SIMULINK(可视化仿真工具)

Simulink是美国Mathworks公司推出的MATLAB中的一种可视化仿真工具。Simulink是一个模块图环境,用于多域仿真以及基于模型的设计。它支持系统设计、仿真、自动代码生成以及嵌入式系统的连续测试和验证。Simulink提供图形编辑器、可自定义的模块库以及求解器,能够进行动态系统建模和仿真。

Simulink与MATLAB相集成,能够在Simulink 中将MATLAB算法融入模型,还能将仿真结果导出至 MATLAB 做进一步分析。Simulink应用领域包括汽车、航空、工业自动化、大型建模、复杂逻辑、物理逻辑,信号处理等方面。

简介

Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点,并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。

功能

Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模,它也支持多速率系统,也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型,Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口,这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成,它提供了一种更快捷、直接明了的方式,而且用户可以立即看到系统的仿真结果。

Simulink是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。对各种时变系统,包括通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统,Simulink提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。.

构架在Simulink基础之上的其他产品扩展了Simulink多领域建模功能,也提供了用于设计、执行、验证和确认任务的相应工具。Simulink与MATLAB紧密集成,可以直接访问MATLAB大量的工具来进行算法研发、仿真的分析和可视化、批处理脚本的创建、建模环境的定制以及信号参数和测试数据的定义。

特点

丰富的可扩充的预定义模块库。

交互式的图形编辑器来组合和管理直观的模块图。

以设计功能的层次性来分割模型,实现对复杂设计的管理。

通过Model Explorer 导航、创建、配置、搜索模型中的任意信号、参数、属性,生成模型代码。

提供API用于与其他仿真程序的连接或与手写代码集成。

使用Embedded MATLAB™ 模块在Simulink和嵌入式系统执行中调用MATLAB算法。

使用定步长或变步长运行仿真,根据仿真模式(Normal,Accelerator,Rapid Accelerator)来决定以解释性的方式运行或以编译C代码的形式来运行模型。

图形化的调试器和剖析器来检查仿真结果,诊断设计的性能和异常行为。

可访问MATLAB从而对结果进行分析与可视化,定制建模环境,定义信号参数和测试数据。

模型分析和诊断工具来保证模型的一致性,确定模型中的错误。

启动

1、在MATLAB命令窗口中输入simulink

结果是在桌面上出现一个称为Simulink Library Browser的窗口,在这个窗口中列出了按功能分类的各种模块的名称。

当然用户也可以通过MATLAB主窗口的快捷按钮来打开Simulink Library Browser窗口。

2、在MATLAB命令窗口中输入simulink3

结果是在桌面上出现一个用图标形式显示的Library :simulink3的Simulink模块库窗口。

两种模块库窗口界面只是不同的显示形式,用户可以根据各人喜好进行选用,一般说来第二种窗口直观、形象,易于初学者,但使用时会打开太多的子窗口。

模块介绍

SIMULINK模块库按功能进行分类,包括以下8类子库:

Continuous(连续模块)。

Discrete(离散模块)。

Function&Tables(函数和平台模块)。

Math(数学模块)。

Nonlinear(非线性模块)。

Signals&Systems(信号和系统模块)。

Sinks(接收器模块)。

Sources(输入源模块)。

连续模块(Continuous) continuous.mdl。

Integrator:输入信号积分。

Derivative:输入信号微分。

State-Space:线性状态空间系统模型。

Transfer-Fcn:线性传递函数模型。

Zero-Pole:以零极点表示的传递函数模型。

Memory:存储上一时刻的状态值。

Transport Delay: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。

离散模块(Discrete) discrete.mdl。

Discrete-time Integrator:离散时间积分器。

Discrete Filter:IIR与FIR滤波器。

Discrete State-Space:离散状态空间系统模型。

Discrete Transfer-Fcn: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。

First-Order Hold:一阶采样和保持器。

Zero-Order Hold:零阶采样和保持器。

Unit Delay:一个采样周期的延时。

Function&Tables(函数和平台模块) function.mdl。

Fcn:用用户自定义的函数(表达式)进行运算。

MATLAB Fcn:利用matlab的现有函数进行运算。

S-Function:调用自编的S函数的程序进行运算。

Look-Up Table:建立输入信号的查询表(线性峰值匹配)。

Look-Up Table(2-D):建立两个输入信号的查询表(线性峰值匹配)。

Math(数学模块) math.mdl。

Sum:加减运算。

Product:乘运算。

Dot Product:点乘运算。

Gain:比例增益运算。

Math Function:包括指数函数、对数函数、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。

MinMax:最值运算。

Abs:取绝对值。

Sign:符号函数。

Logical Operator:逻辑运算。

Relational Operator:关系运算。

Complex to Magnitude-Angle: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。

Complex to Real-Imag: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。

Nonlinear(非线性模块) nonlinear.mdl。

Saturation:饱和输出,让输出超过某一值时能够饱和。

Relay:滞环比较器,限制输出值在某一范围内变化。

Switch: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。

Manual Switch:手动选择开关。

Signal&Systems(信号和系统模块) sigsys.mdl。

In1:输入端。

Out1:输出端。

Mux: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。

Ground:连接到没有连接到的输入端。

Terminator:连接到没有连接到的输出端。

SubSystem:建立新的封装(Mask)功能模块。

Sinks(接收器模块) sinks.mdl。

Scope:示波器。

XY Graph:显示二维图形。

To Workspace:将输出写入MATLAB的工作空间。

To File(.mat):将输出写入数据文件。

Sources(输入源模块) sources.mdl。

Constant:常数信号。

Clock:时钟信号。

From Workspace:来自MATLAB的工作空间。

From File(.mat):来自数据文件。

Pulse Generator:脉冲发生器。

Repeating Sequence: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。

Sine Wave:正弦波信号。

Step:阶跃波信号。

Ramp: 斜坡信号。

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