SIMULINK
Simulink是美国迈斯沃克公司推出的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、航空航天、工业自动化、大型建模、复杂逻辑和信号处理等方面。Simulink支持Arduino®和Raspberry Pi®等第三方硬件。
Simulink具有建模方式便捷直观、系统数据计算快速准确、系统结构表达有效简洁、系统运行交互式分析的特点。
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)。
函数\u0026Tables(函数和平台模块)。
数学(数学模块)。
Nonlinear(非线性模块)。
Signals\u0026Systems(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。
导数: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 时延: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-时间 Integrator:离散时间积分器。
Discrete 滤波器: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 时延:一个采样周期的延时。
函数\u0026Tables(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)。
数学(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 函数: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 经营者:逻辑运算。
Relational Operator:关系运算。
Complex to 星等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。
色彩饱和度: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 道岔:手动选择开关。
Signal\u0026Systems(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。
分系统: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 序列:重复信号。
Signal Generator:信号发生器,可以产生正弦曲线、方波、锯齿波及随意波。
Step:阶跃波信号。
匝道: 斜坡信号。
参考资料
Simulink 快速入门.MathWorks.2024-03-28
Simulink支持的硬件.MathWorks.2024-03-28