simulink簡介

一、系統建模

    Simulink提供了一套預定義模塊,加以組合即可創建詳細的系統框圖。Simulink 庫瀏覽器包含系統建模常用的模塊庫。其中包括:連續和離散動態模塊,如積分和單位延遲;算法模塊,如 Sum(加法)、Product(乘法)和 Lookup Table(查找表)等;結構模塊,如 Mux、Switch 和 Bus Selector 等,無論是使用這些模塊,還是將手寫 MATLAB、C、Fortran 或 Ada 代碼融合到模型時,均可構建自定義函數。借助于 Simulink 附加產品,可以加入航空、通信、PID 控制、控制邏輯、信號處理、視頻和圖像處理以及其他應用的專業化組件。有了附加產品,還可以利用機械、電氣和液壓組件來構建物理系統模型。Simulink 編輯器可用于全面控制模型中的內容和操作。例如,可以將命令和子菜單添加到編輯器和上下文菜單中。還可以使用一個掩碼來隱藏子系統內容并為子系統提供自己的圖標和參數對話框,以此將自定義接口添加到入子系統或模型中。

    Simulink 模型既包含含信號也包含參數。信號是由連接模塊的線條所表示的時變數據。參數是定義系統動態和行為的系數。

    Simulink 可用于確定以下信號和參數屬性:

    數據類型: 單精度、雙精度、有符號或無符號 8、16 或 32 位整數;布爾類型;枚舉類型;或定點類型。

    維度 : 標量、矢量、矩陣、N-D 或可變大小數組。

    復雜度: 實數或復數值。

    最大和最小范圍、初始值和工程單位。

    如果選擇不指定數據屬性,Simulink 則會通過傳播算法自動予以確定,然后執行一致性檢查,確保數據完整性。這些信號和參數屬性可以在模型或者單獨的數據字典中加以指定,隨后便可以通過模型資源管理器來組織、查看、以及修改和添加數據,而無需遍歷整個模型。

    二、模型仿真

    其可以對系統的動態行為進行仿真,并在運行仿真時查看結果。為確保仿真速度和精度,Simulink 提供了固定步長和可變步長 ODE 求解器、圖形化調試器以及模型探查器。求解器是利用模型中所含的信息來計算系統動態行為的數值積分算法。Simulink 提供的求解器可支持多種系統的仿真,其中包括任何規模的連續時間(模擬)、離散時間(數字)、混雜(混合信號)和多采樣率系統。可以通過 Simulink 編輯器以交互的方式運行仿真,或者通過 MATLAB 命令行按部就班地運行仿真。

    三、仿真結果分析

    運行仿真后,可以在 MATLAB 和 Simulink 中分析仿真結果。Simulink 含帶了多種有助于了解仿真行為的調試工具。使用 Simulink 中提供的顯示器和示波器查看信號,可以實現仿真行為可視化;還可以查看仿真數據檢查器內的仿真數據,從中比較來自多次仿真的多組信號。還可以使用 MATLAB 構建自定義的 HMI 顯示屏,或者將信號記錄到 MATLAB 工作區,以便使用 MATLAB 算法以及可視化工具來查看和分析數據。Simulink 支持使用仿真步進器 (Simulation Stepper) 進行調試,以便于前后逐步查看示波器上的仿真數據,或檢查系統改變狀態的方式及時間。可以通過 Simulink 調試器以逐個方法來地運行仿真,并檢查相應方法的執行結果。在模型仿真過程中,可以顯示有關模塊狀態、模塊輸入與輸出以及在 Simulink 編輯器中執行模塊方法等方面的信息。

    四、項目管理

    Simulink 提供了眾多有助于管理與項目相關的文件、組件及大量數據的工具。Simulink 可以方便地進行基于組件的建模和模塊化設計。您可以將模型分割成若干設計組件,然后分別對每個組件進行建模、仿真和驗證。既可以將組件作為子系統保存在庫中,也可以利用模型引用將組件另存為單獨的模型,這樣一來,團隊成員便可以并行使用這些組件。

    Simulink 提供的總線信號可用于管理模型中的大量信號數據。使用總線信號,可以將多個信號合并到一個對象中,以便于這些信號與另一個模塊建立連接。您還可以定義總線陣列,以便在一個包中管理一組總線對象。

模型資源管理器是一款圖形化數據字典工具,可以幫助組織、查看和修改數據,并將數據添加到 Simulink 模型中。使用模型資源管理器可以進行如下操作:對界面進行自定義,從而僅顯示需要查看的數據和屬性;控制數據范圍,以定義哪些組件可以訪問該數據。

    五、硬件連接

    可以將 Simulink 模型與硬件相連接,以便實現快速原型開發、硬件在環 (HIL) 仿真和嵌入式系統部署。Simulink 提供了有關在低成本目標硬件上進行模型的原型開發、測試和運行的內置支持,其中包括 Arduino、LEGO MINDSTORM NXT、PandaBoard 和 BeagleBoard。可以在 Simulink 中設計有關控制系統、機器人、音頻處理和計算機視覺應用的算法,并查看其實時執行情況。

Simulink 模型經過配置后便可用來生成代碼。通過將 Simulink 與附加代碼生成產品配合使用,可以直接由模型來生成 C 和 C++、HDL 或 PLC 代碼。

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