SIMULINK

簡介

　Simulink是MATLAB最重要的組件之一，它提供一個動態系統建模、仿真和綜合分析的集成環境。在該環境中，無需大量書寫程序，而只需要通過簡單直觀的鼠標操作，就可構造出復雜的系統。Simulink具有適應面廣、結構和流程清晰及仿真精細、貼近實際、效率高、靈活等優點，并基于以上優點Simulink已被廣泛應用于控制理論和數字信號處理的復雜仿真和設計。同時有大量的第三方軟件和硬件可應用于或被要求應用于Simulink。
 

功能

　　Simulink是MATLAB中的一種可視化仿真工具， 是一種基于MATLAB的框圖設計環境，是實現動態系統建模、仿真和分析的一個軟件包，被廣泛應用于線性系統、非線性系統、數字控制及數字信號處理的建模和仿真中。Simulink可以用連續采樣時間、離散采樣時間或兩種混合的采樣時間進行建模，它也支持多速率系統，也就是系統中的不同部分具有不同的采樣速率。為了創建動態系統模型，Simulink提供了一個建立模型方塊圖的圖形用戶接口(GUI) ，這個創建過程只需單擊和拖動鼠標操作就能完成，它提供了一種更快捷、直接明了的方式，而且用戶可以立即看到系統的仿真結果。

　　Simulink是用于動態系統和嵌入式系統的多領域仿真和基于模型的設計工具。對各種時變系統，包括通訊、控制、信號處理、視頻處理和圖像處理系統，Simulink提供了交互式圖形化環境和可定制模塊庫來對其進行設計、仿真、執行和測試。.

　　構架在Simulink基礎之上的其他產品擴展了Simulink多領域建模功能，也提供了用于設計、執行、驗證和確認任務的相應工具。Simulink與MATLAB緊密集成，可以直接訪問MATLAB大量的工具來進行算法研發、仿真的分析和可視化、批處理腳本的創建、建模環境的定制以及信號參數和測試數據的定義。

特點

　　豐富的可擴充的預定義模塊庫

　　交互式的圖形編輯器來組合和管理直觀的模塊圖

　　以設計功能的層次性來分割模型，實現對復雜設計的管理

　　通過Model Explorer 導航、創建、配置、搜索模型中的任意信號、參數、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代碼集成

　　使用Embedded MATLAB? 模塊在Simulink和嵌入式系統執行中調用MATLAB算法

　　使用定步長或變步長運行仿真，根據仿真模式(Normal,Accelerator,Rapid Accelerator)來決定以解釋性的方式運行或以編譯C代碼的形式來運行模型

　　圖形化的調試器和剖析器來檢查仿真結果，診斷設計的性能和異常行為

　　可訪問MATLAB從而對結果進行分析與可視化，定制建模環境，定義信號參數和測試數據

　　模型分析和診斷工具來保證模型的一致性，確定模型中的錯誤

啟動

　　1、在MATLAB命令窗口中輸入simulink

　　結果是在桌面上出現一個稱為Simulink Library Browser的窗口，在這個窗口中列出了按功能分類的各種模塊的名稱。

　　當然用戶也可以通過MATLAB主窗口的快捷按鈕來打開Simulink Library Browser窗口。

　　2、在MATLAB命令窗口中輸入simulink3

　　結果是在桌面上出現一個用圖標形式顯示的Library :simulink3的Simulink模塊庫窗口。

　　兩種模塊庫窗口界面只是不同的顯示形式，用戶可以根據各人喜好進行選用，一般說來第二種窗口直觀、形象，易于初學者，但使用時會打開太多的子窗口。

模塊介紹

　　SIMULINK模塊庫按功能進行分類，包括以下8類子庫：

　　Continuous（連續模塊）

　　Discrete（離散模塊）

　　Function&Tables（函數和平臺模塊）

　　Math（數學模塊）

　　Nonlinear（非線性模塊）

　　Signals&Systems（信號和系統模塊）

　　Sinks（接收器模塊）

　　Sources（輸入源模塊）

　　連續模塊（Continuous） continuous.mdl

　　Integrator：輸入信號積分

　　Derivative：輸入信號微分

　　State-Space：線性狀態空間系統模型

　　Transfer-Fcn：線性傳遞函數模型

　　Zero-Pole：以零極點表示的傳遞函數模型

　　Memory：存儲上一時刻的狀態值

　　Transport Delay：輸入信號延時一個固定時間再輸出

　　Variable Transport Delay：輸入信號延時一個可變時間再輸出

　　離散模塊（Discrete） discrete.mdl

　　Discrete-time Integrator：離散時間積分器

　　Discrete Filter：IIR與FIR濾波器

　　Discrete State-Space：離散狀態空間系統模型

　　Discrete Transfer-Fcn：離散傳遞函數模型

　　Discrete Zero-Pole：以零極點表示的離散傳遞函數模型

　　First-Order Hold：一階采樣和保持器

　　Zero-Order Hold：零階采樣和保持器

　　Unit Delay：一個采樣周期的延時

　　Function&Tables（函數和平臺模塊） function.mdl

　　Fcn：用用戶自定義的函數（表達式）進行運算

　　MATLAB Fcn：利用matlab的現有函數進行運算

　　S-Function：調用自編的S函數的程序進行運算

　　Look-Up Table：建立輸入信號的查詢表（線性峰值匹配）

　　Look-Up Table(2-D)：建立兩個輸入信號的查詢表（線性峰值匹配）

　　Math（數學模塊） math.mdl

　　Sum：加減運算

　　Product：乘運算

　　Dot Product：點乘運算

　　Gain：比例增益運算

　　Math Function：包括指數函數、對數函數、求平方、開根號等常用數學函數

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

　　MinMax：最值運算

　　Abs：取絕對值

　　Sign：符號函數

　　Logical Operator：邏輯運算

　　Relational Operator：關系運算

　　Complex to Magnitude-Angle：由復數輸入轉為幅值和相角輸出

　　Magnitude-Angle to Complex：由幅值和相角輸入合成復數輸出

　　Complex to Real-Imag：由復數輸入轉為實部和虛部輸出

　　Real-Imag to Complex：由實部和虛部輸入合成復數輸出

　　Nonlinear（非線性模塊） nonlinear.mdl

　　Saturation：飽和輸出，讓輸出超過某一值時能夠飽和。

　　Relay：滯環比較器，限制輸出值在某一范圍內變化。

　　Switch：開關選擇，當第二個輸入端大于臨界值時，輸出由第一個輸入端而來，否則輸出由第三個輸入端而來。

　　Manual Switch：手動選擇開關

　　Signal&Systems（信號和系統模塊） sigsys.mdl

　　In1：輸入端。

　　Out1：輸出端。

　　Mux：將多個單一輸入轉化為一個復合輸出。

　　Demux：將一個復合輸入轉化為多個單一輸出。

　　Ground：連接到沒有連接到的輸入端。

　　Terminator：連接到沒有連接到的輸出端。

　　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：將輸出寫入MATLAB的工作空間。

　　To File(.mat)：將輸出寫入數據文件。

　　Sources（輸入源模塊） sources.mdl

　　Constant：常數信號。

　　Clock：時鐘信號。

　　From Workspace：來自MATLAB的工作空間。

　　From File(.mat)：來自數據文件。

　　Pulse Generator：脈沖發生器。

　　Repeating Sequence：重復信號。

　　Signal Generator：信號發生器，可以產生正弦、方波、鋸齒波及隨意波。

　　Sine Wave：正弦波信號。

　　Step：階躍波信號。

　　Ramp: 斜坡信號。