【沧海拾昧】MATLAB/Simulink仿真的基本操作

2023-11-15

#C0402

沧海茫茫千钟粟，且拾吾昧一微尘

——《沧海拾昧集》@CuPhoenix

【阅前敬告】

沧海拾昧集仅做个人学习笔记之用，所述内容不专业不严谨不成体系

如有问题必是本集记录有谬，切勿深究

一、新建Simulink仿真

Simulink是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。

1、如图选择，新建Simulink仿真。

2、在命令行窗口输入simulink或者点击【Library Browser】打开模块窗口。

3、拖动即可将模块放到Model中。

二、几种常用的模块和设置

双击即可进入模块的设置，模块的设置大同小异，可以自行摸索。如果不认识英文可以通过图像来简单判断。这里仅举例几个简单的例子抛砖。

1、Sum模块

模块位置：Library - Simulink - Math Operations（或Commonly Used Blocks）
模块图标：

模块设置：在 List of signs 中可以设置输入输出的方向、符号。

List of signs	模块样式
\|++
\|+-
-\|+
-+\|
--\|++

2、Mux模块

模块位置：Library - Simulink - Commonly Used Blocks
模块图标：

模块设置：在 Number of inputs 中可以设置输入输出的方向、符号。

3、常量 / 增益模块

模块位置：Library - Simulink - Commonly Used Blocks
模块图标：

4、连续 / 离散零-极点模块

模块位置：Library - Simulink - Continuous（连续）/ Discrete（离散）
模块图标：

模块设置：以 [z1 z2 ... zx] [p1 p2 ... px] 的格式设置零点和极点值。

5、Scope模块（示波器）

模块位置：Library - Simulink - Sink
模块图标：

常用于输出显示

6、Step模块（阶跃信号）

模块位置：Library - Simulink - Sources
模块图标：

模块设置：设置阶跃的时间和幅度。

7、ToWorkspace模块

模块位置：Library - Simulink - Sources
模块图标：

模块设置：将仿真出的数据输出到工作区，设置变量名和输出序列的格式（按时序或输出为数组等）。

8、Subsystem模块（子模块）

模块位置：Library - Simulink - Commonly Used Blocks
模块图标：

模块用途：双击进入，建立一个子模块。在子模块中可以设置In与Out，这样就可以显示在子模块外作为入口和出口。

三、基本操作

1、模块旋转

在模块上单击右键，在Rotate&Flip进行模块的旋转和镜像。操作的快捷键是Ctrl+R。

2、模块连线

拖拽即可连线。

3、开始仿真

模块放置、设置、连线完成后，点击开始仿真进行仿真，然后在示波器中可以查看结果。

四、简单实例

1、简单实例1：一个最基本的系统

设 R(s) = 1 为常量，运行仿真，得到如下结果。

将 R(s) 设为阶跃信号（Step time = 2, Final value = 2），如下图。

2、简单实例2：简单PID控制

3、简单实例3：模型导出&数据画图

用ToWorkspace模块将数据导出到工作区后，Timeseries结构体可以这样画图。

plot(X.Time,X.Date)  // X 是变量名

若要导出Simulink Model，打开要导出的Model（导出子模块要将相应的模块打开），在工作区输入如下指令。

saveas(get_param(gcs, 'handle'),'xxx','emf')
        // 'xxx'自定义文件名, 'emf'可以换成其他常用图片格式

formats = {'bmp','emf','pbm','pdf','pgm','png','ppm','tiff'};
name = 'simulink_saveas';
for ii = 1:length(formats)
    saveas(get_param(gcs, 'handle'),name, formats{ii});
end
        // 批量导出了多种格式的文件

敬谢诸君。

京华西山之巅。

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