simulink仿真教程

### Simulink仿真教程知识点详解 #### 一、Simulink简介及计算机仿真基础 **1.1 动态系统的计算机仿真** - **系统与模型** - **系统**: 指具有特定功能且各部分相互关联作用的整体，涵盖了工程系统（如控制系统、通信系统）和非工程系统（如股市系统、生物系统）。 - **系统模型**: 对实际系统的抽象描述，反映了系统的主要特征和运动规律。模型分为实体模型和数学模型两大类。 - **实体模型**: 依据相似性原理建立的物理模型，如建筑模型。 - **数学模型**: 包括原始系统数学模型和仿真系统数学模型。前者是对系统的原始数学描述；后者则更侧重于适应计算机运算需求的模型。 - **计算机仿真** - 定义: 一种基于相似性原理、控制论、信息技术等多学科知识的技术，借助计算机和物理设备对真实系统进行实验。 - 分类: - **实物仿真**: 建立实体模型来模拟实际系统的状态变化，直观但灵活性低。 - **数学仿真**: 通过编程实现数学模型在计算机上的运行，灵活性高，适用于难以建立精确物理模型的情况。 - **半实物仿真**: 结合物理模型、数学模型和实际实体，提高仿真的准确性和可信度。 - **计算机仿真**: - 特点: 可应用于产品的整个研发过程，从方案设计到故障分析等。 - 应用: 如飞行员训练模拟器等。 **1.2 仿真的三要素** - **系统、模型和计算机**是计算机仿真的三个基本要素。 - **模型建立**、**仿真模型建立**（二次建模）、**仿真试验**是实现仿真的基本步骤。 - 建立系统的数学模型。 - 设计算法，将模型转化为计算机程序。 - 运行程序，基于结果调整模型。 #### 二、Simulink与建模仿真 **1.3 Simulink概述** - **Simulink**: - MATLAB的一个附加组件，用于构建和仿真动态系统（包括连续、离散和混合系统）。 - 易于使用，可利用MATLAB提供的广泛资源。 - **应用领域**: - 通讯与卫星系统。 - 航空航天系统。 - 生物系统。 - 控制系统。 - 金融系统等。 **1.3.3 Simulink应用举例** - 示例: 在MATLAB命令窗口中输入`dblcart1`打开双质量弹簧系统模型。 - 系统名称: `DoubleMass-SpringSystem`。 - 交互操作: 使用“Start”按钮启动仿真，使用“Stop”按钮停止仿真。 #### 三、Simulink的工作原理与使用方法 **2.1 Simulink的基本组件** - **模块库**: 提供了各种预定义模块，如信号源、运算模块等。 - **模型**: 由多个模块连接而成的图形表示，描述了系统的结构和行为。 **2.2 创建模型** - **步骤**: 1. 打开Simulink环境。 2. 从模块库中选择所需的模块。 3. 将模块放置在模型窗口中。 4. 使用连线连接各个模块。 5. 设置参数。 6. 运行仿真。 **2.3 模型基本结构** - **信号流图**: 描述了数据在各个模块间的流动路径。 - **子系统**: 将复杂系统分解成多个小系统，便于管理和调试。 - **条件分支**: 实现逻辑控制，如选择不同的路径进行数据处理。 #### 四、Simulink仿真技巧与高级应用 - **技巧**: - 利用条件语句和循环结构实现复杂的逻辑。 - 使用自定义模块扩展功能。 - **高级应用**: - 多域仿真: 同时处理多个不同类型的系统（如机械、电子）。 - 半实物仿真: 结合物理硬件和仿真模型，提高仿真精度。 - 实时仿真: 在实时操作系统中运行仿真，用于实时控制和测试。 通过以上内容的学习，我们可以深入了解Simulink及其在各种应用场景中的强大功能。无论是初学者还是经验丰富的工程师，都能从中获益匪浅。