SIMULINK

簡(jiǎn)介

　Simulink是MATLAB最重要的組件之一，它提供一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。在該環(huán)境中，無(wú)需大量書(shū)寫(xiě)程序，而只需要通過(guò)簡(jiǎn)單直觀(guān)的鼠標(biāo)操作，就可構(gòu)造出復(fù)雜的系統(tǒng)。Simulink具有適應(yīng)面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細(xì)、貼近實(shí)際、效率高、靈活等優(yōu)點(diǎn)，并基于以上優(yōu)點(diǎn)Simulink已被廣泛應(yīng)用于控制理論和數(shù)字信號(hào)處理的復(fù)雜仿真和設(shè)計(jì)。同時(shí)有大量的第三方軟件和硬件可應(yīng)用于或被要求應(yīng)用于Simulink。
 

功能

　　Simulink是MATLAB中的一種可視化仿真工具， 是一種基于MATLAB的框圖設(shè)計(jì)環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個(gè)軟件包，被廣泛應(yīng)用于線(xiàn)性系統(tǒng)、非線(xiàn)性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號(hào)處理的建模和仿真中。Simulink可以用連續(xù)采樣時(shí)間、離散采樣時(shí)間或兩種混合的采樣時(shí)間進(jìn)行建模，它也支持多速率系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的采樣速率。為了創(chuàng)建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型，Simulink提供了一個(gè)建立模型方塊圖的圖形用戶(hù)接口(GUI) ，這個(gè)創(chuàng)建過(guò)程只需單擊和拖動(dòng)鼠標(biāo)操作就能完成，它提供了一種更快捷、直接明了的方式，而且用戶(hù)可以立即看到系統(tǒng)的仿真結(jié)果。

　　Simulink是用于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的多領(lǐng)域仿真和基于模型的設(shè)計(jì)工具。對(duì)各種時(shí)變系統(tǒng)，包括通訊、控制、信號(hào)處理、視頻處理和圖像處理系統(tǒng)，Simulink提供了交互式圖形化環(huán)境和可定制模塊庫(kù)來(lái)對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真、執(zhí)行和測(cè)試。.

　　構(gòu)架在Simulink基礎(chǔ)之上的其他產(chǎn)品擴(kuò)展了Simulink多領(lǐng)域建模功能，也提供了用于設(shè)計(jì)、執(zhí)行、驗(yàn)證和確認(rèn)任務(wù)的相應(yīng)工具。Simulink與MATLAB緊密集成，可以直接訪(fǎng)問(wèn)MATLAB大量的工具來(lái)進(jìn)行算法研發(fā)、仿真的分析和可視化、批處理腳本的創(chuàng)建、建模環(huán)境的定制以及信號(hào)參數(shù)和測(cè)試數(shù)據(jù)的定義。

特點(diǎn)

　　豐富的可擴(kuò)充的預(yù)定義模塊庫(kù)

　　交互式的圖形編輯器來(lái)組合和管理直觀(guān)的模塊圖

　　以設(shè)計(jì)功能的層次性來(lái)分割模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜設(shè)計(jì)的管理

　　通過(guò)Model Explorer 導(dǎo)航、創(chuàng)建、配置、搜索模型中的任意信號(hào)、參數(shù)、屬性，生成模型代碼

　　提供API用于與其他仿真程序的連接或與手寫(xiě)代碼集成

　　使用Embedded MATLAB? 模塊在Simulink和嵌入式系統(tǒng)執(zhí)行中調(diào)用MATLAB算法

　　使用定步長(zhǎng)或變步長(zhǎng)運(yùn)行仿真，根據(jù)仿真模式(Normal,Accelerator,Rapid Accelerator)來(lái)決定以解釋性的方式運(yùn)行或以編譯C代碼的形式來(lái)運(yùn)行模型

　　圖形化的調(diào)試器和剖析器來(lái)檢查仿真結(jié)果，診斷設(shè)計(jì)的性能和異常行為

　　可訪(fǎng)問(wèn)MATLAB從而對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析與可視化，定制建模環(huán)境，定義信號(hào)參數(shù)和測(cè)試數(shù)據(jù)

　　模型分析和診斷工具來(lái)保證模型的一致性，確定模型中的錯(cuò)誤

啟動(dòng)

　　1、在MATLAB命令窗口中輸入simulink

　　結(jié)果是在桌面上出現(xiàn)一個(gè)稱(chēng)為Simulink Library Browser的窗口，在這個(gè)窗口中列出了按功能分類(lèi)的各種模塊的名稱(chēng)。

　　當(dāng)然用戶(hù)也可以通過(guò)MATLAB主窗口的快捷按鈕來(lái)打開(kāi)Simulink Library Browser窗口。

　　2、在MATLAB命令窗口中輸入simulink3

　　結(jié)果是在桌面上出現(xiàn)一個(gè)用圖標(biāo)形式顯示的Library :simulink3的Simulink模塊庫(kù)窗口。

　　兩種模塊庫(kù)窗口界面只是不同的顯示形式，用戶(hù)可以根據(jù)各人喜好進(jìn)行選用，一般說(shuō)來(lái)第二種窗口直觀(guān)、形象，易于初學(xué)者，但使用時(shí)會(huì)打開(kāi)太多的子窗口。

模塊介紹

　　SIMULINK模塊庫(kù)按功能進(jìn)行分類(lèi)，包括以下8類(lèi)子庫(kù)：

　　Continuous（連續(xù)模塊）

　　Discrete（離散模塊）

　　Function&Tables（函數(shù)和平臺(tái)模塊）

　　Math（數(shù)學(xué)模塊）

　　Nonlinear（非線(xiàn)性模塊）

　　Signals&Systems（信號(hào)和系統(tǒng)模塊）

　　Sinks（接收器模塊）

　　Sources（輸入源模塊）

　　連續(xù)模塊（Continuous） continuous.mdl

　　Integrator：輸入信號(hào)積分

　　Derivative：輸入信號(hào)微分

　　State-Space：線(xiàn)性狀態(tài)空間系統(tǒng)模型

　　Transfer-Fcn：線(xiàn)性傳遞函數(shù)模型

　　Zero-Pole：以零極點(diǎn)表示的傳遞函數(shù)模型

　　Memory：存儲(chǔ)上一時(shí)刻的狀態(tài)值

　　Transport Delay：輸入信號(hào)延時(shí)一個(gè)固定時(shí)間再輸出

　　Variable Transport Delay：輸入信號(hào)延時(shí)一個(gè)可變時(shí)間再輸出

　　離散模塊（Discrete） discrete.mdl

　　Discrete-time Integrator：離散時(shí)間積分器

　　Discrete Filter：IIR與FIR濾波器

　　Discrete State-Space：離散狀態(tài)空間系統(tǒng)模型

　　Discrete Transfer-Fcn：離散傳遞函數(shù)模型

　　Discrete Zero-Pole：以零極點(diǎn)表示的離散傳遞函數(shù)模型

　　First-Order Hold：一階采樣和保持器

　　Zero-Order Hold：零階采樣和保持器

　　Unit Delay：一個(gè)采樣周期的延時(shí)

　　Function&Tables（函數(shù)和平臺(tái)模塊） function.mdl

　　Fcn：用用戶(hù)自定義的函數(shù)（表達(dá)式）進(jìn)行運(yùn)算

　　MATLAB Fcn：利用matlab的現(xiàn)有函數(shù)進(jìn)行運(yùn)算

　　S-Function：調(diào)用自編的S函數(shù)的程序進(jìn)行運(yùn)算

　　Look-Up Table：建立輸入信號(hào)的查詢(xún)表（線(xiàn)性峰值匹配）

　　Look-Up Table(2-D)：建立兩個(gè)輸入信號(hào)的查詢(xún)表（線(xiàn)性峰值匹配）

　　Math（數(shù)學(xué)模塊） math.mdl

　　Sum：加減運(yùn)算

　　Product：乘運(yùn)算

　　Dot Product：點(diǎn)乘運(yùn)算

　　Gain：比例增益運(yùn)算

　　Math Function：包括指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)、求平方、開(kāi)根號(hào)等常用數(shù)學(xué)函數(shù)

　　Trigonometric Function：三角函數(shù)，包括正弦、余弦、正切等

　　MinMax：最值運(yùn)算

　　Abs：取絕對(duì)值

　　Sign：符號(hào)函數(shù)

　　Logical Operator：邏輯運(yùn)算

　　Relational Operator：關(guān)系運(yùn)算

　　Complex to Magnitude-Angle：由復(fù)數(shù)輸入轉(zhuǎn)為幅值和相角輸出

　　Magnitude-Angle to Complex：由幅值和相角輸入合成復(fù)數(shù)輸出

　　Complex to Real-Imag：由復(fù)數(shù)輸入轉(zhuǎn)為實(shí)部和虛部輸出

　　Real-Imag to Complex：由實(shí)部和虛部輸入合成復(fù)數(shù)輸出

　　Nonlinear（非線(xiàn)性模塊） nonlinear.mdl

　　Saturation：飽和輸出，讓輸出超過(guò)某一值時(shí)能夠飽和。

　　Relay：滯環(huán)比較器，限制輸出值在某一范圍內(nèi)變化。

　　Switch：開(kāi)關(guān)選擇，當(dāng)?shù)诙€(gè)輸入端大于臨界值時(shí)，輸出由第一個(gè)輸入端而來(lái)，否則輸出由第三個(gè)輸入端而來(lái)。

　　Manual Switch：手動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)

　　Signal&Systems（信號(hào)和系統(tǒng)模塊） sigsys.mdl

　　In1：輸入端。

　　Out1：輸出端。

　　Mux：將多個(gè)單一輸入轉(zhuǎn)化為一個(gè)復(fù)合輸出。

　　Demux：將一個(gè)復(fù)合輸入轉(zhuǎn)化為多個(gè)單一輸出。

　　Ground：連接到?jīng)]有連接到的輸入端。

　　Terminator：連接到?jīng)]有連接到的輸出端。

　　SubSystem：建立新的封裝（Mask）功能模塊

　　Sinks（接收器模塊） sinks.mdl

　　Scope：示波器。

　　XY Graph：顯示二維圖形。

　　To Workspace：將輸出寫(xiě)入MATLAB的工作空間。

　　To File(.mat)：將輸出寫(xiě)入數(shù)據(jù)文件。

　　Sources（輸入源模塊） sources.mdl

　　Constant：常數(shù)信號(hào)。

　　Clock：時(shí)鐘信號(hào)。

　　From Workspace：來(lái)自MATLAB的工作空間。

　　From File(.mat)：來(lái)自數(shù)據(jù)文件。

　　Pulse Generator：脈沖發(fā)生器。

　　Repeating Sequence：重復(fù)信號(hào)。

　　Signal Generator：信號(hào)發(fā)生器，可以產(chǎn)生正弦、方波、鋸齒波及隨意波。

　　Sine Wave：正弦波信號(hào)。

　　Step：階躍波信號(hào)。

　　Ramp: 斜坡信號(hào)。