Simulink模块的一些简单用法

Simulink中模块的一些基本用法

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Simulink中模块的一些基本用法，里面介绍了组建模块，封装等一些概念和应用的问题

第七章 Simulink 基础

7.1 Simulink 简介

Simulink 是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，它支持连续、离散及两

者混合的线性和非线性系统，也支持具有多种采样频率的系统。在 Simulink 环境中，利用鼠标

就可以在模型窗口中直观地“画”出系统模型，然后直接进行仿真。它为用户提供了方框图进行

建模的图形接口，采用这种结构画模型就像你用手和纸来画一样容易。它与传统的仿真软件包

微分方程和差分方程建模相比，具有更直观、方便、灵活的优点。Simulink 包含有 Sinks（输出

方式）、Source（输入源）、 Linear（线性环节）、 Nonlinear（非线性环节）、Connections（连接

与接口）和 Extra（其他环节）等子模型库，而且每个子模型库中包含有相应的功能模块，用户

也可以定制和创建自己的模块。

用 Simulink 创建的模型可以具有递阶结构，因此用户可以采用从上到下或从下到上的结构

创建模型。用户可以从最高级开始观看模型，然后用鼠标双击其中的子系统模块，来查看其下

一级的内容，以此类推，从而可以看到整个模型的细节，帮助用户理解模型的结构和各模块之

间的相互关系。在定义完一个模型后，用户可以通过 Simulink 的菜单或 MATLAB 的命令窗口

键入命令来对它进行仿真。菜单方式对于交互工作非常方便，而命令行方式对于运行一大类仿

真非常有用。采用 Scope 模块和其他的画图模块，在仿真进行的同时，就可观看到仿真结果。

除此之外，用户还可以在改变参数后迅速观看系统中发生的变化情况。仿真的结果还可以存放

到 MATLAB 的工作空间里做事后处理。

模型分析工具包括线性化和平衡点分析工具、MATLAB 的许多基本工具箱及 MATLAB 的

应用工具箱。由于 MATLAB 和 Simulink 是集成在一起的，因此用户可以在这两种环境下对自

己的模型进行仿真、分析和修改。

Simulink 具有非常高的开放性，提倡将模型通过框图表示出来，或者将已有的模型添加组

合到一起，或者将自己创建的模块添加到模型当中。Simulink 具有较高的交互性，允许随意修

改模块参数，并且可以直接无缝地使用 MATLAB 的所有分析工具。对最后得到的结果可进行

分析，并能够将结果可视化显示。

Simulink 非常实用，应用领域很广，可使用的领域包括航空航天、电子、力学、数学、通

信、影视和控制等。世界各地的工程师都在利用它来对实际问题进行建模、分析和解决。

7.2 Simulink 的基本操作

7.2.1 Simulink 的运行

运行 Simulink 有三种方式：

z 在 MATLAB 的命令窗口直接键入“Simulink”并回车；

z 单击 MATLAB 工具条上的 Simulink 图标；

z 在 MATLAB 菜单上选 File→New→Model。

运行后会显示图 7.2.1 所示的 Simulink 模块库浏览器，单击工具条左边建立新模型的快捷

方式，则显示如图 7.2.2 所示的新建模型窗口，在模型窗口中用户便可通过选择模块库中的仿

真模块，建立自己的仿真模型，并进行动态仿真。

删除等操作，如果要在同一窗口移动模块，则在模块选中的基础上，用鼠标进行拖拽并放在合

适的位置。

3、模块的连接

(1) 连接两个模块：从一个模块的输出端连到另一个模块的输入端。如果两个模块不在同

一水平线上，连线是折线，若用斜线表示则需在连接时按住【Shift】。

(2) 在连线之间插入：把模块用鼠标拖到连线上，然后释放鼠标即可。

(3) 连线的分支：当我们需要把一个信号输送给不同的模块时，连线要采用分支结构，其

操作步骤是：先连好一条线，把鼠标移到支线的起点，并按下【Ctrl】，再将鼠标拖至目标模块

的输入端即可。

4、模块参数的设置

Simulink 中几乎所有模块的参数（Parameters）都允许用户进行设置，只要双击要设置的模

块或在模块上按鼠标右键并在弹出的菜单中选择【Block Parameters】就会显示参数设置对话框。

例7.2.1 已知单位负反馈二阶系统的开环传递函数为

47.4

)(

试绘制单位阶跃响应的Simulink结构图。

解：1、利用Simulink的Library窗口中的【File】|【New】，打开一个新的工作空间；

2、分别从信号源库（Sourse）、输出方式库(Sink)、数学运算库(Math)、连续系统库（Continuous

）

中，用鼠标把阶跃信号发生器（Step）、示波器（ Scope）、传递函数（Transfer Fcn）、相加器（ Sum）

四个标准功能模块选中，并将其拖至工作平台；

3、按要求先将前向通道连接好，然后把相加器（Sum）的另一个端口与传递函数和示波器

间的线段相连，形成闭环反馈；

4、双击阶跃信号发生器，打开其属性设置对话框，并将其设置为单位阶跃信号，如图7.2.6

所示，同理，将相加器设置为“+-”，使传递函数的Numerator设置为“［10］ ”，Denominator设置

为“[1 4.47 0]”；

图 7.2.6 模块参数设置对话框

5、绘制成功后，如图7.2.7所示，并命名后存盘。

s +4.47s

Transfer Fcn

Step

Scope

图7.2.7二阶系统Simulink结构图

5、模块外形的调整

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