MATLAB的Simulink动态仿真工具箱功能特点
Simulink是实现动态系统建模、仿真和分析的一个集成环境,使得MATLAB的功能得到进一步扩展,它可以非常容易地实现可视化建模,把理论研究和工程实践有机地结合在一起。
大部分专用工具箱只要以MATLAB主包为基础就能运行,有少数工具箱(通信工具箱、信号处理工具箱等)则要求有Simulink工具箱的支持。
启动Simulink十分容易,只需在MATLAB的命令窗口键入Simulink命令,此时出现一个Simulink窗口,包含7个模型库,分别是信号源库、输出库、离散系统库、线性系统库、非线性系统库系统连接库及扩展系统库。
(1)信号源库
包括阶跃信号、正弦波、白噪声、时钟、常值、文件、信号发生器等各种信号源,其中信号发生器可产生正弦波、方波、锯齿波、随机信号等波形。
(2)输出库
包括示波器仿真窗口、MATLAB工作区、文件等形式的输出。
(3)离散系统库
包括5种标准模式:延迟、零-极点、滤波器、离散传递函数、离散状态空间。
(4)线性系统库
提供7种标准模式:加法器、比例环节、积分环节、微分环节、传递函数、零-极点、状态空间。
(5)非线性系统库
提供13种常用标准模式:绝对值、乘法、函数、回环特性、死区特性、斜率、继电器特性、饱和特性、开关特性等。
(6)系统连接库
包括输入、输出、多路转换等模块,用于连接其他模块。
(7)系统扩展库
考虑到系统的复杂性,Simulink另提供12种类型的扩展系统库,每一种又有多种模型供选择。使用时只要从各子库中取出模型,定义好模型参数,将各模型连接起来,然后设置系统参数,如仿真时间、仿真步长、计算方法等。Simulink提供了Euler、RungeKutta、Gear、Adams及专用于线性系统的LinSim算法,用户根据仿真要求选择适当的算法。
当然,不同版本的MATLAB/Simulink内容有所不同,另外,Simulink还提供了诸如航空航天、CDMA、DSP、机械、电力系统等专业模块库,给快速建模提供了很大的便利。
由于MATLAB和Simulink是集成在一起的,因此用户可以在两种环境下对自己的模型进行仿真、分析和修改。不用命令行编程,由方框图产生M文件(s函数)。当创建好的框图保存后,相应的M文件就自动生成,这个M文件包含了该框图的所有图形及数学关系信息。框图表示比较直观,容易构造,运行速度较快。
Simulink的优点如下。
·适应面广:包括线性、非线性系统;离散、连续系统;定性系统。
·结构和流程清晰:以方块图形式呈现。
·仿真精细、贴近实际。
·可实现物理仿真、计算机仿真、半实物仿真、虚拟仿真、构造仿真。