1、 1浅谈 SIMULINK 仿真的应用系 别 物理与电信工程系 专 业 电子信息工程 班 级 09（1）班 姓 名 王 猛 日 期 2011 年 6月 6日 2目 录摘 要 3引 言 3一 、 Simulink 仿 真 在 控 制 系 统 中 的 应 用 4、5二、S imulink 仿 真 在 数 学 计 算 中 的 应 用 6三、S imulink 仿 真 在 计 算 中 的 应 用 7四、结束语8七、参考文献83摘 要计算机已应用到人类生活的各个方面。利用计算机对控制系统进行仿真和分析。MATLAB 作为面向科学与工程计算的高级语言。特别是以 MATLAB/Simulink环境为基础的实
2、用工具箱（如控制系统工具箱、通信模块工具箱、数字信号处理模块工具箱、非线性控制模块工具箱、定点处理模块工具箱、状态流、系统辨识工具箱、神经网络模块工具箱、模糊工具箱等） 。MATLAB在工程技术上的重要应用是它的强大的系统建模和仿真能力。1关键字：S imulink； 仿 真 ； 应 用引言：Simulink 是 MATLAB 最 重 要 的 组 件 之 一 ， 它 提 供 一 个 动 态 系 统 建 模 、 仿 真 和 综 合 分 析的 集 成 环 境 。 在 该 环 境 中 ， 无 需 大 量 书 写 程 序 ， 而 只 需 要 通 过 简 单 直 观 的 鼠 标 操 作 ， 就 可 构造
3、 出 复 杂 的 系 统 。 Simulink 具 有 适 应 面 广 、 结 构 和 流 程 清 晰 及 仿 真 精 细 、 贴 近 实 际 、 效 率高 、 灵 活 等 优 点 ， 并 基 于 以 上 优 点 Simulink 已 被 广 泛 应 用 于 控 制 理 论 和 数 字 信 号 处 理 的复 杂 仿 真 和 设 计 。 同 时 有 大 量 的 第 三 方 软 件 和 硬 件 可 应 用 于 或 被 要 求 应 用 于 Simulink。 Simulink 是 MATLAB 中 的 一 种 可 视 化 仿 真 工 具 ， 是 一 种 基 于 MATLAB 的 框 图 设 计 环
4、境 ，是 实 现 动 态 系 统 建 模 、 仿 真 和 分 析 的 一 个 软 件 包 ， 被 广 泛 应 用 于 线 性 系 统 、 非 线 性 系 统 、数 字 控 制 及 数 字 信 号 处 理 的 建 模 和 仿 真 中 。 Simulink 可 以 用 连 续 采 样 时 间 、 离 散 采 样 时 间或 两 种 混 合 的 采 样 时 间 进 行 建 模 ， 它 也 支 持 多 速 率 系 统 ， 也 就 是 系 统 中 的 不 同 部 分 具 有 不 同的 采 样 速 率 。 为 了 创 建 动 态 系 统 模 型 ， Simulink 提 供 了 一 个 建 立 模 型 方
5、块 图 的 图 形 用 户 接口 (GUI) ， 这 个 创 建 过 程 只 需 单 击 和 拖 动 鼠 标 操 作 就 能 完 成 ， 它 提 供 了 一 种 更 快 捷 、 直 接明 了 的 方 式 ， 而 且 用 户 可 以 立 即 看 到 系 统 的 仿 真 结 果 。 Simulink是 用 于 动 态 系 统 和 嵌 入 式 系 统 的 多 领 域 仿 真 和 基 于 模 型 的 设 计 工 具 。 对各 种 时 变 系 统 ， 包 括 通 讯 、 控 制 、 信 号 处 理 、 视 频 处 理 和 图 像 处 理 系 统 ， Simulink 提 供了 交 互 式 图 形 化 环
6、 境 和 可 定 制 模 块 库 来 对 其 进 行 设 计 、 仿 真 、 执 行 和 测 试 。 . 构 架 在 Simulink 基 础 之 上 的 其 他 产 品 扩 展 了 Simulink 多 领 域 建 模 功 能 ， 也 提 供 了 用于 设 计 、 执 行 、 验 证 和 确 认 任 务 的 相 应 工 具 。 Simulink 与 MATLAB 紧 密 集 成 ， 可 以直 接 访 问 MATLAB 大 量 的 工 具 来 进 行 算 法 研 发 、 仿 真 的 分 析 和 可 视 化 、 批 处 理 脚 本 的 创 建 、建 模 环 境 的 定 制 以 及 信 号 参 数
7、 和 测 试 数 据 的 定 义 。 2 一、S imulink 仿 真 在 控 制 系 统 中 的 应 用 3基于 Simulink环境的控制系统的设计步骤为：4（1） 根据系统的实际情况建立数学模型；（2） 用 MATLAB的函数工具对该模型求解；（3） 建立 Simulink模型，进行仿真并分析结果（4） 把结果反馈到控制系统的设计上。Simulink 模型通常由三部分组成：输入信号源（Source） 、系统（System） 、接收模块（Sink）组成，如图 1所示。1一个连续系统的仿真实现实例在 MATLAB的 Simulink基本模块中，包含有 9个子模块库，分别是连续系统(Cont
8、inuous)、非连续系统(Discontinuous)、离散系统(Discrete)、查阅表(Look-up Tables)、数学运算(Math Openations)、模型确认(Model Verification)、宽模型功能(Model-wideUtilities)、信号线路安排(Signals Routing)、接收模块(Sinks)、输入信号源(Sources)和端口与子系统(Ports (用正弦波发生器Sine Wave)双击图标出现相应的模块参数框, 可在其中设置参数.Sine Wave中Phase(相位)为pi/2, 实际为cost; Sine Wave1中Phase为0.6
9、(2 x=cost,y= t x(t)dt; (用正弦波发生器Sine Wave和积分器IntegratorSine Wave中Phase(相位)为pi/2, 实际为cost; Integrator中Initial condition(初始值)为0. XY Graph中, x的范围为1.51.5, y的范围为 1.21.2. (2) (用状态空间State-Space)State-Space中, A=0,1;1,0, B=0;0, C=1,0;0,1, D=0;0. Initial conditions为1;0.双击XY Graph图标, 可定x的范围为1.51.5, y的范围为1.21.2.
10、 Scope的y刻度可右击示波器刻度区出现对话框, 进入AxesPropeties窗口确定. 7三、S imulink 仿 真 在 计 算 中 的 应 用 4例：食饵-捕食者模型:设食饵(如鱼, 兔等)数量为 x(t), 捕食者(如鲨鱼, 狼等)数量为 y(t), 有设 x=1, d= 0.5, a= 0.1, b= 0.02, x(0) = 25, y(0) = 2. 求 x(t), y(t)和 y(x)的图形用 Simulink8显示结果如下：四、结束语基于 MATLAB/Simulink环境的仿真分析方法，通过 Simulink工具箱所提供的基本模块，对各种对象进行连线和正确设置参数，不
11、需要编程，就能很容易实现对控制系统、数学、计算等的仿真模拟，实现计算机辅助设计。该方法从系统建模到系统的分析和仿真，全过程都是可视化操作，对于提高控制系统的设计效率和设计质量，都有着重要的作用。目前已广泛应用于电力系统、数学、计算等各方面的设计中。五、参考文献：1 黄忠霖. 控制系统 MATLAB计算及仿真，国防工业出版社，2001.2 施阳等. MATLAB 语言精要及动态仿真工具 SIMULINK，西北工业大学出版社，1997.3 薛定宇等. 基于 MATLAB/Simulink的系统仿真技术和应用，清华大学出版社，2002.4 simulink仿真实例，百度文库，20095 曹戈等. MATLAB 教程及实例,机械工业出版社,2008
