Simulink 快速入门（二）--创建简单模型

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打开新模型

打开 Simulink Library Browser

将模块添加到模型

连接模块

添加信号查看器

运行仿真

优化模型

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        可以使用 Simulink® 来对系统建模，然后仿真该系统的动态行为。本教程中创建简单模型所使用的基本方法也适用于创建更复杂的模型。该示例对简化的汽车运动进行仿真。当踩下油门踏板时，汽车通常处于行进状态。松开踏板后，汽车怠速并停下来。

        Simulink 模块是定义模块输入和模块输出之间数学关系的模型元素。要创建这个简单模型，需要四个 Simulink 模块。如表所示：

模块名称	模块目的	模型目的
Pulse Generator	为模型生成输入信号	表示加速踏板
Gain	将输入信号乘以常量值	计算踩下加速踏板后如何影响汽车的加速度
Integrator, Second-Order	将输入信号积分两次	根据加速度计算汽车位置
Outport	指定一个信号作为模型的输出	指定汽车位置做为模型的输出

打开新模型

使用 Simulink Editor 构建模型。

1. 启动 MATLAB®。在 MATLAB 工具条上，点击 Simulink 按钮 ，如图所示：

2.点击 Blank Model 模板

        Simulink Editor 打开，如图所示：

3.从 Simulation 选项卡中，选择 Save > Save as。在 File name 文本框中，输入模型的名称。例如，Simple_Model。点击 Save。模型使用文件扩展名 .slx 进行保存。

打开 Simulink Library Browser

        Simulink 在 Library Browser 中提供了一系列按功能分类的模块库。下面是大多数工作流常用的一些模块库：

• Continuous - 表示具有连续状态的系统的模块

• Discrete - 表示具有离散状态的系统的模块

• Math Operations - 实现代数和逻辑方程的模块

• Sinks - 存储并显示所连接信号的模块

• Sources - 生成模型的驱动信号值的模块

1. 在 Simulation 选项卡中，点击 Library Browser 按钮 ，如图所示：

2.将 Library Browser 设置为始终在其他桌面窗口前端。在 Simulink Library Browser 工具栏上，选择 Stay on top 按钮 。

        如果要浏览模块库，从左窗格中选择一个类别，然后选择一个功能区。要搜索所有可用的模块库，请输入搜索词。

        例如，查找 Pulse Generator 模块。在浏览器工具栏的搜索框中输入pulse，然后按 Enter。Simulink 将在模块库中搜索名称或说明中包含pulse的模块，然后显示这些模块。如图所示：

        获取模块的详细信息。右键点击 Pulse Generator 模块，然后选择 Help for the Pulse Generator block。Help 浏览器随即打开并显示该模块的参考页。模块通常有几个参数。可以通过双击该模块来访问所有模块参数，如图所示：                                 

将模块添加到模型

        要开始构建模型，请浏览库并添加模块。

1. 从 “Sources” 库中，将 Pulse Generator 模块拖到 Simulink Editor 中。模型中将出现 Pulse Generator 模块的副本，还有一个文本框用于输入 Amplitude 参数的值，输入 1，如图所示：

        参数值在整个仿真过程中保持不变。

2.使用相同的方法将以下模块添加到模型中

模块	库	参数
Gain	“Simulink/Math Operations”	Gain: 2
Integrator, Second-Order	“Simulink/Continuous”	Initial condition: 0
Outport	“Simulink/Sinks”	Port number: 1

        复制现有 Outport 模块，然后使用键盘快捷方式将其粘贴到另一个点，从而添加第二个 Outport 模块。模型现在已经包含需要的模块，如图所示：

连接模块

通过在输出端口和输入端口之间创建线条来连接模块。

1. 点击 Pulse Generator 模块右侧的输出端口

   该输出端口和所有适合连接的输入端口都将突出显示，如图所示：

2.点击 Gain 模块的输入端口。

        Simulink 用线条连接模块，并用箭头表示信号流的方向。

3.将 Gain block 的输出端口连接到 Integrator, Second-Order 模块的输入端口。

4.将 Integrator, Second-Order 模块的两个输出连接到两个 Outport 模块。

5.保存模型。在 Simulation 选项卡中，点击 Save 按钮。

        如图所示：

添加信号查看器

        要查看仿真结果，请将第一个输出连接到一个 Signal Viewer。点击信号。在 Simulation 选项卡中的 Prepare 下，点击 Add Viewer。选择 Scope。信号上会出现查看器图标，并打开一个示波器窗口。如图所示：

        添加scope，如图所示：

        可以随时通过双击该图标打开示波器。

运行仿真

        定义配置参数后，即可进行模型仿真。

1. 在 Simulation 选项卡中，通过更改工具栏中的值来设置仿真停止时间，如图所示：

        默认停止时间 10.0 适合此模型。此时间值没有单位。Simulink 中的时间单位取决于方程的构造方式。此示例对简化的汽车运动进行 10 秒的仿真 - 其他模型的时间单位可以是毫秒或年。

2.要运行仿真，请点击 Run 按钮 。

        仿真开始运行并在查看器中生成输出。                     

优化模型

        此示例使用现有模型 moving_car.slx，并基于此运动模型对接近传感器建模。在这种情况下，数字传感器用于测量汽车与 10 米（30 英尺）外的障碍物之间的距离。模型基于下列条件来输出传感器的测量值和汽车的位置值：

• 汽车在到达障碍物时会紧急刹车。

• 在现实世界中，传感器对距离的测量不够精确，从而导致随机数值误差。

• 数字传感器以固定时间间隔运行。

待续......