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MATLAB的Simulink的基础知识

yund56 2025-04-04 01:09 22 浏览

最近想系统的学习一下MATLAB的Simulink仿真相关的知识,因为以后可能会涉及到Simulin中的模型自动生成代码、Stateflow、状态机相关的内容,想提前学习一下。


1.Simulink的介绍

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。


2.Simulink的功能

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块图的图形用户接口,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和测试数据的定义。

特点

  • 丰富的可扩充的预定义模块库。
  • 交互式的图形编辑器来组合和管理直观的模块图。
  • 以设计功能的层次性来分割模型,实现对复杂设计的管理。
  • 通过Model Explorer 导航、创建、配置、搜索模型中的任意信号、参数、属性,生成模型代码。
  • 提供API用于与其他仿真程序的连接或与手写代码集成。
  • 使用Embedded MATLAB模块在Simulink和嵌入式系统执行中调用MATLAB算法。
  • 使用定步长或变步长运行仿真,根据仿真模式(Normal,Accelerator,Rapid Accelerator)来决定以解释性的方式运行或以编译C代码的形式来运行模型。
  • 图形化的调试器和剖析器来检查仿真结果,诊断设计的性能和异常行为。
  • 可访问MATLAB从而对结果进行分析与可视化,定制建模环境,定义信号参数和测试数据。
  • 模型分析和诊断工具来保证模型的一致性,确定模型中的错误。

3.Embedded Coder和Simulink Coder

Embedded Coder产品为 MATLAB产品扩展了可用于嵌入式软件开发的功能,可以生成具有专业人工代码的清晰度和效率的代码。例如可以:

(1)生成紧凑、快速的代码。
(2)大规模生产中使用的微处理器以及嵌入式系统至关重要。
(3)自定义生成的代码的外观。
(4)针对特定于应用的要求对生成的代码进行优化。
(5)启用追溯选项,帮助您验证生成的代码。

MATLAB Coder用于从MATLAB生成 ANSI C/C++ 代码,同时也是使用Simulink Coder的一个前置条件。

Simulink Coder跟MATLAB Coder的功能相似,只不过是从Simulink模型来生成ANSI C/C++代码。Embedded Coder 则允许更进一步的针对MATLAB Coder或者Simulink Coder 生成的代码进行优化和定制,从而生成可以应用到嵌入式产品中去的产品级代码。


4. slx文件与mdl文件的差别

Matlab 2012b以前的版本中,Simulink模型文件格式为.mdl;Matlab 2012b及以后的版本中,Simulink模型默认文件格式为.slx。

slx文件是二进制格式文件,mdl文件是文本格式文件,由于slx文件相对于mdl文件被压缩,通常slx文件大小会比相同的mdl文件小。

类型

文件格式

文件大小

打开速度

运行速度

.slx文件

二进制文件

较小

相当

相当

.mdl文件

文本文件

较大

相当

相当


5.Simulink的启动

方式一:菜单栏启动

方式二:命令行窗口启动

输入simulink,按下回车


6.MATLAB运行simulink命令

常用命令

(1)仿真命令

sim

---仿真运行一个simulink模块

sldebug

---调试一个simulink模块

simset

---设置仿真参数

simget

---获取仿真参数

(2)线性化和整理命令

linmod

---从连续时间系统中获取线性模型

linmod2

---也是获取线性模型,采用高级方法

dinmod

---从离散时间系统中获取线性模型

trim

---为一个仿真系统寻找稳定的状态参数

(3)构建模型命令

open_system

--打开已有的模型

close_system

--关闭打开的模型或模块

new_system

--创建一个新的空模型窗口

load_system

--加载已有的模型并使模型不可见

save_system

--保存一个打开的模型

add_block

--添加一个新的模块

add_line

--添加一条线(两个模块之间的连线)

delete_block

--删除一个模块

delete_line

--删除一根线

find_system

--查找一个模块

hilite_system

--使一个模块醒目显示

replace_block

--用一个新模块代替已有的模块

set_param

--为模型或模块设置参数

get_param

--获取模块或模型的参数

add_param

--为一个模型添加用户自定义的字符串参数

delete_param

--从一个模型中删除一个用户自定义的参数

bdclose

--关闭一个simulink窗口

bdroot

--根层次下的模块名字

gcb

--获取当前模块的名字

gcbh

--获取当前模块的句柄

gcs

--获取当前系统的名字

getfullname

--获取一个模块的完全路径名

slupdate

--将1.x的模块升级为3.x的模块

addterms

--为未连接的端口添加terminators模块

boolean

--将数值数组转化为布尔值

slhelp

--simulink的用户向导或者模块帮助

(4)封装命令

hasmask

--检查已有模块是否封装

hasmaskdlg

--检查已有模块是否有封装的对话框

hasmaskicon

--检查已有模块是否有封装的图标

iconedit

--使用ginput函数来设计模块图标

maskpopups

--返回并改变封装模块的弹出菜单项

movemask

--重建内置封装模块为封装的子模块

(5)诊断命令

sllastdiagnostic --上一次诊断信息

sllasterror --上一次错误信息

sllastwarning --上一次警告信息

sldiagnostics --为一个模型获取模块的数目和编译状态


硬拷贝和打印命令:

frameedit --编辑打印画面

print --将simulink系统打印成图片,或将图片保存为m文件

printopt --打印机默认设置

orient --设置纸张的方向

>> new_system("u1")
>> open_system("u1")
>> bdclose
>> new_system("test1")
>> open_system("test1")
>> save_system("test1")
>> bdclose
>> open_system("test1")
>> gcs
ans =


    'test1'


本文内容来源于网络,仅供参考学习,如内容、图片有任何版权问题,请联系处理,24小时内删除。


作 者 | 郭志龙

编 辑 | 郭志龙
校 对 | 郭志龙

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