SIMULINK简介

SIMULINK是MATLAB软件的扩展，它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包，它与MATLAB语言的主要区别在于，其与用户交互接口是基于Windows的模型化图形输入，其结果是使得用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建，而非语言的编程上。

所谓模型化图形输入是指SIMULINK提供了一些按功能分类的基本的系统模块，用户只需要知道这些模块的输入输出及模块的功能，而不必考察模块内部是如何实现的，通过对这些基本模块的调用，再将它们连接起来就可以构成所需要的系统模型（以.mdl文件进行存取），进而进行仿真与分析。

SIMULINK的最新版本是SIMULINK4.0（包含在MATLAB6.0里），MATLAB5.3里的版本为3.0版，它们的变化不大。

SIMULINK的启动

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。 也可以通过MATLAB主窗口的快捷按钮来打开Simulink Library Browser窗口。

SIMULINK的启动

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。

SIMULINK的模块库介绍

SIMILINK模块库按功能进行分为以下8类子库：

Continuous（连续模块）

Discrete（离散模块）

Function&Tables（函数和平台模块）

Math（数学模块）

Nonlinear（非线性模块）

Signals&Systems（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

Derivative：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 Delay：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-time Integrator：离散时间积分器

Discrete Filter：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 Delay：一个采样周期的延时

函数和平台模块(Function&Tables) function.mdl

Fcn：用自定义的函数（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） 

数学模块（ Math ） math.mdl

Sum：加减运算

Product：乘运算

Dot Product：点乘运算

Gain：比例运算

Math Function：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 Operator：逻辑运算

Relational Operator：关系运算

Complex to Magnitude-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

非线性模块（ Nonlinear ） nonlinear.mdl

Saturation：饱和输出，让输出超过某一值时能够饱和。

Relay：滞环比较器，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 Switch：手动选择开关

信号和系统模块（ Signal&Systems ） 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。

SubSystem：建立新的封装（Mask）功能模块

接收器模块（ Sinks ） 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。

输入源模块（ Sources ） 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 Sequence：重复信号。

Signal Generator：信号发生器，可以产生正弦、方波、锯齿波及随意波。

Sine Wave：正弦波信号。

Step：阶跃波信号。

SIMULINK简单模型的建立

简单模型的建立

（1）建立模型窗口

（2）将功能模块由模块库窗口复制到模型窗口

（3）对模块进行连接，从而构成需要的系统模型

模型的特点

在SIMULINK里提供了许多如Scope的接收器模块，这使得用SIMULNK进行仿真具有像做实验一般的图形化显示效果。

SIMULINK的模型具有层次性，通过底层子系统可以构建上层母系统。

SIMULINK提供了对子系统进行封装的功能，用户可以自定义子系统的图标和设置参数对话框。

Simulink模块库简介

在进行系统动态仿真之前，应绘制仿真系统框图，并确定仿真所需用的参数。Simulink模块库包含大部分常用的建立系统框图的模块，如图6.14所示。下面简要介绍常用模块。

. 连续模块（Continuous） 

在Simulink基本模块中选择“Continuous”后，单击便看到如图6.15所示的连续模块，它包括以下子模块。

●     Derivative：输入信号微分； 

●     Integrator：输入信号积分； 

●     State-Space：状态空间系统模型； 

●     Transfer-Fcn：传递函数模型； 

●     Transport Delay：输入信号延迟一个固定时间再输出； 

●     Variable Transport Delay： 输入信号延迟一个可变时间再输出； 

●     Zero-Pole：零极点模型。

2. 非连续模块（Discontinuous） 

在Simulink基本模块中选择Discontinuous后，单击便看到如图6.16所示的非连续模块，它包括以下子模块。

●     Backlash：间隙非线性； 

●     Coulomb&Viscous Frictio n：库仑和黏度摩擦非线性； 

●     Dead Zone：死区非线性； 

●     Dead Zone Dynamic：动态死区非线性； 

●     Hit Crossing：冲击非线性； 

●     Quantizer：量化非线性； 

●     Rate Limiter：静态信号的变化速率； 

●     Rate Limiter Dynamic：动态信号的变化速率； 

●     Relay：滞环比较器，输出值在某一范围内变化； 

●     Saturation：饱和输出，让输出超过某一值时能够饱和； 

●     Saturation Dynamic：动态饱和输出； 

●     Wrap To Zero：环零非线性；

3. 离散模块（Discrete） 

在Simulink基本模块中选择“Discrete”后，单击便看到如图6.17所示的离散模块，它包括以下子模块。

●     Difference：差分环节； 

●     Discrete Derivative：离散微分环节； 

●     Discrete Filter：离散滤波器； 

●     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； 

●     Discrete-time Integrator：离散时间积分器； 

●     First-Order Hold：一阶保持器；

●     Integer Delay：整数被延迟； 

●     Memory：输出本模块上一步的输出值； 

●     Tapped Delay：延迟； 

●     Transfer Fcn First Order：离散一阶传递函数； 

●     Transfer Fcn Lead or Lag：传递函数； 

●     Transfer Fcn Real Zero：离散零点传递函数； 

●     Unit Delay：一个采样周期的延迟； 

●     Weighted Moving Average：权值移动平均模型； 

●     Zero-Order Hold：零阶保持器