matlab之simulink仿真入門

Matlab Simulink仿真工具的應用

****Simulink是一個用來對動態系統進行建模、仿真和分析的軟件包。使用Simulink來建模、分析和仿真各種動態系統（包含連續系統、離散系統和混合系統），將是一件很輕松的事情。
它提供了一種圖形化的交互環境，僅僅需用鼠標拖動的方法便能迅速地建立起系統框圖模型，甚至不須要編寫一行代碼。

因為Simulink具有強大的功能與友好的用戶界面。因此它已經被廣泛地應用到諸多領域之中。如：
（1）通訊與衛星系統。
（2）航空航天系統。
（3）生物系統。
（4）物流系統。
（6）制造系統。
（7）金融系統。

simulink作為matlab中一個強大的庫，在自己主動控制方面有着不可替代的作用。

鑒於網上已有大量教材，僅提供一個小樣例，以為入門。基礎理論可參考這里。

• 打開matlab2014a（我用的是這個啦）。點擊simulink庫。

• 漫長的等待后……出現：
  
• Simulink模塊庫瀏覽器能夠依照類型選擇合適的系統模塊、獲得系統模塊的簡單描寫敘述以及查找系統模塊等，而且能夠直接將模塊庫中的模塊拖動或者復制到用戶的系統模型中以構建動態系統模型。

  
  

• SIMILINK模塊庫按功能進行分為下面8類子庫：
  Continuous（連續模塊）
  Discrete（離散模塊）
  Function&Tables（函數和平台模塊）
  Math（數學模塊）
  Nonlinear（非線性模塊）
  Signals&Systems（信號和系統模塊）
  Sinks（接收器模塊）
  Sources（輸入源模塊）

這里用一個很easy的樣例介紹怎樣建立動態系統模型。 此簡單系統的輸入為一個正弦波信號，輸出為此正弦波信號與一個常數的乘積。 要求建立系統模型，並以圖形方式輸出系統運算結果。

已知系統的數學描寫敘述為：
u(t)=sin(t),t≥0
y(t)=au(t)=asin(t),a≠0

• 單擊新建模型button。就可以打開：
  Simulink系統模擬編輯器窗體。

• 依次將公共模塊庫和專業模塊庫中各控件通過鼠標左鍵拖動到Simulink系統模擬編輯器窗體中。
• 系統輸入模塊庫Sources中的Sine Wave控件：產生一個正弦波信號。
• 數學庫Math Operations中的Gain控件：將信號乘上一個常數（即信號增強）。

• 系統輸出Sink中的Scope控件（示波器控件）：圖形方式顯示結果。

  
  -已放入控件后的Simulink框圖:
  

• 連接控件

在選擇構建系統模型所需的全部模塊后。須要依照系統的信號流程將各系統模塊正確連接起來。連接系統模塊的過程例如以下：
(1) 將光標指向起始塊的輸出port，此時光標變成“+”。

(2) 單擊鼠標左鍵並拖動到目標模塊的輸入port，在接近到一定程度時光標變成雙十字。這時松開鼠標鍵，連接完畢。

完畢后在連接點處出現一個箭頭，表示系統中信號的流向。

• 復制控件

假設須要幾個相同的模塊，能夠使用鼠標右鍵單擊並拖動某個塊進行拷貝。也能夠在選中所需的模塊后，使用Edit菜單上的Copy 和Paste 或使用熱鍵Ctrl+C和Ctrl+V完畢相同的功能。

• 連線分支與連線改變

在某些情況下，一個系統模塊的輸出同一時候作為多個其他模塊的輸入，這時須要從此模塊中引出若干連線，以連接多個其他模塊。對信號連線進行分支的操作方式為：使用鼠標右鍵單擊須要分支的信號連線（光標變成“+”），然后拖動到目標模塊。

• 控件參數設置

當用戶依照信號的輸入輸出關系連接各控件之后。系統模型的創建工作便已結束。
為了對動態系統進行正確的仿真與分析。必須設置正確的控件參數。

控件參數的設置方法例如以下：
1.雙擊控件圖標，打開控件參數設置對話框。
2.在參數設置對話框中設置合適的控件參數。

• 仿真參數設置

1、仿真起止時間設置
在缺省情況下。Simulink默認的仿真起始時間為0s，仿真結束時間為10 s。
對於簡單系統，當時間大於25時系統輸出才開始轉換，因此須要設置合適的仿真時間。

設置仿真時間的方法有兩種：
(1)選擇菜單Simulation中的Model configuration Parameters（或使用快捷鍵Ctrl+E），打開仿真參數設置對話框，在Solver選項卡中“Simulation time”欄設置系統仿真時間區間。

設置系統仿真起始時間為0 s、結束時間為100 s。

(2)Simulink系統模擬編輯器窗體上方的仿真時間設置欄。
2、仿真步長設置
在使用Simulink對簡單系統進行仿真時，影響仿真結果輸出的因素有仿真起始時間、結束時間和仿真步長。對於簡單系統仿真來說，無論採用何種求解器。Simulink總是在仿真過程中選用最大的仿真步長。

最大步長默認取值為auto，設置仿真步長的方法為：
選擇菜單Simulation中的Model configuration Parameters（或使用快捷鍵Ctrl+E）。打開仿真參數設置對話框，在Solver選項卡中“Solver options”欄的max step size設置系統仿真時間區間。

• 執行仿真

當對系統中各控件參數以及系統仿真參數進行正確設置之后，單擊系統模型編輯器上的Run圖標（黑色三角）或選擇Simulation菜單下的Run便能夠對系統進行仿真分析。
-顯示系統仿真結果