Matlab仿真技术

乔世坤

目录

  • 1 实验一Matlab基础与入门
    • 1.1 Matlab简介
    • 1.2 变量与数值
    • 1.3 矩阵运算
    • 1.4 数组运算
    • 1.5 常用数学函数
    • 1.6 Matlab帮助系统
    • 1.7 实验内容
    • 1.8 思考题
  • 2 实验二 Matlab程序设计基础
    • 2.1 M文件
    • 2.2 Matlab程序流控制
    • 2.3 实验内容
    • 2.4 思考题
  • 3 实验三Matlab图形绘制
    • 3.1 二维曲线的绘制
    • 3.2 三维曲线的绘制
    • 3.3 实验内容
    • 3.4 思考题
  • 4 MATLAB数值计算与符号运算
    • 4.1 线性代数中的应用
    • 4.2 多项式运算
    • 4.3 数据分析与统计
    • 4.4 功能函数
    • 4.5 常微分方程的数值求值
    • 4.6 符号运算
    • 4.7 Matlab数值计算部分实验题
    • 4.8 Matlab符号运算部分实验题
    • 4.9 Matlab程序设计部分实验题
    • 4.10 思考题
  • 5 Simulink仿真基础
    • 5.1 Simulink概述
    • 5.2 Simulink建模与仿真
    • 5.3 子系统及其封装技术
    • 5.4 SIMULINK模块库简介
    • 5.5 Simulink仿真基础实验题
    • 5.6 Simulink仿真应用实验题
    • 5.7 思考题
  • 6 Matlab在电路分析中的应用
    • 6.1 Matlab在电路中的仿真应用
    • 6.2 数字逻辑电路仿真
    • 6.3 实验内容
    • 6.4 思考题
  • 7 MATLAB在信号与系统中的应用
    • 7.1 连续时间信号及其表示
    • 7.2 线性时不变系统
    • 7.3 线性时不变系统的时域分析
    • 7.4 线性时不变系统的频域分析
    • 7.5 实验内容
    • 7.6 思考题
  • 8 Matlab在数字信号处理中的应用
    • 8.1 信号的表示与信号的基本运算
    • 8.2 实验内容
    • 8.3 思考题
  • 9 MATLAB在通信原理中的应用
    • 9.1 脉冲编码调制仿真
    • 9.2 实验内容
Simulink概述
  • 1 文档
  • 2 PPT

5.1.1 Simulink简介

传统的建模方法就是对系统的输入信号和输出信号进行分析,得到它们的系统方程,然后根据这个方程编写程序来进行仿真。这种仿真放在Matlab里主要就是用M文件实现,但是这种传统的仿真方法不够直观,难以采用模块化形式,这里介绍基于Simulink的建立模型仿真,Simulink作为Matlab语言上的一个可视化建模仿真平台,它采用方框图建模的形式,更加贴近于工程习惯。

目前Matlab/Simulink在几乎所有的理工学科中形成了为数众多的专业工具库和函数库,日益成为科学研究和工程设计中日常计算和仿真实验的工具。随着Matlab/Simulink通信、信号处理专业函数库和专业工具箱的成熟,它们逐渐为广大通信技术领域的专家学者和工程师所熟悉,在通信理论研究、算法设计、系统设计、建模仿真和性能分析验证等方面的应用也更加广泛。

Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包,它提供了一种图形化的交互环境,只需用鼠标拖动的方法就能迅速的建立起系统框图,有的甚至不需要编写一行代码,还可以直接利用Matlab所提供的资源和功能SimulinkSimu(仿真)和Link(连接)很好的体现了该软件的主要特性。

5.1.2 Simulink的功能

Simulink的功能主要包括以下方面:

1. 交互式、图形化的建模环境

丰富的模块库可以帮助用户快速的建立动态系统模型,建模时只需使用鼠标把不同模块库中的系统模块拖放并连接起来。

2. 交互式的仿真环境

Simulink既可以通过下拉菜单执行仿真,也可以通过命令行进行仿真。菜单方式对于交互工作非常方便,而命令行方式对于运行一大类仿真如蒙特卡罗仿真非常有用。 

3. 专用模块库

Simulink所提供的模块库Blocksets是非常丰富的通过使用这些程序包用户可以迅速地对系统进行建模、仿真与分析。

4. 可扩展性强

Simulink允许用户自己生成自定义模块库,并拥有自己的图标和界面,或者购买使用第三方开发提供的模块库进行更高级的系统设计。

5.1.3 Simulink建模仿真的一般过程

1. 建立空白的仿真模型文件

2. 选择模块添加到新建模型文件

3. 进行模块参数设置与模块属性的设置;

4. 连接模块构成仿真模型

5. 进行模型仿真参数设置,并运行观察输出结果;

6. 如果发现有不正确或不完善的地方,继续修改或调整参数,直到满意,保存模型。

5.1.4模块库浏览器

Matlab操作界面下,单击工具条中的Simulink Library图标,或在命令窗口键入命令Simulink,就会弹出一个名为“Simulink Library Browser”的浏览器窗口,如图5-1所示。该窗口左侧以树状列表的形式列出了系统已安装的各类模块库,最上面的Simulink模块库是基本库,它包括连续模块库(Continuous)、离散模块库(Discrete)、数字模块库(Math operations)、子系统模块库(Ports & subsystem)、输入模块库(Sources)、输出模块库(Sinks)和函数查表模块库(Lookup Table)等。

5-1  Simulink模块库浏览器

在模块库浏览器中,单击模块库前面的“+”号,将展开该模块库中内容,可以看到模块库内所包含的模块或它的下一级模块库。