【基础】MATLAB工具箱详解：Simulink

# 2.1 Simulink模型的结构和元素

Simulink模型由各种元素组成，这些元素协同工作以创建和仿真系统。这些元素包括：

- **子系统：**将模型的复杂部分封装成更小的、可管理的单元。子系统可以嵌套在其他子系统中，形成分层结构。
- **模块：**表示模型中执行特定功能的组件。模块可以是Simulink库中的内置模块，也可以是用户自定义的模块。
- **信号线：**连接模块和子系统，允许信号在模型中流动。信号线可以传递标量、向量或矩阵信号。

# 2. Simulink建模基础

### 2.1 Simulink模型的结构和元素

#### 2.1.1 子系统、模块和信号线

Simulink模型由子系统、模块和信号线组成。子系统是模型中较小的模块，可以包含其他子系统、模块和信号线。模块代表模型中的功能元素，例如增益、积分器或逻辑门。信号线连接模块，允许数据在模型中流动。

#### 2.1.2 端口和参数

每个模块都有端口，用于连接信号线。端口可以是输入端口（接收数据）或输出端口（发送数据）。模块还可以具有参数，用于配置模块的行为。参数可以是数字、字符串或其他数据类型。

### 2.2 Simulink建模流程

#### 2.2.1 模型设计和仿真

Simulink建模流程包括以下步骤：

1. **定义模型目标：**确定模型的用途和预期结果。
2. **创建模型：**使用Simulink库中的模块和子系统构建模型。
3. **配置模块和参数：**设置模块的参数以定义其行为。
4. **连接模块：**使用信号线连接模块以创建数据流。
5. **仿真模型：**运行仿真以观察模型的行为。

#### 2.2.2 模型验证和调试

模型验证和调试是确保模型准确性和可靠性的重要步骤。验证涉及比较模型结果与预期结果，而调试涉及识别和修复模型中的错误。

**代码块：**

% 创建一个简单的 Simulink 模型
model = new_system('MyModel');

% 添加一个增益模块
gain = add_block('simulink/Math Operations/Gain', 'MyModel/Gain');

% 设置增益模块的参数
set_param(gain, 'Gain', 2);

% 添加一个输入信号源
input = add_block('simulink/Sources/Step', 'MyModel/Input');

% 添加一个输出示波器
output = add_block('simulink/Sinks/Scope', 'MyModel/Output');

% 连接模块
connect_blocks(input, gain, 'in1');
connect_blocks(gain, output, 'out1');

% 仿真模型
sim('MyModel');

**逻辑分析：**

此代码创建了一个简单的 Simulink 模型，其中包含一个增益模块、一个输入信号源和一个输出示波器。增益模块的增益设置为 2，输入信号源生成一个阶跃信号。仿真模型后，输出示波器将显示增益后的阶跃信号。

# 3.1 Simulink的仿真技术

**3.1.1 仿真算法和仿真参数**

Simulink提供多种仿真算法，包括：

- **固定步长算法：**以固定时间步长执行仿