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第1章 Simulink 仿真环境

通过本章的学习，读者将获得以下知识：

� 理解 Simulink 的概念及其应用；

� 掌握如何使用 Simulink 搭建系统模型及其特点；

� 掌握如何使用 Simulink 进行系统仿真并进行调试。

在学习本章时，读者既可按照作者介绍的先后顺序去逐步深入了解，也可以先通过第 7.2 节或第

7.11 节的学习来掌握 Simulink 建模的大概过程和基本步骤，然后再通过学习其他小节的内容来掌

握建模过程中的各种具体的操作细节和一些仿真计算的理论问题。

7.1 Simulink 概述

下面先向读者介绍一个非常简单的示例，旨在使读者在进行深入学习之前先对 Simulink

有一个感性的认识。

【创建模型目的】：计算两个不同频率正弦函数相加后再积分的结果，并显示结果的波形。

【创建模型的步骤】：

� 在 MATLAB7.0 界面窗口选择 File→New→Model 菜单项，弹出如图 7-1 和图 7-2 所示的

窗口；

� 在如图 7-1 所示窗口左边选中 Sources 库，然后在右边选 Sine Wave 模块并按住鼠标左键

不放，将它拖到如图 7-2 所示的窗口中。重复该操作添加第二个 Sine Wave 模块；

按上一步中的方法向图 7-2 的窗口中添加 Math Operations 库中的 Add 模块、Continuous 库

中的 Integrator 模块和 Sinks 库中的 Scope 模块；

图 7-1 Simulink 模块库浏览器图 7-2 新建模型窗口

MATLAB 7.0 从入门到精

通

7.1.1

Simulink 的概念

Simulink 是 MATLAB 提供的实现动态系统建模和仿真的一个软件包，它是 MATLAB 的一

个重要组成部分，而且具有相对独立的功能和使用方法。它支持线性和非线性、连续时间系

统、离散时间系统、连续和离散混合系统建模，且系统可以是多进程的。

Simulink 的一个突出特点是它支持图形用户界面（GUI），模型由模块组成的框图来表示。用户

建模通过简单的单击和拖动鼠标的动作就能完成。如果把建模比做建造房子，那么采用高级语言或

MATLAB 语言直接编写仿真程序的方式来构建模型就好比是从一堆沙子开始来建房子，这种

方式不但麻烦容易出错，而且有许多重复操作，建造者的主要精力不是放在房子的结构设计上

，而是浪费在如何将沙子变成砖块以及如何将它们组合起来等技术性的问题上，这显然不利于

设计者去设计出更多有创造性的结构。在计算机仿真里，就等于设计者把精力放在具体算法的

实现上，而不是模型和算法设计本身。Simulink 通过自带的模块库（如图 7-1 所示）为用户提

供多种多样的基本功能模块，用户可以直接调用这些模块，而不必从最基本的做起。这样就可

以让设计者把精力放在更为重要的更具创造性的算法和模块结构的设计上来。

Simulink 的每个模块对于用户来说都相当于一个“黑匣子”，用户只需知道模块的输入和输出以

及模块功能即可，而不必管模块内部是怎么实现的。因此，用户使用 Simulink 进行系统建模的任务就

是如何选择合适的模块并把他们按照自己的模型结构连接起来，最后进行调试和仿真。如果仿

真结果不满足要求，可以改变模块的相关参数再运行，直到结果满足要求为止。至于在仿真时

各个模块是如何执行的、各模块间是如何通信的、仿真的时间是如何采样的以及事件是如何驱

动的等细节问题，用户都不用去管，因为这些事情 Simulink 都解决了。如何添加和删除模块、如

何连接各个模块以及如何修改模块的参数和属性等问题将在本章后面的各小节会陆续给予详

细的介绍。

Simulink 最新版本是 Simulink6.0（包含在 MATLAB7.0 里），启动 Simulink 有 3 种方式。

� 在 MATLAB 7.0 的命令窗口直接键入“>>Simulink”命令；

� 用鼠标左键单击 MATLAB 7.0 工具条上的 Simulink 按钮；

� 在 MATLAB 7.0 菜单上选择“File→New→Model”选项。

运行后会弹出如图 7-1 所示的 Simulink 模块库浏览器窗口，使用第 3 种方式打开时还会弹

出如图 7-2 所示的新建模型窗口。单击图 7-1 工具条左边的图标（建立新模型）也会弹

出如图 7-2 所示的窗口。

和 Windows 窗口类似，在 Simulink 的模块窗口和模块库窗口的“View”菜单下选择或取

消“Toolbar”和“Status Bar”选项，就可以显示或隐藏工具条和状态条。在进行仿真过程中，

模型窗口的状态条会显示仿真状态、仿真进度和仿真时间等相关信息。

7.1.2

Simulink 的工作环境

按照第 7.1.1 节介绍的方法启动 Simulink 后，就可以看到如图 7-1 所示的 Simulink 模块库

浏览器。在建模的过程中会经常对它进行操作，下面介绍该界面各个部分的用途，如图 7-6

–250–

注意：本章是以Simulink 6.0 版为例进行介绍的。

MATLAB 7.0 从入门到精

通

图 7-7 “Preferences”对话框图 7-8 模型报告文件

2. “Edit”菜单

“Edit”菜单中各选项的名称与功能如表 7-2 所示。

表 7-2 “Edit”菜单

主要子菜单

功能

Copy Model to Clipboard

把模型当图片拷贝下来

Explore

打开模型浏览器，当有模块被选中时才可用

Block Properties

打开模块属性对话框，当有模块被选中时才可用

<Blockname> Parameters

打开模块参数设置对话框，当有模块被选中时才可用

Create Subsystem

创建子系统，当有模块被选中时才可用

Mask Subsystem

封装子系统，当有子系统被选中时才可用

Look under Mask

查看子系统内部构成，当有子系统被选中时才可用

Signal Properties

设置信号属性，当有信号被选中时才可用

Edit Mask

编辑封装，当有子系统被选中时才可用

Subsystem Parameters

打开子系统参数设置对话框，当有子系统被选中时才可用

Mask Parameters

封装好的子系统的参数设置，当有被封装过的子系统被选中时才可用

3. “View”菜单

该菜单的内容较多，但大部分命令都很容易理解掌握。其中“Model Browser Options”、 “Block

Data Tips Optioons”和“Port Values”用于设置在鼠标指针移到某一模块时有没有模块及其端口的

相关提示信息，菜单的子选项用于选择在提示信息中显示哪些内容。“View”菜单中各主要选项

具体的名称与功能如表 7-3 所示。

表 7-3 “View”菜单

主要子菜单

功能

Block Data Tips Optioons

用于设定在鼠标指针移到某一模块时是否显示模块的相关提示信息（如

模块名、模块参数名及其值和用户子定义描述字符串）

Library Browser

打开如图 7-1 所示的模型库浏览器

Port Values

设置如何通过鼠标操作来显示模块端口的当前值

Model Explorer

打开如图 7-9 所示的模型资源管理器，将模块的参数设置、仿真参数设

置以及解法器选择、模块的各种信息等集成到一个界面来设置

–252–

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