SIMULINK模块库详细介绍.ppt
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1、 陈桂明等陈桂明等.应用应用MATLAB建模与仿建模与仿真真.科学出版社,科学出版社,2001 操作 双击 MATLAB 图标 1一 进入 MATLAB 环境1 结果 进入 MATLAB 命令窗口 Simulink 模块库运行 二 进入 SIMULINK 环境 操作 单击 SIMULINK 图标 操作 或 键入 SIMULINK 操作 双击“新建”图标1结果 打开 simulink 工作窗, 默认名 untitled 1结果 打开 Library 模块库窗口 模块库有关项目SIMULINK 图库目录SIMULINK 图库中 含连续部分的图元其它类图库点击模块库前面的“+”号图标展开列出库中图元
2、 Simulink 模块库概述(1)Sources模块库,为仿真提供各种信号源;(2)Sinks模块库,为仿真提供输出设备元件;(3)Continuous模块库,为仿真提供连续系统; (4)Discrete模块库,为仿真提供离散元件;(5)Math模块库,提供数学运算功能元件;(6)Function&Tables模块库,自定义函数和线形插值查表模块库;(7)Nonlinear模块库,非连续系统元件;(8)Signals&System 模块库,提供用于输入、输出和控制的相关信号及相 关处理;(9)Subsystems模块库,各种子系统;Simulink 模块库Source模块功能In1子系统输入
3、Constant生成一个常量值Signal Generator生成变化的波形Ramp生成一连续递增或递减的信号Sine Wave生成正弦波Step生成一阶跃函数Repeating Sequence生成一重复的任意信号Pulse Generator生成有着规则间隔的脉冲Chirp Signal产生一个频率递增的正弦波Ground接地Clock提供仿真时间Digital Clock提供给定采样频率的仿真时间From File从文件读取数据From Workspace从工作空间的矩阵中读取数据Random Number生成正态分布的随机信号Uniform Random Number生成均匀分布的随机
4、数Band-Limited White Noise给连续系统引入白噪声模块功能为子系统或外部输入创建输入端口。模块说明该模块将输入信号从一个系统的外部引入到系统的内部。Simulink按照规则来指定Inport端口的编号。模块数据类型该模块接受任何类型的实数或复数值信号。模块参数对话框Port number:端口数;Port dimensions:端口维数;Sample time:采样时间;Data type:数据类型;Signal type:信号类型;Interpolate data:插值数据;选择插值或外推方法,对从文件读取数据有用。Simulink 模块库SourceSimulink 模
5、块库Source模块功能生成一常量模块说明Constant 模块生成一个与时间无关的指定的实数或复数值。模块数据类型数据类型与模块参数Constant value 一样模块参数对话框常数值(Constant value)参数是该模块的输出,它可以是具体数值或常量名。Simulink 模块库Source模块功能生成不同波形模块说明Signal Generator 模块能够产生三种不同波形:正弦波、方波和锯齿波;信号参数单位可以为Hz或者rad/s。模块数据类型双精度型实数值信号模块参数对话框Wave form:波形,sine(正弦)、 square (方波)、sawtooth(锯齿b;rando
6、m(随机波形)Amplitude:幅度,信号的幅度Frequency:频率,信号的频率Units:单位,Hertz和rad/secSimulink 模块库Source模块功能产生连续增大或减小的信号模块说明Ramp 模块生成一从指定时间和大小开始,以一定的速率增大或减小的信号。模块数据类型输出双精度类型信号模块参数对话框Slope:斜率,产生信号的变化率Start time:信号开始产生的时间Initial output:信号初始值Simulink 模块库Source模块功能产生一个正弦波模块说明Sine Wave 提供连续或离散形式的正弦波。模块数据类型双精度类型实数信号模块参数对话框Amp
7、litude:信号的幅度Frequency:信号的频率( rad/sec )Phase:信号的相位(rad)Sample time:采样周期(0:连续;0:离散采样时间;-1:工作模式与接受信号模式相同)y= Amplitudesin(Frequency time+Phase)Simulink 模块库Source模块功能产生一个阶跃信号模块说明Step 提供在指定时间处在两个可定义的水平间的阶跃。模块数据类型双精度类型实数信号模块参数对话框Step time:发生阶越变化的时间(s)Initial value:从开始仿真达到Step time时的模块输出值Final value:仿真超过Ste
8、p time后的输出值Sample time:阶越采样率当仿真时间小于Step time,则输出Initial value;当仿真时间大于或等于Step time输出Final value.Simulink 模块库Source模块功能产生重复的任意信号模块说明Repeating Sequence模块可生成随时间变化的重复信号。波形任意指定,当仿真达到Time values 向量中的最大时间值时,信号开始重复。模块数据类型双精度类型实数信号模块参数对话框Time values:单调增加的时间向量(s)Output values:与Time values对应的输出向量Simulink 模块库Sou
9、rce模块功能以一定的间隔生成脉冲模块说明Pulse Generator模块以一定的间隔产生一系列的脉冲。模块数据类型双精度类型实数信号模块参数对话框Amplitude:脉冲幅度Period:脉冲周期(s)Pulse Width:脉冲宽度(占整个周期的百分比)Phase delay:脉冲产生开始前的时间延迟(s)Simulink 模块库Source模块功能产生一频率递增的正弦波信号模块说明Chirp模块产生一频率随时间线性递增的正弦波信号,可以用该模块进行非线性系统的频普分析。模块数据类型双精度类型实数信号模块参数对话框Initial frequency:信号的初始频率Target time:
10、频率达到目标频率的时间值,在该时间后,频率以相同的速率连续改变Frequency at target time:在目标时间的频率Simulink 模块库Source模块功能显示并提供仿真时间模块说明Clock模块在每一仿真步,输出当时的仿真时间。当该模块被打开时,这一时间将显示在窗口中。在打开该模块的情况下仿真会减慢仿真速度。它对需要仿真时间的模块来说很有用处。模块数据类型双精度类型实数信号模块参数对话框Display time:使用该复选框,在模块图标旁显示当前仿真时间,并改变其图标的外观Decimation:时间更新获取的增量,可以是任意正整数,如取值为1000,固定积分步为1ms,则时钟
11、将每隔1s更新一次。Simulink 模块库Source模块功能以指定采样时间间隔输出仿真时间模块说明Digital Clock模块仅仅输出指定采样时间间的仿真时间。在其它时间,输出保持为先前的值。在离散系统中,需要当前时间,应采用该模块,而不是Clock。模块数据类型双精度类型实数信号模块参数对话框Sample time:采样时间间隔。Simulink 模块库Source模块功能从文件读数据模块说明From File模块从指定的文件读取数据作为其输出。模块的图标中显示了提供数据的文件名。文件名必须包含一个两行或两行以上的矩阵,第一行应是单调递增的时间点,其它行是与之对应的数据点。模块数据类型
12、双精度类型实数信号模块参数对话框File name:输入数据的文件名。Sample time:从文件中读去数据的采样率Simulink 模块库Source模块功能从文件读数据模块说明From Workspace模块从Matlab工作空间读取数据。模块的Data参数指定工作空间的数据,由包含信号值和时间步表的矩阵或结构的Matlab计算表达式来指定。其矩阵或结构的格式与工作空间中输入的数据是 一致的。模块的图标显示了Data参数的表达式。模块数据类型任何类型实数或复数信号模块参数对话框Data:包含仿真时间和相应信号的数值表。如果所需的信号-时间矩阵或结构已经存在于工作空间中,则只需要输入矩阵名
13、称。Sample time:从工作空间读取数据的采样率Form output after final data value by:在数据超过Data的末尾时所输出的值。Extrapolate外插数据SettingToZero置零HoldingFinalValue保持为最后一个值CyclicRepetition重复读数据,仅适用于没有时间的结构Simulink 模块库Source模块功能生成正态分布的随机数模块说明Random Number模块生成正态分布的随机数,每次仿真开始,种子被置为指定值。应避免对随机信号进行积分。如果需要,用Band-Limited Noise模块代替。模块数据类型双精
14、度类型实数信号模块参数对话框Mean:产生的随机数的平均值Variance:产生的随机数的方差Initial seed:随机数发生器开始的种子Sample time:采样的时间间隔Simulink 模块库Source模块功能生成均匀分布的随机数模块说明Uniform Random Number模块在指定的区间内,以起始种子,生成均匀分布的随机数。生成的随机序列是可重复的,只要种子和参数相同。模块数据类型双精度类型实数信号模块参数对话框Minimum:指定区间的最小值Maximum:指定区间的最大值Initial seed:随机数发生器开始的种子Sample time:采样周期Simulink
15、模块库Source模块功能给一个连续系统引入白噪声模块说明Band-Limited White Noise模块生成正态分布的随机数,它适用于连续或者混合系统。它以一定的采样率产生输出。模块数据类型双精度类型实数信号模块参数对话框Noise power:白噪声功率谱密度图的高度Sample time:噪声相关时间(理论上为0)Seed:发生随机数的开始种子。Simulink 模块库Sinks模块功能Display显示输入的值Scope显示仿真期间产生的信号Stop Simulation当输入为非零时停止仿真To File向文件中写数据To Workspace 向工作空间中的矩阵写入数据XY Gr
16、aph使用MATLAB的图形窗口显示信号的X-Y图Simulink 模块库Sinks模块功能显示输入的值模块说明Display模块显示输入的值。可以通过选择Format选项来控制显示的格式。模块数据类型任意数据类型的实数或复数值信号。模块参数对话框Format:指显示数据的格式,缺省为shortDecimation:指显示数据的频度,缺省值为1,显示每个输入点;Floating display:如果选中此核选框,模块的输出端入消失,可以将此模块作为浮动显示模块。Sample time:显示点采样时间。Simulink 模块库Sinks模块功能显示仿真时产生的信号。模块说明Scope模块显示输入
17、关于仿真时间的图形,模块接收一个输入并且能够显示多个信号的图形。如果信号是连续的, Scope生成由点连成的图形,如果信号是离散的, Scope生成阶梯图。Scope提供工具条按钮,可以缩放显示的数据,可以显示所有的数据,可以将一个仿真中坐标轴的设置保存给下一个仿真,可以限制显示的数据;可以保存数据到工作空间。打印属性缩放X向缩放Y向缩放自动缩放保存坐标轴设置应用坐标轴设置浮动窗口Simulink 模块库Sinks通过属性按钮可改变坐标轴限,设置坐标轴数、时间范围、标记、采样参数以及保存选项。一般(General)参数:Number of axes:坐标轴数,在该数据域中设置Y轴数,Y轴独立,
18、但共用一个时间基准(X轴),坐标轴的个数等于输入端口的个数。 Time range:时间范围,通过输入一个数或auto到该域中来改变X轴限制。输入一个秒数值,则每个窗口显示相应秒数的数据量;输入auto,则设置X轴为仿真连续时间。Simulink 模块库Sinks一般(General)参数:Tick labels:刻度标记,可以选择刻度标记于所有坐标轴、一个坐标轴或底部坐标轴,也可不作刻度标记。 Floating scope:浮动显示,能够显示一条或多条信号线上的信号。Sampling:抽样,可选择Decimation或Sample time选项,其缺省项为Decimation,缺省值为1,若
19、选择Sample time,可输入采样时间,缺省值为0。Simulink 模块库SinksData history:Limit rows to last:持续极限行,Scope依赖其数据历史记录来缩放或自动缩放。 Save data to workspace:保存数据至工作空间,勾选此项可在仿真结束时自动保存Scope采集的数据。Variable name:变量名,必须是模型中使用的各种变量标识中唯一的。Format:格式,数据可以保存的格式有三种:矩阵(Matrix),结构(Structure),具有时间的结构(Structure with time)。矩阵形式只用于具有一个坐标轴的Scop
20、e对于多坐标轴,要使用结构形式。Simulink 模块库Sinks模块数据类型该模块接受实数值信号,包括任意类型的同性质向量。模块特点采样时间从驱动模块继承,也可以设置;状态0打印属性缩放X向缩放Y向缩放自动缩放保存坐标轴设置应用坐标轴设置浮动窗口Simulink 模块库Sinks模块功能当输入为非0值时停止仿真。模块说明仿真在终止之前完成当前时间步的计算。如果该模块的输入是向量,任何非0的向量元素都会导致仿真停止。模块数据类型该模块接受双精度类型实数信号。模块参数对话框如右图所示。Simulink 模块库Sinks模块功能将数据写到文件。模块说明该模块将其输入写到MAT文件中的矩阵,把每个时
21、间步写成一列,第一行是仿真时间,该列中剩余的行是输入的数据,输入向量中每一元素占一数据点。模块数据类型该模块接受双精度类型实数信号。模块参数对话框Filename:文件名,指定放矩阵的MAT文件的名称;Variable name:变量名,指文件中包含的矩阵的名字;Decimation:抽样,指抽样因子,缺省值为1;Sample time:采样时间,采集数据点的采样时间;Simulink 模块库Sinks模块功能将数据写到工作空间。模块说明该模块将其输入写到工作空间中,该模块写其输出到由参数变量名指定的矩阵或结构中。参数保存格式确定输出格式。模块数据类型该模块可以保存任何实数或复数类型的数据到M
22、ATLAB工作空间。模块参数对话框Variable name:变量名,存放数据的矩阵名;Limit data points to last:持续极限数据点数;Decimation:抽样,指抽样因子,缺省值为1;Sample time:采样时间,采集数据点的采样时间;Save format:保存格式,有三个选项:具有时间的结构、结构和矩阵。缺省为结构。Simulink 模块库Sinks模块功能使用MATLAB的图形窗口显示信号的X-Y图。模块说明该模块有两个标量输入,模块绘制第一个输入的数据(X轴方向)对第二个输入的数据(Y轴方向)的曲线图。该模块对于检验两状态的数据是有用的。超过制定范围的数据
23、将不显示。模块数据类型该模块接受双精度类型实数信号。模块参数对话框x-min:x轴最小值;缺省值为-1;x-max:x轴最大值;缺省值为1;y-min:y轴最小值,缺省值为-1;y-max:y轴最大值,缺省值为1;Sample time:采样时间,缺省为-1,即采样时间由其驱动模块决定。Simulink 模块库Discrete模块功能Discrete Filter实现IIR和FIR滤波器Discrete State-Space实现用离散状态方程描述的系统Discrete Transfer Fcn 实现离散传递函数Discrete Zero-Pole实现以零极点形式描述的离散传递函数First-
24、Order Hold实现一阶采样保持Unit Delay将信号延迟一个采样周期Zero-Order Hold实现一个采样周期的零阶保持Simulink 模块库Discrete模块功能实现IIR或FIR滤波器。模块说明该模块实现无限脉冲相应(IIR)和有限脉冲相应(FIR)滤波器。可以使用Numerator和Denominator参数以向量的形式制定分子和分母的升幂多项式的系数。分母的阶数必须大于或者等于分子的阶数。模块数据类型该模块接受和输出双精度类型实数信号。模块参数对话框Numerator:分子系数向量;缺省值为1;Denominator:分母系数向量;缺省值为1 0.5;Sample t
25、ime:采样时间,缺省值为1。Simulink 模块库Discrete模块功能实现用离散的状态方程给出的系统。模块说明该模块接受一个输入并且产生一个输出。输入向量的宽度由矩阵B和D的列数确定,输出向量的宽度由矩阵C和D的行数确定。模块数据类型该模块接受和输出双精度类型实数信号。模块参数对话框A B C D:系数矩阵;Initial condition:初始条件;缺省为0;Sample time:采样时间,缺省值为1。)()()()()() 1(nDunCxnynBunAxnxSimulink 模块库Discrete模块功能实现一个信号的离散时间积分。模块说明通过该模块可以定义初始状态、输出模块
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