理论课-第1讲-19-matlab工具箱simulink分析课件.ppt

1、2022年12月15日11.9 MATLAB1.9 MATLAB的的SIMULINKSIMULINK仿真仿真 1.9.1.9.1 1 SimulinkSimulink入门入门1.9.1.9.2 2 模型的创建和模型文件模型的创建和模型文件1.9.1.9.3 3 仿真运行仿真运行1.9.1.9.4 4 系统建模系统建模1.9.1.9.5 5 子系统的创建子系统的创建1.9.1.9.6 6 常用工具箱简介常用工具箱简介2022年12月15日2SimulinkSimulink是一个用来对动态系统进行建模、仿是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，是真和分析的软件包，是MATLABMATLA

2、B的重要组成部分。的重要组成部分。SimulinkSimulink可以用来建模、分析和仿真各种动态系统可以用来建模、分析和仿真各种动态系统(包括连续系统、离散系统和混合系统包括连续系统、离散系统和混合系统)，它提供了，它提供了一种图形化的交互环境，只需用鼠标拖动的方法一种图形化的交互环境，只需用鼠标拖动的方法便能迅速地建立起系统框图模型，甚至不需要编便能迅速地建立起系统框图模型，甚至不需要编写一行代码。写一行代码。SimulinkSimulink提供建立系统模型、选择仿真参数和提供建立系统模型、选择仿真参数和数值算法、启动仿真程序对该系统进行仿真、设数值算法、启动仿真程序对该系统进行仿真、设置

3、不同的输出方式来观察仿真结果等功能。置不同的输出方式来观察仿真结果等功能。2022年12月15日31.1.交互式、图形化的建模环境交互式、图形化的建模环境SimulinkSimulink提供了丰富的模块库以帮助用户快速地建立提供了丰富的模块库以帮助用户快速地建立动态系统模型。建模时只需使用鼠标拖放不同模块库动态系统模型。建模时只需使用鼠标拖放不同模块库中的系统模型并将它们连接起来。它外表以方块图形中的系统模型并将它们连接起来。它外表以方块图形式呈现，且采用分层结构。式呈现，且采用分层结构。2.2.交互式的仿真环境交互式的仿真环境SimulinkSimulink框图提供了交互式很强的仿真环境，既

4、可以框图提供了交互式很强的仿真环境，既可以通过下拉菜单执行，也可以通过命令行进行仿真。通过下拉菜单执行，也可以通过命令行进行仿真。3.3.专用模块库专用模块库(Blocksets)(Blocksets)MathWorksMathWorks公司开发了一系列的专用功能块程序包，公司开发了一系列的专用功能块程序包，通过这些可迅速地对系统实现建模、仿真和分析。通过这些可迅速地对系统实现建模、仿真和分析。2022年12月15日4DSP Blockset数字信号处理工具包数字信号处理工具包Fixed-Point Blockset定点运算控制系统仿真工具包定点运算控制系统仿真工具包Power System

5、Blockset电力电动系统工具包电力电动系统工具包Dials&Gauges Blockset交互图形和控制面板设计工具交互图形和控制面板设计工具包包Communication Blockset通信系统工具包通信系统工具包CDMA Reference BlocksetCDMACDMA通信系统设计和分析工通信系统设计和分析工具包具包Nonlinear Control Design Blockset非线性控制设计工具包非线性控制设计工具包Motorola DSP Developers KitMotorola DSPMotorola DSP开发工具包开发工具包TI DSP Developers Ki

6、tTI DSPTI DSP开发工具箱开发工具箱SimulinkSimulink部分软件工具包部分软件工具包2022年12月15日54.4.提供了仿真库的扩充和定制机制提供了仿真库的扩充和定制机制SimulinkSimulink的开发式结构允许用户扩展仿真环境的的开发式结构允许用户扩展仿真环境的功能：采用功能：采用MATLABMATLAB、FORTRANFORTRAN和和C C代码生成自代码生成自定义的模块库，并拥有自己的图标和界面。定义的模块库，并拥有自己的图标和界面。5.5.与与MATLABMATLAB工具箱的集成工具箱的集成SimulinkSimulink可以直接利用可以直接利用MATLA

7、BMATLAB的诸多资源与功的诸多资源与功能，用户可以直接在能，用户可以直接在SimulinkSimulink下完成诸如数据分析、下完成诸如数据分析、过程自动化、优化参数等工作。工具箱提供的高过程自动化、优化参数等工作。工具箱提供的高级设计和分析能力可以融入仿真过程。级设计和分析能力可以融入仿真过程。2022年12月15日6Simulink具有以下特点：具有以下特点：基于矩阵的数值计算；基于矩阵的数值计算；高级编程语言；高级编程语言；图形与可视化；图形与可视化；工具箱提供面向具体应用领域的功能；工具箱提供面向具体应用领域的功能；丰富的数据丰富的数据I/O工具；工具；提供与其它高级语言的接口；提

8、供与其它高级语言的接口；支持多平台支持多平台(PC/Macintosh/UNIX);开放与可扩展的体系结构。开放与可扩展的体系结构。2022年12月15日7Simulink具有强大的功能与友好的用户界面，具具有强大的功能与友好的用户界面，具有广泛的应用领域。如：有广泛的应用领域。如：Simulink的应用领域示意图的应用领域示意图2022年12月15日81.9.1.9.1 1 快速入门快速入门 SIMULINK SIMULINK可以处理的系统包括：线性、非线性系统；可以处理的系统包括：线性、非线性系统；离散、连续及混合系统；单任务、多任务离散事件系统。离散、连续及混合系统；单任务、多任务离散事

9、件系统。从建模角度讲，这既适于自上而下（从建模角度讲，这既适于自上而下（Top-downTop-down）的的设计流程（概念、功能、系统、子系统、直至器件），设计流程（概念、功能、系统、子系统、直至器件），又适于自下而上（又适于自下而上（Bottum-upBottum-up）逆程设计。逆程设计。从分析研究角度讲，这种从分析研究角度讲，这种 SIMULINK SIMULINK 模型不仅能让模型不仅能让用户知道具体环节的动态细节，而且能让用户清晰地用户知道具体环节的动态细节，而且能让用户清晰地了解各器件、各子系统、各系统间的信息交换，掌握了解各器件、各子系统、各系统间的信息交换，掌握各部分之间的交

10、互影响。各部分之间的交互影响。2022年12月15日9 在在 SIMULINK SIMULINK 环境中，用户将观察到现实世界中非线性环境中，用户将观察到现实世界中非线性因素和各种随机因素对系统行为的影响。因素和各种随机因素对系统行为的影响。在在 SIMULINK SIMULINK 环境中，用户可以在仿真进程中改变感兴环境中，用户可以在仿真进程中改变感兴趣的参数，实时地观察系统行为的变化。趣的参数，实时地观察系统行为的变化。在在MATLABMATLAB中，可直接在中，可直接在 SIMULINK SIMULINK 环境中运作的工环境中运作的工具包很多，已覆盖通信、控制、信号处理、具包很多，已覆盖

11、通信、控制、信号处理、DSPDSP、电力电力系统等诸多领域，所涉内容专业性极强。系统等诸多领域，所涉内容专业性极强。本讲由浅入深地讲述本讲由浅入深地讲述 SIMULINK SIMULINK 对各种数学、工程问题对各种数学、工程问题的建模、仿真和分析的基本方法，采用的建模、仿真和分析的基本方法，采用“算例算例”作为主体，作为主体，配以适量的归纳性表述。配以适量的归纳性表述。例例1.9.1.11.9.1.1：信号发生器和示波器。：信号发生器和示波器。例例1.9.1.21.9.1.2：实现两个正弦信号的相乘。：实现两个正弦信号的相乘。2022年12月15日101.9.1.9.2 2 模型的创建和模型

12、文件模型的创建和模型文件1.9.1.9.2 21 1 SIMULINK SIMULINK 模型是什么？模型是什么？SIMULINK SIMULINK 模型有以下几层含义：模型有以下几层含义：在视觉上表现为直观的方框图；在视觉上表现为直观的方框图；在文件上则是扩展名为在文件上则是扩展名为 mdl mdl 的的ASCIIASCII代码；代码；在数学上表现为一组微分方程或差分方程；在数学上表现为一组微分方程或差分方程；在行为上则模拟了实际系统的动态特性在行为上则模拟了实际系统的动态特性 。SIMULINK SIMULINK 模型通常包含三种模型通常包含三种 “组件组件”：信源（信源（SourcesS

13、ources）：可以是常数、时钟、白噪声、正弦波、）：可以是常数、时钟、白噪声、正弦波、阶梯波、扫频信号、脉冲生成器、随机数产生器等信号源；阶梯波、扫频信号、脉冲生成器、随机数产生器等信号源；系统（系统（SystemSystem）：即指被研究系统的）：即指被研究系统的 SIMULINK SIMULINK 方框图；方框图；信宿信宿（Sink Sink）：可以是示波器、图形记录仪等。）：可以是示波器、图形记录仪等。对于具体的对于具体的 SIMULINK SIMULINK 模型而，不一定完全地包含这三大组模型而，不一定完全地包含这三大组件。例如：研究初始条件对系统影响就不必包含信源组件。件。例如：研

14、究初始条件对系统影响就不必包含信源组件。2022年12月15日111.9.1.9.2 2 模型的创建和模型文件（续模型的创建和模型文件（续1 1）1.9.1.9.2 22 2 SIMULINK SIMULINK 模型的创建模型的创建创建模型文件创建模型文件模型块的操作模型块的操作 连线的操作连线的操作 仿真的配置仿真的配置 对模型的注释；对模型的注释；保存模型；保存模型；仿真和结果分析。仿真和结果分析。1.9.1.9.2 23 3 SIMULINK SIMULINK 模型文件模型文件2022年12月15日12(1)(1)新建模型：利用模型窗口中的图标新建模型：利用模型窗口中的图标选中选中Mat

15、labMatlab指令窗口的菜单指令窗口的菜单（2 2）打开模型：利用模型窗口中的图标）打开模型：利用模型窗口中的图标选用某模型窗口中的菜单选用某模型窗口中的菜单在指令窗口中由在指令窗口中由openopen指令实现指令实现openopen模型名模型名（3 3）存盘：）存盘：SimlinkSimlink是以是以ASCIIASCII码形式存储的码形式存储的.mdl.mdl文件文件（4 4）打印：先点击模型窗口中的图标，打开一个打印对）打印：先点击模型窗口中的图标，打开一个打印对话框，但它比话框，但它比WindowsWindows多一个选项框多一个选项框2022年12月15日13返回返回2022年1

16、2月15日14（1 1）选定模块：单个模块）选定模块：单个模块矩形里的所有模块及其信号线矩形里的所有模块及其信号线2022年12月15日15（2 2）模块的复制）模块的复制（3 3）模块的移动）模块的移动（4 4）模块的删除）模块的删除（5 5）改变模块的大小）改变模块的大小（a）原尺寸（b）拖动边框（c）新尺寸2022年12月15日16（6 6）模块的旋转）模块的旋转（a）缺省状态（b）旋转1800（c）旋转900（7 7）模块名的操作）模块名的操作也可修改模块名的字体：用也可修改模块名的字体：用Format:FontFormat:Font返回返回2022年12月15日17连线的操作n产生连

17、线产生连线水平或垂直连线水平或垂直连线斜连线斜连线连线的删除连线的删除n信号线的分支和折曲信号线的分支和折曲分支的产生分支的产生信号线的折曲信号线的折曲折点的移动折点的移动返回返回2022年12月15日18（1 1）解参数的设置）解参数的设置(Solver)(Solver)2022年12月15日19（2 2）仿真数据的输入输出设置）仿真数据的输入输出设置(Workspace I/O)(Workspace I/O)2022年12月15日20（3 3）仿真中异常情况的诊断）仿真中异常情况的诊断(Diagnostics)(Diagnostics)返回返回2022年12月15日211.9.1.9.2

18、2 模型的创建和模型文件（续模型的创建和模型文件（续2 2）1.9.1.9.2 23 3 SIMULINK SIMULINK 模型文件模型文件 SIMULINK SIMULINK 除了可以通过图形界面设计模块外除了可以通过图形界面设计模块外 ，也可以通，也可以通过直接编写过直接编写 mdl mdl 文件来设计仿真模型图。文件来设计仿真模型图。一个有输入和输出的图形界面设计模块。一个有输入和输出的图形界面设计模块。用用 mdl mdl 文件编写有输入和输出的增益器。文件编写有输入和输出的增益器。（在（在 WordWord下下 ）GainGainInInOutOut1 11 11 12022年12

19、月15日221.9.1.9.2 2 模型的创建和模型文件（续模型的创建和模型文件（续2 2）1.9.1.9.2 24 4 常用的常用的SourceSource库信源库信源例：如何调用例：如何调用MATLABMATLAB工作空间中的信号矩阵工作空间中的信号矩阵作为模型输入。本例所需的输入为作为模型输入。本例所需的输入为elseTtTTttTttu200)2()(22 。2022年12月15日23（1）编写一个产生信号矩阵的M文件sourec 0825_1.mfunction TU=source0825_1(T0,N0,K)t=linspace(0,K*T0,K*N0+1);N=length(t)

20、;u1=t(1:(N0+1).2;u2=(t(N0+2):(2*N0+1)-2*T0).2;u3(1:(N-(2*N0+2)+1)=0;u=u1,u2,u3;TU=t,u;2022年12月15日24（2）构造简单的接收用的信号模型）构造简单的接收用的信号模型2022年12月15日25（3 3）模块参数的设置）模块参数的设置双击模块双击模块source0825source08251 1，弹出，弹出“From WorkspaceFrom Workspace”设置对话框，在设置对话框，在DataData栏中填写栏中填写TUTU（4）在）在MATLAB工作空间产生信号矩阵工作空间产生信号矩阵TUsou

21、rce0825_1(1,100,4)(5)开始开始仿真仿真2022年12月15日261.9.1.9.3 3 仿真运行仿真运行1.9.1.9.3 31 1 使用菜单进行仿真使用菜单进行仿真 设置仿真参数和选择求解器设置仿真参数和选择求解器通过选择菜单通过选择菜单 Simulation Simulation 下的下的 Parameters Parameters 菜单项，用来设置菜单项，用来设置仿真参数和选择求解器。其中有三个页面管理这些仿真参数。仿真参数和选择求解器。其中有三个页面管理这些仿真参数。在在 Solver Solver 页面，设置开始和停止时间，选择求解器和指定页面，设置开始和停止时间

22、，选择求解器和指定求解器（求解器（solversolver）的参数，另外还可以选择一些输出选项。的参数，另外还可以选择一些输出选项。在在 Workspace I/O Workspace I/O 页面，管理对页面，管理对 MATLAB MATLAB 工作空间的输入工作空间的输入和输出。和输出。在在 Diagnostics Diagnostics 页面，可以选择在仿真期间显示的警告信息页面，可以选择在仿真期间显示的警告信息的层次。的层次。在在 Solver options Solver options 中，中，SIMULINK SIMULINK 模型的仿真涉及到一组常模型的仿真涉及到一组常微分方程

23、（微分方程（ODEsODEs）的数值积分。如果模型是连续系统，使用的数值积分。如果模型是连续系统，使用ode45ode45方法方法；如果模型不是连续系统，使用如果模型不是连续系统，使用discretediscrete方法。方法。例例1.9.1.21.9.1.2：实现两个正弦信号的相乘。：实现两个正弦信号的相乘。2022年12月15日271.9.1.9.3 3 仿真运行（续仿真运行（续1 1）1.9.1.9.3 32 2 通过命令行运行仿真通过命令行运行仿真 通过命令行运行仿真与通过菜单运行仿真相比通过命令行运行仿真与通过菜单运行仿真相比 ，有如下的，有如下的 一些优点：一些优点：可以不理睬模块

24、中的初始条件（参数可以不理睬模块中的初始条件（参数 x0 x0）；）；可以定义任何外部输入（用参数可以定义任何外部输入（用参数 ut ut）；）；可以由一个可以由一个M M 文件来启动一个仿真，并且允许模块中的文件来启动一个仿真，并且允许模块中的参数发生改变参数发生改变 。2022年12月15日282022年12月15日292022年12月15日302022年12月15日312022年12月15日321.9.1.9.4 4 系统建模系统建模 1.9.1.9.4 41 1 连续系统建模连续系统建模 线性系统建模举例线性系统建模举例例例10_4_110_4_1：复位积分器的功用示例。复位积分器的功

25、用示例。例例10_4_210_4_2：积分模块直接构造微分方程求解模型。积分模块直接构造微分方程求解模型。例例10_4_310_4_3：直接利用传递函数模块求解方程直接利用传递函数模块求解方程。在仿真启动时，积分器从零开始对在仿真启动时，积分器从零开始对 0.5 0.5 t t 进行积分。当复位口进行积分。当复位口信号信号 t-5=0 t-5=0 瞬间，积分器被重置为零。此后，再对瞬间，积分器被重置为零。此后，再对0.5 0.5（t-5t-5 ）进行积分。进行积分。假设从实际自然界（力学、电学、生态等）或社会中，抽象假设从实际自然界（力学、电学、生态等）或社会中，抽象出有初始状态为出有初始状态

26、为0 0的二阶微分程的二阶微分程 ，是单位阶跃函数。本例演示如何用积分器直接构搭求解该微是单位阶跃函数。本例演示如何用积分器直接构搭求解该微分方程的模型。分方程的模型。)(.tu20=x40+x20+x)(tu对二阶微分程进行拉氏变换：对二阶微分程进行拉氏变换：)(2.0)(4.0)(2.0)(2sUsXssXsXs4.02.02.0)()()(2sssUsXsG可以得到：可以得到：2022年12月15日331.9.1.9.4 41 1 连续系统建模（续）连续系统建模（续）非线性系统建模举例非线性系统建模举例例例10_4_410_4_4：喷射动力车的定位控制问题喷射动力车的定位控制问题设计一个

27、控制器，其目标是：当车辆的位移和速度为正时，控设计一个控制器，其目标是：当车辆的位移和速度为正时，控制器点燃右发动机；当车辆的位移和速度为负时，控制器点燃制器点燃右发动机；当车辆的位移和速度为负时，控制器点燃左发动机，直到车辆静止在坐标原点。左发动机，直到车辆静止在坐标原点。2022年12月15日341.9.1.9.4 42 2 离散时间系统和混合系统建模离散时间系统和混合系统建模 用组合逻辑模块产生用组合逻辑模块产生 的的“逻辑和逻辑和”结果结果 及及“逻辑逻辑或或”结果结果 。（1 1）建立输入输出关系。）建立输入输出关系。（2 2）建立模型）建立模型ba,)1(c)2(c2022年12月

28、15日351.9.1.9.4 42 2 离散时间系统和混合系统建模（续）离散时间系统和混合系统建模（续）多速率离散时间系统：计算机就是这样的系统。它的多速率离散时间系统：计算机就是这样的系统。它的CPUCPU、串行串行/并行控制器并行控制器、磁盘驱动器、输入磁盘驱动器、输入 键盘就采用不同的工作键盘就采用不同的工作速率。再如通信系统也是多速率系统。速率。再如通信系统也是多速率系统。离散离散-连续混合系统：在现代控制系统中连续混合系统：在现代控制系统中 ，通常被控的对象，通常被控的对象是连续时间的（物理）子系统，而控制器是由逻辑控制器或是连续时间的（物理）子系统，而控制器是由逻辑控制器或计算机构

29、成的离散子系统。对于这种离散计算机构成的离散子系统。对于这种离散-连续混合系统，模连续混合系统，模型参数设置页中的几乎所有型参数设置页中的几乎所有 Solver Solver 解算方法都能采用解算方法都能采用 。可以使该模型及其所有子系统按采样速率着色：连续时间部可以使该模型及其所有子系统按采样速率着色：连续时间部分用黑色；离散时间部分用红色；离散、连续混合的子系统分用黑色；离散时间部分用红色；离散、连续混合的子系统被着黄色。被着黄色。2022年12月15日361.9.1.9.5 5 子系统的创建、封装及受控执行子系统的创建、封装及受控执行 利用利用 SIMULINK SIMULINK 的封装

30、（的封装（MaskMask）功能功能 ，可以定做一个模块，可以定做一个模块或一个子系统的对话框和图标或一个子系统的对话框和图标 。引用子系统的理由是：研究分析系统时引用子系统的理由是：研究分析系统时 ，进行概念抽象，进行概念抽象（Abstraction of conceptsAbstraction of concepts）的需要；为提高工作效率和可的需要；为提高工作效率和可靠性，实施模块靠性，实施模块“重用（重用（ReuseReuse）”的需要。的需要。仿真建模中子系统的作用，类仿真建模中子系统的作用，类 似于似于 MATLAB MATLAB 指令运行中的指令运行中的MM函数文件函数文件。前面

31、介绍了如何利用库标准模块建立被研究系统的仿真模型。前面介绍了如何利用库标准模块建立被研究系统的仿真模型。下面着重介绍如何利用下面着重介绍如何利用“分层分层”思想建立比较复杂的仿真模型，思想建立比较复杂的仿真模型，介绍建立这种分层模型所需的各种子系统（介绍建立这种分层模型所需的各种子系统（SubsystemSubsystem ）。）。封装的一个重要用途是帮助用户创建一个对话框来接受参封装的一个重要用途是帮助用户创建一个对话框来接受参数。这样就无需打开子系统中各个模块的对话框，然后再逐数。这样就无需打开子系统中各个模块的对话框，然后再逐个输入参数。个输入参数。2022年12月15日371.9.1.

32、9.5 51 1 用封装的办法创建模块用封装的办法创建模块1 1。封装模块功能。封装模块功能例例10_5_110_5_1：封装线性方程封装线性方程 y=mx+b y=mx+b 的模型。的模型。子系统子系统mx+b mx+b 包含了一个包含了一个GainGain模块，命名为模块，命名为SlopeSlope，其增其增益常数为益常数为mm；一个一个ConstantConstant模块，命名为模块，命名为InterceptIntercept，其常数其常数值参数指定为值参数指定为b b。这些参数代表一条直线的斜率和截距。这些参数代表一条直线的斜率和截距。封装该子系统产生一个用户对话框和图标。对话框包含对

33、封装该子系统产生一个用户对话框和图标。对话框包含对斜率和截距的提示。斜率和截距的提示。用户向封装对话框输入用户向封装对话框输入 SlopeSlope和和 Intercept Intercept 的值。封装将这的值。封装将这些封装参数映射给底层模块。些封装参数映射给底层模块。在在 SIMULINK SIMULINK 中产生线性方程中产生线性方程 y=mx+b y=mx+b 的模型，并生成的模型，并生成 mx+b mx+b 子系统。子系统。2022年12月15日381.9.1.9.5 51 1 用封装的办法创建模块（续）用封装的办法创建模块（续）2 2.产生封装提示对话框产生封装提示对话框 要产生

34、这个系统的封装，先选取子系统模块，然后从要产生这个系统的封装，先选取子系统模块，然后从 Edit Edit 菜单中选取菜单中选取 Mask Subsystem Mask Subsystem 命令命令。封装提示对话框开始时大都显示封装提示对话框开始时大都显示 Mask Editor Mask Editor 对话框的对话框的Initialization Initialization 选项卡。选项卡。把把 Slope Slope 和和 Intercept Intercept 定义为定义为 Edit Edit 控件。控件。3 3.产生封装模块描述和帮助文本产生封装模块描述和帮助文本 在在 Docume

35、ntation Documentation 选项卡中可以定义模块的封装类型、选项卡中可以定义模块的封装类型、模块描述和帮助文本。模块描述和帮助文本。4 4.产生模块的图标产生模块的图标 可以在可以在 Mask Editor Mask Editor 对话框的对话框的 Icon Icon 选项卡中定义图标。选项卡中定义图标。2022年12月15日391.9.1.9.6 6 常用工具箱简介常用工具箱简介具有具有1616种功能强大的应用工具箱。种功能强大的应用工具箱。我们我们常用工具箱常用工具箱有有 SIMULINKSIMULINK、COMMCOMM、DSP DSP 等。等。2022年12月15日40

36、MATLAB MATLAB 中的中的 16 16 种工具箱种工具箱返回返回1 1 Simulink Simulink 库库 Communications BlocksetCommunications Blockset（通信模块集）通信模块集）Control System ToolboxControl System Toolbox（控制系统控制系统）Dials&Gauges BlocksetDials&Gauges Blockset（面板和仪表模块集面板和仪表模块集）DSP BlocksetDSP Blockset（数字信号处理模块集数字信号处理模块集）Fixed-Point BlocksetF

37、ixed-Point Blockset（定点模块集定点模块集）Fuzzy Logic ToolboxFuzzy Logic Toolbox（模糊逻辑工具箱模糊逻辑工具箱）NCD BlocksetNCD Blockset（非线性控制设计模块集非线性控制设计模块集）Neural Network BlocksetNeural Network Blockset（神经网络模块集神经网络模块集）MPC BlocksetMPC Blockset（MPC MPC 模块集模块集）Power System BlocksetPower System Blockset（电源系统模块集电源系统模块集）Real-Time

38、 Windows TargetReal-Time Windows Target（实时窗口目标库实时窗口目标库）Real-Time WorkshopReal-Time Workshop（实时工作空间库实时工作空间库）StateflowStateflow（状态流程库状态流程库）Simulink ExtrasSimulink Extras（Simulink Simulink附加库附加库）System ID Blockset System ID Blockset（系统辨识模块集系统辨识模块集）返回返回2 22022年12月15日41例例1.9.1.11.9.1.1：信号发生器和示波器。：信号发生器和示

39、波器。通过这个例子，对于系统仿真工具箱的使用有一个比较具体通过这个例子，对于系统仿真工具箱的使用有一个比较具体的认识。的认识。首先从源模块库内拖出三个信号发生器模块。首先从源模块库内拖出三个信号发生器模块。然后对它们分别进行设置：一个为噪声源，另外两个为正弦然后对它们分别进行设置：一个为噪声源，另外两个为正弦波，频率分别为波，频率分别为0.20.2HzHz和和0.60.6HzHz。接着从接着从 SimulinkSimulinkMath Math 模块库内拖出一个加法器，将它的输模块库内拖出一个加法器，将它的输入端设置为三个。入端设置为三个。最后从输出模块库内拖出一个示波器。将上述五个模块连接最

40、后从输出模块库内拖出一个示波器。将上述五个模块连接在一起。在一起。进行系统仿真。进行系统仿真。2022年12月15日42返回返回Sine Wave 1Sine WaveScopeBand-LimitedWhite NoiseAdd2022年12月15日43例例1.9.1.21.9.1.2：实现两个正弦信号的相乘。：实现两个正弦信号的相乘。计算计算 )10sin()sin()(tttx 将两个正弦源的频率设置为将两个正弦源的频率设置为1Hz和和10Hz，信号幅度均为信号幅度均为1V；要求显示两个正弦波以及相乘后的波形要求显示两个正弦波以及相乘后的波形，因此要求示波器有，因此要求示波器有三个输入端

41、。三个输入端。进行系统仿真。进行系统仿真。仿真参数设置：仿真参数设置：仿真时间设置：仿真时间设置：0 0 到到 2 2s s。仿真步长设置：定步长（仿真步长设置：定步长（Fixed-StepFixed-Step）。）。仿真算法设置：龙格仿真算法设置：龙格-库塔法的库塔法的 5 5 阶算法（阶算法（ode5ode5）。）。2022年12月15日44Sine Wave 1Sine WaveScopeProduct返回返回2022年12月15日45Simulink Simulink 库库返回返回 Sources Sources 库库 Sinks Sinks 库库 Discrete Discrete

42、库库 Continuous Continuous 库库 Math Math 库库 Nonlinear Nonlinear 库库 Signals&Systems Signals&Systems 库库 Functions&Tables Functions&Tables 库库2022年12月15日46Sources Sources 库库返回返回Band-Limited White NoiseBand-Limited White Noise（限带白噪声限带白噪声）Chirp SignalChirp Signal（扫频信号扫频信号）ClockClock（时钟时钟）ConstantConstant（常量）

43、常量）Digital ClockDigital Clock（数字时钟数字时钟）Discrete Pulse GeneratorDiscrete Pulse Generator（离散脉冲生成器离散脉冲生成器）From WorkspaceFrom Workspace（从工作空间读取数据从工作空间读取数据）From FileFrom File（从文件读数据从文件读数据）Pulse GeneratorPulse Generator（脉冲生成器脉冲生成器）RampRamp（倾斜）倾斜）Random NumberRandom Number（随机数产生器随机数产生器）Repeating SequenceRe

44、peating Sequence（重复序列）重复序列）2022年12月15日47Sources Sources 库（续）库（续）返回返回Signal GeneratorSignal Generator（信号发生信号发生 器器）Sine WaveSine Wave（正弦波正弦波）StepStep（阶跃阶跃）Uniform Random NumberUniform Random Number（均匀分布随机数）均匀分布随机数）2022年12月15日48Sinks Sinks 库库返回返回DisplayDisplay（显示显示）ScopeScope（示波器示波器）Stop SimulationStop

45、 Simulation（停止仿真）停止仿真）To FileTo File（写入文件写入文件）ToTo WorkspaceWorkspace（写到工作空间写到工作空间）XY GraphXY Graph（显示平面图形显示平面图形）2022年12月15日49Discrete Discrete 库库返回返回Discrete FilterDiscrete Filter（离散滤波器离散滤波器）Discrete State SpaceDiscrete State Space（离散状态空间离散状态空间）Discrete-Time IntegratorDiscrete-Time Integrator（离散时间积

46、分器离散时间积分器）Discrete Transfer FcnDiscrete Transfer Fcn（离散传递函数离散传递函数）Discrete Zero-PoleDiscrete Zero-Pole（数字零极点函数数字零极点函数）First-Order HoldFirst-Order Hold（一阶保持）一阶保持）Zero-Order HoldZero-Order Hold（零阶保持零阶保持）Unit DelayUnit Delay（单位延迟单位延迟）2022年12月15日50Continuous Continuous 库库返回返回DerivativeDerivative（导数导数）In

47、tegratorIntegrator（积分器积分器）MemoryMemory（记忆）记忆）State SpaceState Space（状态空间状态空间）Transfer FcnTransfer Fcn（传递函数传递函数）Transport DelayTransport Delay（传递延迟传递延迟）Variable Transport DelayVariable Transport Delay（可变传输延迟）可变传输延迟）Zero-PoleZero-Pole（零零-极点极点）2022年12月15日51Math Math 库库返回返回AbsAbs（绝对值绝对值）Algebraic Constr

48、aintAlgebraic ConstraintCombinatorial LogicCombinatorial Logic（组合逻辑组合逻辑）Complex to Magnitude-Angle Complex to Magnitude-Angle Complex to Real-Image Complex to Real-Image Dot ProductDot Product（点乘点乘）GainGain（增益增益）Logical OperatorLogical Operator（逻辑运算逻辑运算）Magnitude-Angle to ComplexMagnitude-Angle to C

49、omplex（）（）Math FunctionMath Function（数学函数数学函数）MatrixMatrix GainGain（矩阵增益矩阵增益）MinMaxMinMax（最大最小值最大最小值）2022年12月15日52Math Math 库（续）库（续）ProductProduct（乘积乘积）Real-Image to ComplexReal-Image to ComplexRelational OperatorRelational Operator（关系运算关系运算）Rounding FunctionRounding Function（圆整函数圆整函数）SignSign（符号符号）

50、Slider GainSlider Gain（滑块增益滑块增益）SumSum（和和）Trigonometric FunctionTrigonometric Function（三角函数三角函数）返回返回2022年12月15日53Nonlinear Nonlinear 库库返回返回Backlash Backlash 模块模块Coulomb and Viscous FrictionCoulomb and Viscous Friction（库仑和粘性摩擦库仑和粘性摩擦）Dead ZoneDead Zone（死区）死区）Manual SwitchManual Switch（手动开关手动开关 ）Multi