1、2022-6-22同济大学电子与信息工程学院1 1第八章第八章 SIMULINKSIMULINK基础基础2022-6-22同济大学电子与信息工程学院2 2在工程实际中，控制系统的结构往往很复杂，如果不借助专用的系在工程实际中，控制系统的结构往往很复杂，如果不借助专用的系统建模软件，很难准确地把一个控制系统的复杂模型输入计算机，统建模软件，很难准确地把一个控制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。对其进行进一步的分析与仿真。1990年，年，Math Works软件公司为软件公司为MATLAB提供了新的控制系统模提供了新的控制系统模型图输入与仿真工具，并命名为型图输入与仿真工具，并
2、命名为SIMULAB，该工具很快就在控制，该工具很快就在控制工程界获得了广泛的认可，使得工程界获得了广泛的认可，使得仿真软件进入了模型化图形组态阶仿真软件进入了模型化图形组态阶段段。但因其名字与当时比较著名的软件。但因其名字与当时比较著名的软件SIMULA类似，所以类似，所以1992年年正式将该软件更名为正式将该软件更名为SIMULINK。SIMULINK的出现，给控制系统分析与设计带来了福音。该软件的的出现，给控制系统分析与设计带来了福音。该软件的名称表明了该系统的两个主要功能：名称表明了该系统的两个主要功能：Simu(仿真仿真)和和Link(连接连接)，即，即该软件可以利用鼠标在模型窗口上
3、绘制出所需要的控制系统模型，该软件可以利用鼠标在模型窗口上绘制出所需要的控制系统模型，然后利用然后利用SIMULINK提供的功能来对系统进行仿真和分析。提供的功能来对系统进行仿真和分析。2022-6-22同济大学电子与信息工程学院3 3SIMULINK简介一、什么是一、什么是SIMULINK SIMULINK是是MATLAB软件的扩展，它是软件的扩展，它是实现动态系统建模和仿真的实现动态系统建模和仿真的一个软件包一个软件包，它与，它与MATLAB语言的主要区别在于，其与用户交互接口语言的主要区别在于，其与用户交互接口是是基于基于Windows的模型化图形输入的模型化图形输入，其结果是使得用户可
4、以把更多的，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。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所谓模型化图形输入是指SIMULINK提供了一些提供了一些按功能分类的基本的按功能分类的基本的系统模块系统模块，用户只需要知道这些模块的，用户只需要知道这些模块的输入输出输入输出及模块的及模块的功能功能，而不，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，再将它们们连接连接起来就可以构成所需要的系统模型（以起来就可以构成所需要的系统模型（以.mdl文件进行存取），文件进行存
5、取），进而进行仿真与分析。进而进行仿真与分析。2022-6-22同济大学电子与信息工程学院4 4Simulink Simulink 建模的基础知识建模的基础知识Simulink Simulink 建模与仿真建模与仿真线性线性/ /非线性系统分析与仿真非线性系统分析与仿真子系统与模块封装技术子系统与模块封装技术2022-6-22同济大学电子与信息工程学院5 5SIMULINK简介二、二、SIMULINK的启动的启动1. 在在MATLAB的命令窗口直接键入的命令窗口直接键入“Simulink”并回车；并回车；2. 单击单击MATLAB工具条上的工具条上的Simulink 图标；图标；3. 在在MA
6、TLAB菜单上选菜单上选FileNewModel。三、三、SIMULINK的模块库介绍的模块库介绍 常用的常用的SIMILINK模块库按功能可分为以下几类：模块库按功能可分为以下几类： Continuous（连续模块）（连续模块） Discrete（离散模块）（离散模块） User-defined Function（函数模块）（函数模块） Lookup Tables(查表模块查表模块) Discontinuities（非线性模块）（非线性模块） Ports&Subsystem(端口端口&子系统模块子系统模块) Signal routing（信号路由模块）（信号路由模块） Math（数学模块）（
7、数学模块） Sinks（接收器模块）（接收器模块） Sources（输入源模块）（输入源模块） Logic and Bit operations（逻辑逻辑&位操作）位操作）2022-6-22同济大学电子与信息工程学院6 61、连续模块（、连续模块（Continuous） Integrator：输入信号积分：输入信号积分 Derivative：输入信号微分：输入信号微分 State-Space：线性状态空间系统模型：线性状态空间系统模型 Transfer-Fcn：线性传递函数模型：线性传递函数模型 Zero-Pole：以零极点表示的传递函数模型：以零极点表示的传递函数模型 Transport D
8、elay：输入信号延时一个固定时间再输出：输入信号延时一个固定时间再输出 Variable Transport Delay：输入信号延时一个可变时间再输出：输入信号延时一个可变时间再输出 Memory: 一个积分步骤的延迟一个积分步骤的延迟2022-6-22同济大学电子与信息工程学院7 72、离散模块（、离散模块（Discrete） Discrete-time Integrator：离散时间积分器：离散时间积分器 Discrete Filter：离散滤波器：离散滤波器 Discrete State-Space：离散状态空间系统模型：离散状态空间系统模型 Discrete Transfer-Fc
9、n：离散传递函数模型：离散传递函数模型 Discrete Zero-Pole：以零极点表示的离散传递函数模型：以零极点表示的离散传递函数模型 First-Order Hold：一阶采样和保持器：一阶采样和保持器 Zero-Order Hold：零阶采样和保持器：零阶采样和保持器 Unit Delay：一个采样周期的延时：一个采样周期的延时2022-6-22同济大学电子与信息工程学院8 83、 User-defined Function（函数模块）（函数模块） Fcn：用自定义的函数（表达式）进行运算：用自定义的函数（表达式）进行运算 MATLAB Fcn：利用：利用matlab的现有函数进行运
10、算的现有函数进行运算 S-Function：调用自编的：调用自编的S函数的程序进行运算函数的程序进行运算2022-6-22同济大学电子与信息工程学院9 94、 Lookup Tables（查表模块）（查表模块） Look-Up Table：建立输入信号的查询表：建立输入信号的查询表 Look-Up Table(2-D)：建立两个输入信号的查询表：建立两个输入信号的查询表2022-6-22同济大学电子与信息工程学院10105、 Discontinuities （非线性模块）（非线性模块） Saturation：饱和输出，让输出超过某一值时能够饱和。：饱和输出，让输出超过某一值时能够饱和。 Rel
11、ay：滞环比较器，限制输出值在某一范围内变化。：滞环比较器，限制输出值在某一范围内变化。 Dead Zone：死区，在某一范围内的输入其输出值为：死区，在某一范围内的输入其输出值为0 Backlash :磁滞回环模块磁滞回环模块 Rate limiter:变化率限幅模块变化率限幅模块2022-6-22同济大学电子与信息工程学院11116、Signal routing （信号路由模块）（信号路由模块） Mux：将多个单一输入转化为一个复合输出：将多个单一输入转化为一个复合输出 Demux：将一个复合输入转化为多个单一输出：将一个复合输入转化为多个单一输出 Switch：开关选择，当第二个输入端大
12、于临界值时，输出由第一个：开关选择，当第二个输入端大于临界值时，输出由第一个输入端而来，否则输出由第三个输入端而来输入端而来，否则输出由第三个输入端而来 Manual Switch：手动选择开关：手动选择开关2022-6-22同济大学电子与信息工程学院12127、 Math（数学模块）（数学模块） Sum：加减运算：加减运算 Gain：比例运算：比例运算 Dot Product：点乘运算：点乘运算 MinMax：最值运算：最值运算 Abs：取绝对值：取绝对值 Sign：符号函数：符号函数 Product：乘运算：乘运算Math Function：包括指数、对数、求平方、开根号等常用数学函数：包
13、括指数、对数、求平方、开根号等常用数学函数 Trigonometric Function：三角函数，包括正弦、余弦、正切等：三角函数，包括正弦、余弦、正切等 Complex to Magnitude-Angle：由复数输入转为幅值和相角输出：由复数输入转为幅值和相角输出 Magnitude-Angle to Complex：由幅值和相角输入合成复数输出：由幅值和相角输入合成复数输出 Complex to Real-Imag：由复数输入转为实部和虚部输出：由复数输入转为实部和虚部输出 Real-Imag to Complex：由实部和虚部输入合成复数输出：由实部和虚部输入合成复数输出2022-6
14、-22同济大学电子与信息工程学院13138、Sinks（接收器模块）（接收器模块） Scope：示波器：示波器 XY Graph：显示二维图形：显示二维图形 To Workspace：将输出写入：将输出写入MATLAB的工作空间的工作空间 To File(.mat)：将输出写入数据文件：将输出写入数据文件 Terminator：连接到没有连接的输出端：连接到没有连接的输出端2022-6-22同济大学电子与信息工程学院14149、Sources（输入源模块）（输入源模块） Constant：常数信号：常数信号 Clock：时钟信号：时钟信号 From Workspace：来自：来自MATLAB的
15、工作空间的工作空间 From File(.mat)：来自数据文件：来自数据文件 Pulse Generator：脉冲发生器：脉冲发生器 Repeating Sequence：重复信号：重复信号 Signal Generator：信号发生器，可以产生正弦、方波、锯齿波及随意波：信号发生器，可以产生正弦、方波、锯齿波及随意波 Sine Wave：正弦波信号：正弦波信号 Step：阶跃波信号：阶跃波信号2022-6-22同济大学电子与信息工程学院151510、Ports&Subsystem(端口端口&子系统模块子系统模块) In1：输入端：输入端 Out1：输出端：输出端 SubSystem：建立新
16、的封装（：建立新的封装（Mask）功能模块）功能模块2022-6-22同济大学电子与信息工程学院161611、Logic and Bit operations（逻辑（逻辑&位操作）位操作）Compare to constant :与常数比较与常数比较Compare to zero：与零比较：与零比较logical operator：逻辑操作算子：逻辑操作算子detect change:监测变化监测变化detect decrease:监测减少监测减少2022-6-22同济大学电子与信息工程学院1717SIMULINK仿真的运行启动仿真启动仿真 设置仿真参数和选择解法器之后，就可以启动仿真而运行。
17、设置仿真参数和选择解法器之后，就可以启动仿真而运行。 选择选择Simulink菜单下的菜单下的start选项来启动仿真，如果模型中有些参数没选项来启动仿真，如果模型中有些参数没有定义，则会出现错误信息提示框。如果一切设置无误，则开始仿真有定义，则会出现错误信息提示框。如果一切设置无误，则开始仿真运行。运行。 除了直接在除了直接在SIMULINK环境下启动仿真外，还可以在环境下启动仿真外，还可以在MATLAB命令窗命令窗口中通过函数进行，格式如下：口中通过函数进行，格式如下：t,x,y=sim(模型文件名模型文件名,to tf,simset(参数参数1,参数值参数值1,参数参数2,参数参数值值2
18、, ) 其中其中to为仿真起始时间，为仿真起始时间，tf为仿真终止时间。为仿真终止时间。t,x,y为返回值，为返回值，t为返回的时为返回的时间向量值，间向量值，x为返回的状态值，为返回的状态值，y为返回的输出向量值。为返回的输出向量值。 simset定义了仿真参数，包括以下一些主要参数：定义了仿真参数，包括以下一些主要参数：2022-6-22同济大学电子与信息工程学院1818AbsTol：默认值为：默认值为1e-6设定绝对误差范围。设定绝对误差范围。Decimation：默认值为：默认值为1，决定隔多少个点返回状态和输出值。，决定隔多少个点返回状态和输出值。Solver：解法器的选择：解法器的
19、选择MaxRows：默认值为：默认值为0，表示不限制。若为大于零的值，则表示限制输出和，表示不限制。若为大于零的值，则表示限制输出和 状态的规模，使其最大行数等于该数值。状态的规模，使其最大行数等于该数值。InitialState：一个向量值，用于设定初始状态。：一个向量值，用于设定初始状态。FixedStep：用一个正数表示步阶的大小，仅用于固定步长模式。：用一个正数表示步阶的大小，仅用于固定步长模式。MaxStep：默认值为：默认值为auto。用于变步长模式，表示最大的步阶大小。用于变步长模式，表示最大的步阶大小。 如果知道模型文件名称，可以用以下命令得到该模型的仿真参数：如果知道模型文件
20、名称，可以用以下命令得到该模型的仿真参数： simget(模型文件名模型文件名）2022-6-22同济大学电子与信息工程学院1919 Simulink Simulink 建模方法简介建模方法简介考虑图中给出的典型非线性反馈系统框图，其中控考虑图中给出的典型非线性反馈系统框图，其中控制器为制器为 PI PI 控制器，其模型为控制器，其模型为: :2022-6-22同济大学电子与信息工程学院2020 Simulink 是解决这样问题的最有效的方法，可以用下面的步骤搭建此系统的仿真模型： 打开模型编辑窗口; 首先打开一个模型编辑窗口，这可以单击 Simulink 工具栏中新模型的图标或选择菜单项实现
21、。 复制相关模块; 将相关的模块组中的模块拖动到此窗口中 修改模块参数; 模块连接; 系统仿真研究;c5mblk3.mdl2022-6-22同济大学电子与信息工程学院21215.2.2 5.2.2 仿真算法与控制参数选择仿真算法与控制参数选择 选中 Simulink 模型窗口的 Simulation 菜单项，其中的 Configuration Parameters 菜单项允许用户设置 仿真控制参数。2022-6-22同济大学电子与信息工程学院2222仿真算法与控制参数选择仿真算法与控制参数选择1、Solver页页 此页可以进行的设置有：选择仿真开始和结束的时间；选择解法器，此页可以进行的设置有
22、：选择仿真开始和结束的时间；选择解法器，并设定它的参数；并设定它的参数； 仿真时间：注意这里的时间概念与真实的时间并不一样，只是计算机仿真时间：注意这里的时间概念与真实的时间并不一样，只是计算机仿真中对时间的一种表示，比如仿真中对时间的一种表示，比如10秒的仿真时间，如果采样步长定为秒的仿真时间，如果采样步长定为0.1，则需要执行，则需要执行100步，若把步长减小，则采样点数增加，那么实际的步，若把步长减小，则采样点数增加，那么实际的执行时间就会增加。一般仿真开始时间设为执行时间就会增加。一般仿真开始时间设为0，而结束时间视不同的因，而结束时间视不同的因素而选择。总的说来，执行一次仿真要耗费的
23、时间依赖于很多因素，素而选择。总的说来，执行一次仿真要耗费的时间依赖于很多因素，包括模型的复杂程度、解法器及其步长的选择、计算机时钟的速度等包括模型的复杂程度、解法器及其步长的选择、计算机时钟的速度等等。等。 仿真精度控制有仿真精度控制有 Relative Tolerance 选项、选项、Absolute Tolerance 等，等，其其中相对误差限的默认值设置为中相对误差限的默认值设置为 1e-3，该值在实际仿真中显得偏大，建，该值在实际仿真中显得偏大，建议选择议选择 1e-6 和和 1e-7。值得指出的是，由于采用的变步长仿真算法，所。值得指出的是，由于采用的变步长仿真算法，所以将误差限设
24、置到这样小的值也不会增加太大的运算量。以将误差限设置到这样小的值也不会增加太大的运算量。2022-6-22同济大学电子与信息工程学院2323仿真算法与控制参数选择仿真算法与控制参数选择1、Solver页页 仿真步长模式：用户在仿真步长模式：用户在Type后面的第一个下拉选项框中指定仿真的步后面的第一个下拉选项框中指定仿真的步长选取方式，可供选择的有长选取方式，可供选择的有Variable-step（变步长）和（变步长）和Fixed-step（固（固定步长）方式。变步长模式可以在仿真的过程中改变步长，提供误差定步长）方式。变步长模式可以在仿真的过程中改变步长，提供误差控制和过零检测。固定步长模式
25、在仿真过程中提供固定的步长，不提控制和过零检测。固定步长模式在仿真过程中提供固定的步长，不提供误差控制和过零检测。供误差控制和过零检测。 在仿真时还可以选定最大允许的步长和最小允许的步长，这可以通过在仿真时还可以选定最大允许的步长和最小允许的步长，这可以通过填写填写 Max step size 栏目和栏目和 Min step size 的值来实现，如果变步长选择的值来实现，如果变步长选择的步长超过这个限制则将弹出警告对话框。的步长超过这个限制则将弹出警告对话框。 用户还可以在用户还可以在solver下拉选项框中选择对应模式下仿真所采用的算法。下拉选项框中选择对应模式下仿真所采用的算法。2022
26、-6-22同济大学电子与信息工程学院2424(1)ode45：缺省值，四：缺省值，四/五阶龙格库塔法，五阶龙格库塔法，适用于大多数连续或离散系统适用于大多数连续或离散系统，但不适用于刚性（但不适用于刚性（stiff）系统）系统。它是单步解法器它是单步解法器，也就是，在计算，也就是，在计算y(tn)时时，它仅需要最近处理时刻的结果，它仅需要最近处理时刻的结果y(tn-1)。一般来说，面对一个仿真问题最。一般来说，面对一个仿真问题最好是首先试试好是首先试试ode45。(2)ode23：二：二/三阶龙格库塔法，三阶龙格库塔法，它在误差限要求不高和求解的问题不太难它在误差限要求不高和求解的问题不太难的
27、情况下，可能会比的情况下，可能会比ode45更有效。也更有效。也是一个单步解法器是一个单步解法器。(3)ode113：是一种阶数可变的解法器，它在误差容许要求严格的情况下通常：是一种阶数可变的解法器，它在误差容许要求严格的情况下通常比比ode45有效。有效。ode113是一种多步解法器是一种多步解法器，也就是在计算当前时刻输出时，也就是在计算当前时刻输出时，它需要以前多个时刻的解。，它需要以前多个时刻的解。(4)ode15s：是一种基于数字微分公式的解法器（：是一种基于数字微分公式的解法器（NDFs）。也是）。也是一种多步解一种多步解法器法器。适用于刚性系统适用于刚性系统，当用户估计要解决的问
28、题是比较困难的，或者不，当用户估计要解决的问题是比较困难的，或者不能使用能使用ode45，或者即使使用效果也不好，就可以用，或者即使使用效果也不好，就可以用ode15s。变步长模式解法器有：变步长模式解法器有：ode45，ode23，ode113，ode15s，ode23s，ode23t，ode23tb和和discrete。2022-6-22同济大学电子与信息工程学院2525(5)ode23s：它：它是一种单步解法器是一种单步解法器，专门应用于刚性系统专门应用于刚性系统，在弱误差允在弱误差允许下的效果好于许下的效果好于ode15s。它能解决某些。它能解决某些ode15s所不能有效解决的所不能有
29、效解决的stiff问题。问题。(6)ode23t：是梯形规则的一种自由插值实现。这种解法器适用于求解：是梯形规则的一种自由插值实现。这种解法器适用于求解适度适度stiff的问题的问题而用户又需要一个无数字振荡的解法器的情况。而用户又需要一个无数字振荡的解法器的情况。(7)ode23tb：是：是TR-BDF2的一种实现，的一种实现， TR-BDF2 是具有两个阶段的是具有两个阶段的隐式龙格库塔公式。隐式龙格库塔公式。(8)discrete：当：当Simulink检查到模型没有连续状态时使用它。检查到模型没有连续状态时使用它。2022-6-22同济大学电子与信息工程学院2626(1)ode5：缺省
30、值缺省值，是是ode45的固定步长版本的固定步长版本，适用于大多数连续或离适用于大多数连续或离散系统散系统，不适用于刚性系统不适用于刚性系统。(2)ode4：四阶龙格库塔法，具有一定的计算精度。：四阶龙格库塔法，具有一定的计算精度。(3)ode3：固定步长的二：固定步长的二/三阶龙格库塔法。三阶龙格库塔法。(4)ode2：改进的欧拉法。：改进的欧拉法。(5)ode1：欧拉法。：欧拉法。固定步长模式解法器有：固定步长模式解法器有：ode5，ode4，ode3，ode2，ode12022-6-22同济大学电子与信息工程学院27272、Data import/export页页 主要用来主要用来设置设
31、置SIMULINK与与MATLAB工作空间交换数值工作空间交换数值的有关选项。的有关选项。 Load from workspace：选中前面的复选框即可从：选中前面的复选框即可从MATLAB工作空间获取工作空间获取时间和输入变量，一般时间变量定义为时间和输入变量，一般时间变量定义为t，输入变量定义为，输入变量定义为u。 Initial state用来定义从用来定义从MATLAB工作空间获得的状态初始值的变量名。工作空间获得的状态初始值的变量名。 Save to workspace：用来设置存往：用来设置存往MATLAB工作空间的变量类型和变量名工作空间的变量类型和变量名，选中变量类型前的复选框
32、使相应的变量有效。一般存往工作空间的变量，选中变量类型前的复选框使相应的变量有效。一般存往工作空间的变量包括输出时间向量（包括输出时间向量（Time）、状态向量（）、状态向量（States）和输出变量（）和输出变量（Output）。 Final state用来定义将系统稳态值存往工作空间所使用的变量名。用来定义将系统稳态值存往工作空间所使用的变量名。 Save option：用来设置存往工作空间的有关选项。：用来设置存往工作空间的有关选项。Limit rows to last用来设用来设定定SIMULINK仿真结果最终可存往仿真结果最终可存往MATLAB工作空间的变量的规模，对工作空间的变量的
33、规模，对于向量而言即其维数，对于矩阵而言即其秩；于向量而言即其维数，对于矩阵而言即其秩；Decimation设定了一个亚采设定了一个亚采样因子，它的缺省值为样因子，它的缺省值为1，也就是对每一个仿真时间点产生值都保存，而，也就是对每一个仿真时间点产生值都保存，而若为若为2，则是每隔一个仿真时刻才保存一个值。，则是每隔一个仿真时刻才保存一个值。Format用来说明返回数据用来说明返回数据的格式，包括矩阵的格式，包括矩阵array、结构、结构struct及带时间的结构及带时间的结构struct with time。2022-6-22同济大学电子与信息工程学院28283、Diagnostics页页
34、此页主要列举了一些常见的事件类型，以及当此页主要列举了一些常见的事件类型，以及当SIMULINK检查到这些检查到这些事件时给予的处理。事件时给予的处理。2022-6-22同济大学电子与信息工程学院2929非线性微分方程的框图求解非线性微分方程的框图求解 方程，其数学方程，其数学表达式为表达式为: :2022-6-22同济大学电子与信息工程学院3030 这样的微分方程在 Simulink 下也可以搭建相应的仿真模型，从而进行仿真。如下图所示：c5mrossler.mdl2022-6-22同济大学电子与信息工程学院3131 这样用下面的语句就可以绘制出各个状态变量的时间响应曲线，如图2022-6-
35、22同济大学电子与信息工程学院3232 comet3(yout(:,1),yout(:,2),yout(:,3)若以x1(t),x2(t),x3(t)分别为三个坐标轴，则可以绘制出三维状态空间曲线2022-6-22同济大学电子与信息工程学院3333直流电机拖动系统直流电机拖动系统c4mex2.mdl1Out10.01s+10.0044Transfer Fcn80.01s+11Transfer Fcn70.17s+10.085sTransfer Fcn60.01s+10.1Transfer Fcn50.01s+10.1Transfer Fcn40.15s+10.051sTransfer Fcn3
36、0.0067s+170Transfer Fcn20.210.15s+1Transfer Fcn1130sTransfer FcnStep0.212Gain2022-6-22同济大学电子与信息工程学院3434终止仿真时间为32022-6-22同济大学电子与信息工程学院3535stairs(tout,yout)2022-6-22同济大学电子与信息工程学院3636Simulink 的的logic and bit operations中提供了中提供了“逻辑逻辑算子算子”Logic operator模块，可以搭建数字逻辑电路模块，可以搭建数字逻辑电路subplot(311),plot(tout,yout
37、(:,1);subplot(312),plot(tout,yout(:,2);subplot(313),plot(tout,yout(:,3);2022-6-22同济大学电子与信息工程学院3737例例exp6_1.mdl,例例exp6_3.mdl2022-6-22同济大学电子与信息工程学院3838功能模块的基本操作功能模块的基本操作模块库中的模块可以直接用鼠标进行拖曳（选中模块模块库中的模块可以直接用鼠标进行拖曳（选中模块，按住鼠标左键不放）而放到模型窗口中进行处理。，按住鼠标左键不放）而放到模型窗口中进行处理。 在模型窗口中，选中模块，则其在模型窗口中，选中模块，则其4个角会出现黑色标记。此
38、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。时可以对模块进行以下的基本操作。 移动：移动：选中模块，按住鼠标左键将其拖曳到所需的位置选中模块，按住鼠标左键将其拖曳到所需的位置即可。若要脱离线而移动，可按住即可。若要脱离线而移动，可按住shift键，再进行拖曳键，再进行拖曳 复制：复制：选中模块，然后按住鼠标右键进行拖曳即可复制选中模块，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。同样的一个功能模块。2022-6-22同济大学电子与信息工程学院3939删除：删除：选中模块，按选中模块，按Delete键即可。若要删除多个模块，可以同时按住键即可。若要删除多个模块，可以同时按住Sh
39、ift键，再用鼠标选中多个模块，按键，再用鼠标选中多个模块，按Delete键即可。也可以用鼠标选取某键即可。也可以用鼠标选取某区域，再按区域，再按Delete键就可以把该区域中的所有模块和线等全部删除。键就可以把该区域中的所有模块和线等全部删除。转向：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。在菜单转向。在菜单Format中选择中选择Flip Block旋转旋转180度，选择度，选择Rotate Block顺时顺时针或逆时针旋转针或逆时针旋转90度。度。改变大小：改变大小：选中模块，对模块出现的选中模块，对模块出
40、现的4个黑色标记进行拖曳即可。个黑色标记进行拖曳即可。模块命名：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。名先用鼠标在需要更改的名称上单击一下，然后直接更改。名称在功能模块上的位置也可以变换称在功能模块上的位置也可以变换180度，可以用度，可以用Format菜单中的菜单中的Flip Name来实现，也可以直接通过鼠标进行拖曳。来实现，也可以直接通过鼠标进行拖曳。Hide Name可以隐藏模块可以隐藏模块名称。名称。颜色设定颜色设定:Format菜单中的菜单中的 Foreground Color 可以改变模块的前景颜色可以改变模块的前景颜色, Background Color可
41、以改变模块的背景颜色；而模型窗口的颜色可以通可以改变模块的背景颜色；而模型窗口的颜色可以通过过Screen Color来改变。来改变。2022-6-22同济大学电子与信息工程学院4040参数设定：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。通过对模块按钮。通过对模块的参数设定，就可以获得需要的功能模块。的参数设定，就可以获得需要的
42、功能模块。属性设定：属性设定：选中模块，打开选中模块，打开Edit菜单的菜单的Block Properties可以对模块可以对模块进行属性设定。包括进行属性设定。包括Description属性、属性、 Priority优先级属性、优先级属性、Tag属属性。性。模块的输入输出信号：模块的输入输出信号：模块处理的信号包括模块处理的信号包括标量信号标量信号和和向量信号向量信号；标量信号是一种单一信号，而向量信号为复合信号，是多个信号的标量信号是一种单一信号，而向量信号为复合信号，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，大多数模块集合，它对应着系统中几条连线的合成。缺省情况下，大多
43、数模块的输出都为标量信号，对于输入信号，模块都具有一种的输出都为标量信号，对于输入信号，模块都具有一种“智能智能”的的识别功能，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。模块输出向量信号。2022-6-22同济大学电子与信息工程学院41通过对参数的设定，可以使模块输出向量信号。2022-6-22同济大学电子与信息工程学院4242 mu=1;x0=1;x02=-2; plot(tout,yout) plot(yout(:,1),yout(:,2)2022-6-22同济大学电子与信息工程学院4343直接画图直接画图由
44、前例看出xmin=-2.5,xmax=2.5,ymin=-4,ymax=4,Sample time=-1表示继承其输入信号的采样周期表示继承其输入信号的采样周期2022-6-22同济大学电子与信息工程学院4444用示波器观察结果用示波器观察结果2022-6-22同济大学电子与信息工程学院4545 在SIMULINK中，很多模块不但支持单个的信号输入，还支持向量型的信号输入。在向量化建模过程中，可以将向量的各个组成信号通过Demux模块进行分解，然后单独对各路信号进行运算，再将结果用Mux模块回合成单路的信号，传输给向量化的模块进行处理。Simulink常用模块与应用技巧常用模块与应用技巧202
45、2-6-22同济大学电子与信息工程学院46462022-6-22同济大学电子与信息工程学院47472022-6-22同济大学电子与信息工程学院4848a=0.2,b=0.2,c=5.7Fn1: b+(u1-c)*u3Fn2: u1+a*u2Fn3: -u2-u3c5mross1a.mdlFn模块中输入信号记u，如果为向量，记ui。这样建模不易出错，便于维护2022-6-22同济大学电子与信息工程学院49491222121(1)xxxxxx避免报错:在Diagnostics标签中将Unconnected block outport的Action设置成None。或者连接信号终结环节(Termina
46、tor)2022-6-22同济大学电子与信息工程学院5050双输入双输出系统双输入双输出系统可以用可以用Simulink模块搭建起线性系统的状态方程模型。这样模块搭建起线性系统的状态方程模型。这样建立的模型适应于任意的连续多变量线性系统。建立的模型适应于任意的连续多变量线性系统。,xAxBuyCxDu矩阵增益，不是标量增益uyxx2022-6-22同济大学电子与信息工程学院5151如果输入信号分别为sint和cost加时钟信号A=-2.25 -5 -1.25 -0.5;2.25 -4.25 -1.25 -0.25;0.25 -0.5 -1.25 -1;1.25 -1.75 -0.25 -0.7
47、5;B=4 6;2 4;2 2;0 2;C=0 0 0 1;0 2 0 2;D=zeros(2,2);输出曲线：plot(tout,yout(:,1:2)状态曲线: plot(tout,yout(:,3:6)前2列为输出后4列为状态yx2022-6-22同济大学电子与信息工程学院5252整理变量，增广整理变量，增广C,D矩阵。矩阵。参数设为2,4A=-2.25 -5 -1.25 -0.5;2.25 -4.25 -1.25 -0.25;0.25 -0.5 -1.25 -1;1.25 -1.75 -0.25 -0.75;B=4 6;2 4;2 2;0 2;C=0 0 0 1;0 2 0 2;D=z
48、eros(2,2);C=C;eye(4);D=D;zeros(4,2);输出曲线：plot(tout,yout(:,1:2)状态曲线: plot(tout,yout(:,3:6)2022-6-22同济大学电子与信息工程学院5353选路器(Selector)允许有选择地输出一些信号2022-6-22同济大学电子与信息工程学院5454仍考虑前例给出的双输入双输出系统，用下面命令构造系仍考虑前例给出的双输入双输出系统，用下面命令构造系统的状态方程对象模型统的状态方程对象模型( (使用使用control system toolbox)control system toolbox)A=-2.25 -5
49、-1.25 -0.5;2.25 -4.25 -1.25 -0.25;0.25 -0.5 -1.25 -1;1.25 -1.75 -0.25 -0.75;B=4 6;2 4;2 2;0 2;C=0 0 0 1;0 2 0 2;D=zeros(2,2);G=ss(A,B,C,D)在工作空间建立变量G将将G装入装入2022-6-22同济大学电子与信息工程学院5555多变量系统传递函数矩阵也可以用多变量系统传递函数矩阵也可以用LTI对象表示：考虑对象表示：考虑4输入输入4输出的多变量系统模型输出的多变量系统模型10.70.30.2(14 )(1 5 )(1 5 )(1 5 )0.610.40.35(1
50、 5 )(14 )(1 5 )(1 5 )( )0.350.410.6(1 5 )(1 5 )(14 )(1 5 )0.20.350.61(1 5 )(1 5 )(1 5 )(14 )ssssssssG sssssssss2022-6-22同济大学电子与信息工程学院5656h1=tf(1, 4 1); h2=tf(1, 5 1);h11=h1; h12=0.7*h2; h13=0.5*h2; h14=0.2*h2;h21=0.6*h2; h22=h1; h23=0.4*h2; h24=0.35*h2;h31=h24; h32=h23; h33=h1;h34=h21;h41=h14; h42=h
