【Matlab之Simulink基础】新手入门第十九天
基础 2.模块操作 3 模型的创建 4.系统仿真 总结
学习目标
适应面广，结构和流程清晰，仿真精细，贴近实际且效率高。基于以上优点，已被广泛用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。
1.基本介绍
是中的一种可视化仿真工具是一种基于的框图设计环境是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。
1.工作环境
的工作环境是由库浏览器与模型窗口组成的，库浏览器为用户提供了进行建模与仿真的标准模块库与专业工具箱，而模型窗口是用户创建模型的主要场所。
单击软件主页选项中的图标
启动以后首先出现的是库浏览器，如下图所示。
在上图中点击 ，即可打开一个名为的空的模型窗口，如下图所示。
工具栏能实现标准的操作及用于与仿真相关的操作。模型工具栏具体内容如下图所示。
整个模型创建窗口的组成是：菜单栏，工具栏，编辑窗口和状态栏。具体如下图所示。
1.2 模块库介绍
为了方便用户快速构建所需的动态系统，提供了大量的、以图形形式给出的内置系统模块。使用这些内置模块可以快速方便地设计出特定的动态系统。
1.连续时间模块子集（）
2.离散模块子集（）
3.表格模块库（ ）
4.数学运算模块库（Math）
5.不连续模块库（）
6.信号模块库（ ）
7.信号输出模块（Sinks）
8.源模块子集（）
1.3 仿真基本步骤
创建系统模型及利用所创建的系统模型对其进行仿真是仿真的两个最基本的步骤。
1.创建系统模型
创建系统模型是用进行动态系统仿真的第一个环节，它是进行系统仿真的前提。模块是创建模型的基本单元，通过适当的模块操作及信号线操作就能完成系统模型的创建。为了达到理想的仿真效果，在建模后仿真前必须对各个仿真参数进行配置。
2.利用模型对系统仿真
在完成了系统模型的创建及合理的设置仿真参数后，就可以进行第二个步骤——利用模型对系统仿真。
2.模块操作
模块是构成模型的基本元素，用户可以通过连接模块来构造任何形式的动态系统模型。
2.模块类型
用户在创建模型时必须知道，把模块分为两种类型：非虚拟模块和虚拟模块。非虚拟模块在仿真过程中起作用，如果用户在模型中添加或删除了一个非虚拟模块，那么会改变模型的动作方式；相比而言，虚拟模块在仿真过程中不起作用，它只是帮助以图形方式管理模型。
在拷贝模块时，新模块会继承源模块的所有参数值。如果要把模块从一个窗口移动到另一个窗口，则在选择模块的同时要按下Shift键。
2.2自动连接模块
方块图中使用线表示模型中各模块之间信号的传送路径，用户可以用鼠标从模块的输出端口到另一模块的输入端口绘制连线，也可以由自动连接模块。
如果要自动连接模块，可先用鼠标选择模块，然后按下Ctrl键，再用鼠标单击目标模块，则会自动把源模块的输出端口与目标模块的输入端口相连。
如果需要，还会绕过某些干扰连接的模块，如下图所示。
2.3手动连接模块
如果要手动连接模块，可先把鼠标光标放置在源模块的输出端口，不必精确地定位光标位置，光标的形状会变为十字形，然后按下鼠标按钮，拖动光标指针到目标模块的输入端口，如下图所示。
当释放鼠标时，会用带箭头的连线替代端口符号，箭头的方向表示了信号流的方向。
2.4 设置模块特定参数
带有特定参数的模块都有一个模块参数对话框，用户可以在对话框内查看和设置这些参数。用户可以利用如下几种方式打开模块参数对话框：
2.5 设置输出提示
用户若要打开或关闭模块端口的输出提示，可以选择模型编辑器窗口菜单下的Data 命令，该命令的下拉菜单中有四个选项：
3 模型的创建
用进行动态系统仿真的第一个环节就是创建系统的模型，系统模型是由框图表示的，而框图的最基本组成单元就是模块和信号线。因此，熟悉和掌握模块和信号线的概念及操作是创建系统模型的第一步。
3.1 信号线操作
模块设置好后，需要将它们按照一定的顺序连接起来才能组成完整的系统模型（模块之间的连接称为信号线）。信号线基本操作包括绘制、分支、折曲、删除等。下面将逐一对其进行介绍。
1.绘制信号线
2.信号线的移动和删除
3.信号线的分支和折曲
4.信号线间插入模块
5.信号线的标志
3.2 对模型的注释
对于友好的模型界面，对系统的模型注释是不可缺少的。使用模型注释可以使模型更易读懂，其作用如同程序中的注释行，如下图所示。
3.3 常用的信源
库中包含了用户用于建模的基本的输入模块，熟悉其中常用模块的属性和用法，对模型的创建是必不可少的。下表列出了库中的所有模块及各个模块的简单功能介绍。对其中一些常用的模块的功能及参数设置做一下详细的说明。
3.4 常用的Sink信宿
Sink库中包含了用户用于建模的基本的输出模块，熟悉其中模块的属性和用法，对模型的创建和结果的分析是必不可少的。下表列出了Sink 库中的所有模块及简单功能介绍。
3.5 仿真的配置
构建好一个系统的模型后，在运行仿真前，必须对仿真参数进行配置。仿真参数的设置包括：仿真过程中的仿真算法、仿真的起始时刻、误差容限及错误处理方式等的设置，还可以定义仿真结果的输出和存储方式。
首先打开需要设置仿真参数的模型，然后在模型窗口的菜单中选择| ，就会弹出仿真参数设置对话框。
仿真参数设置部分有9项，用户最常用的2项为：和Data /。
3.6 启动仿真
启动仿真模型有以下三种方式：
仿真的最终目的是要通过模型得到某种计算结果，故仿真结果的分析是系统仿真的重要环节。
仿真结果的分析不仅可以通过提供的输出模块完成，而且也提供了一些用于仿真结果分析的函数和指令。
4.系统仿真
是最重要的组件之一它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。构建好一个系统的模型之后，需要运行模型后得到仿真结果。运行一个仿真的完整过程分为三个步骤：设置仿真参数，启动仿真和仿真结果分析。
4.1仿真基础
1.设置仿真参数
2.控制仿真执行
3.交互运行仿真
在仿真过程中，用户不能更改模型的结构，如增加或删除线或模块，如果必须执行这样的操作，则应先停止仿真，在改变模型结构后再执行仿真，并查看更改后的仿真结果。
4.2输出信号的显示
模型仿真的结果可以用数据的形式保存在文件中，也可以用图形的方式直观地显示出来。对于大多数工程设计人员来说，查看和分析结果曲线对于了解模型的内部结构，以及判断结果的准确性具有重要意义。
仿真模型运行后，可以用下面几种方法绘制模型的输出轨迹：
4.3简单系统的仿真分析
在模型创建过程中需要注意：
1.内存问题：通常，内存越大，的性能越好。
2.利用层级关系：对于复杂的模型，在模型中增加子系统层级是有好处的，因为组合模块可以简化最顶级模型，这样在阅读和理解模型上就容易一些。
3.整理模型：结构安排合理的模型和加注文档说明的模型是很容易阅读和理解的，模型中的信号标签和模型标注有助于说明模型的作用，因此在创建模型时，建议读者根据模型的功能需要，适当添加模型说明和模型标注。
4.建模策略：如果用户的几个模型要使用相同的模块，则可以在模型中保存这些模块，这样在创建新模型时，只要打开模型并拷贝所需要的模块就可以了。用户也可以把一组模块放到系统中，创建一个用户模块库，并保存这个系统，然后在命令行中键入系统的名称来访问这个系统。
总结
