MATLAB系统级仿真分析Simulink仿真技术8)参数设定:用鼠标双击模块,就可以进入模块的参数设定窗口,从而对模块进行参数设定。参数设定窗口包含了该模块的基本功能帮助,为获得更详尽的帮助,可以点击其上的help按钮。通过对模块的参数设定,就可以获得需要的功能模块。9)属性设定:选中模块,打开Edit菜单的BlockProperties可以对模块进行属性设定。包括Description属性、Priority优先级属性、Tag属性、Openfunction属性、Attributesformatstring属性。其中Openfunction属性是一个很有用的属性,通过它指定一个函数名,则当该模块被双击之后,Simulink就会调用该函数执行,这种函数在MATLAB中称为回调函数。10)模块的输入输出信号:模块处理的信号包括标量信号和向量信号;标量信号是一种单一信号,而向量信号为一种复合信号,是多个信号的集合,它对应着系统中几条连线的合成。缺省情况下,大多数模块的输出都为标量信号,对于输入信号,模块都具有一种“智能”的识别功能,能自动进行匹配。某些模块通过对参数的设定,可以使模块输出向量信号。EE141MATLAB系统级仿真分析Simulink仿真技术信号线操作信号线操作线的分支:按住鼠标右键,在需要分支的地方拉出即可以。或者按住Ctrl键,并在要建立分支的地方用鼠标拉出即可。线的折曲:按住Shift键,再用鼠标在要折弯的线处单击一下,就会出现圆圈,表示折点,利用折点就可以改变线的形状。改变粗细:线所以有粗细是因为线引出的信号可以是标量信号或向量信号,当选中Format菜单下的WideVectorLines时,线的粗细会根据线所引出的信号是标量还是向量而改变,如果信号为标量则为细线,若为向量则为粗线。选中VectorLineWidths则可以显示出向量引出线的宽度,即向量信号由多少个单一信号合成。设定标识:只要在线上双击鼠标,即可输入该线的说明标签。也可以通过选中线,然后打开Edit菜单下的SignalProperties进行设定,其中signalname属性的作用是标明信号的名称,设置这个名称反映在模型上的直接效果就是与该信号有关的端口相连的所有直线附近都会出现写有信号名称的标签。信号线:模块间的连线。在Simulink中,模块总是由输入口接收信号,由输出口发送信号。信号线的基本操作包括:产生、分支、折曲、删除、彩色显示、改变粗细、设定标识、标识传播。EE141MATLAB系统级仿真分析Simulink仿真技术例2标识传播实例标识传播:在Simulink库模块中,有一些模块,如Demux,Mux,Goto,From等,具有传播连线标识的功能。操作步骤:1.为原信号线添加标识2.将需要通过传播获取标识的信号线添加标识3.在菜单栏执行Edit:UpdateDiagram命令EE141MATLAB系统级仿真分析Simulink仿真技术常用的常用的SourceSource库信源库信源信源向模型提供信号,它没有输入口,至少有一个输出口。常用Source库信源名称功能说明Clock输出当前仿真时间,每个仿真步点的时刻Constant产生一个常量信号FromFile从mat文件中读入数据作为输入信号FromWorkspace从Matlab工作空间中指定的数组或构架中读取数据SignalGenerator可产生正弦波、方波、锯齿波、随机信号SineWave产生正弦信号Step产生阶跃信号说明:Source库中还有其他标准信源。EE141MATLAB系统级仿真分析Simulink仿真技术例例3FromWorkspace3FromWorkspace模块的应用模块的应用1.搭建仿真模型FunctionSin_signal=Sin_Signal(A,Bias,W,Phase,t0,te,N)t=linspace(t0,te,N);Data=A*sin(W*t+Phase)+Bias;Sin_signal=[t'Data'];3.执行指令:simin=Sin_signal(1,0,0.5*pi,0,0,8,100)在工作空间中生成一个名为simin的80×2的矩阵,它的每一行都表示了一个采样时间点的值,总共有8s的信号值。8s后的输出信号根据FromWorkspace模块的设置值决定。4.回到Simulink中,进行模型仿真。2.编写一个产生信号矩阵的M函数文件EE141MA
本文标题:Matlab系统级仿真2
链接地址:https://www.777doc.com/doc-5003400 .html