matlab入门应用02.docx

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matlab入门应用02

第2章Simulink建模方法

第1章中简单介绍了Simulink的建模过程以及系统自带的几个实例演示。

本章将详细介绍整个模型创建的全过程，包括模块操作、连线操作、编辑信号线及标注模型。

同时介绍打印模型，包括直接打印机打印和嵌入Word文件中。

通过本章的讲解，读者应该能够利用Simulink建立一个简单的模型。

本章主要内容包括：

●打开模型

●模块操作

●模块连线操作

●模型说明

●模型打印

●模型文件

2.1打开模型

Simulink主要有两种方法来打开模型：

●直接在MATLAB中选择File|Open命令，然后按照Windows的常规操作进行。

●直接在MATLAB命令窗口中输入模型名，然后MATLAB就会自动在工作目录中搜索。

例如，在当前工作目录中存在模型文件为vdp.mdl，只需要在命令窗口中输入模型名：

>>vdp

2.2模块操作

本节详细介绍了调整模块大小、旋转模块、复制模块以及对模块进行命名等操作，利用的是模块的建模基础。

熟练掌握模块的操作方法，可以使以后的建模过程得心应手。

2.2.1调整模块大小

通过调整一个模块大小，能够直接清晰地看到模型的参数，提高模型可读性。

有些模块，如Gain增益模块等，当参数位数较小时，可以直接显示；当参数位数较大时，则以字母代替，此时可适当地扩大模块的大小，使之显示所设置的参数。

调整模块的操作步骤如下：

（1）新建一个模型窗口，并命名为model02to01.mdl。

（2）选择Sources中的Constant模块库，如图2.1所示，并将其拖动到模型窗口，双击此模块，并设置Constantvalue文本框中的值为9999.9999，如图2.2所示，由于常数9999.9999在图标中不能显示，只显示为“-C-”，如图2.3所示。

图2.1资源模块库

图2.2常数模块对话框

（3）为了能够显示常数，可以扩大模块，单击Constant模块，然后用鼠标指针放在四个黑方块上，此时鼠标指针会改变形状，然后拖动鼠标，最后得到的模块形状如图2.4所示。

图2.3未调整大小的常数模块

图2.4调整大小后的常数模块

2.2.2模块旋转

进行模块旋转操作，主要有两种方法，可以借用模型model02to01.md进行操作。

这两种方法分别介绍如下：

●单击需要旋转的模块，然后选择Format|Rotateblock命令，模块如图2.5所示；

●单击需要旋转的模块，并右击此模块，会弹出快捷菜单，选择Format|Rotateblock命令。

Rotateblock是顺时针旋转90°，Flipblock则是旋转180°，用法同上。

在图2.5的基础上进行操作，得到如图2.6所示的结果，保存模型文件。

图2.5旋转90°后的常数模块

图2.6旋转180°后的常数模块

2.2.3模块复制

在建模过程中，经常遇到大量功能重复和设置相同的模块，如果每个都从模块库中拖过来，然后进行参数设置，操作显得非常麻烦、费时，而且容易出错。

为了避免这种情况发生，可以直接复制设置好的模块。

下面介绍4种方法来复制内部模块，最后得到如图2.7所示结果，保存模型文件名为model02to02.mdl。

●单击所要复制的模块，然后选择Edit|Copy命令，最后选择Edit|Paste命令。

●单击所要复制的模块，然后按Ctrl+C组合键，最后按Ctrl+V组合键。

●单击所要复制的模块，按住Ctrl键，然后用鼠标拖动要复制的模块。

●按住鼠标的右键拖动要复制的模块，这种方法最为方便，推荐使用。

图2.7模块复制

2.2.4模块删除

当模型中出现了多余的模块，即使不删除，Simulink也能照样运行，并不会因此而影响仿真结果。

但是多余的模块会降低模型的可读性，并会在MATLAB命令窗口中出现大量的警告信息，这十分不利于调试程序。

删除模块通常有下面3种方法：

●单击所要删除的模块，然后按Delete键，比较方便，推荐使用。

●单击所要删除的模块，然后选择Edit|Delete命令。

●单击所要删除的模块，然后右击，从弹出的菜单中选择Delete命令。

2.2.5选择多个目标模块

在建模过程中，有时候往往需要对多个模块进行同样的操作，如复制、旋转、删除、移动等。

在进行这些操作之前，可以通过一次性选择多个目标模块来加快操作的速度。

选择多个目标模块主要有以下两种方法：

●使用Shift键：

按住此键，然后依次单击需要选择的模块。

●使用框选：

按住鼠标左键或右键均可，从任何方向画方框，使画出来的方框框住要选择的模块，如图2.8所示，文件名为model02to03.mdl。

框选后的模块如图2.9所示。

说明：

两种方法中，前者适合于多个零散模块的选择，后者适合于整篇模块的选择。

按住Shift键可以选择模块，同样也可以取消已选择的模块，用户可以灵活运用，以加快建模的速度。

图2.8框选多个目标模块

图2.9框选多个目标模块后

2.2.6标签设置

1.修改模块的标签

每个模块都有一个标签，创建模块同时系统会自动命名。

例如图2.10中，如果有多个相同模块，系统会自动在原来模块名后面加上数字，如Gain1。

如果有多个，将会依次为Gain2，Gain3等。

模块标签不可同名，这不同于连线标签。

但很多情况下，如果希望修改这个系统特定标签，以提高系统或模块的可读性。

可以通过修改模块标签来达到这个目的。

修改模块标签的操作方法为：

在所要修改的标签上面单击，标签则呈现可编辑状态。

如图2.10所示，输入想要的标签，在此输入“SciE”，设置完成在空白域单击，结果如图2.11所示，保存模型文件为model02to04.mdl。

图2.10可编辑状态标签

图2.11标签编辑完成后

2.修改标签位置

修改标签位置主要有两种操作方法，具体如下：

●单击所要编辑的模块，然后选择Format|Flipname命令。

●单击所要编辑的模块，然后右击，从弹出菜单中选择Format|Flipname命令。

改变SciE模块标签位置后的结果如图2.12所示。

3.隐藏标签

隐藏标签主要有两种操作方法，具体如下：

●单击所要编辑的模块，然后选择Format|Hidename命令；

●右击所要编辑的模块，从弹出菜单中选择Format|Hidename命令。

隐藏SciE模块和Gain模块的标签，结果如图2.13所示。

图2.12修改标签的位置

图2.13隐藏标签

4.显示标签

显示标签与隐藏标签作用相反，操作方式类似，主要有两种操作方法，具体如下：

●单击所要编辑的模块，然后选择Format|ShowName命令。

●单击所要编辑的模块，然后右击，从弹出菜单中选择Format|ShowName命令。

2.2.7增加模块阴影

为提高系统的可读性，或者突出模型中的重点模块等，可以通过为模块增加阴影来凸现模块，能够增强视觉效果，有助于理解模型系统。

主要有两种操作方法，具体如下：

●单击所要编辑的模块，然后选择Format|ShowDropShadow命令。

●右击所要编辑模块，从弹出菜单中选择Format|ShowDropShadow命令。

增加阴影后显示的结果如图2.14所示。

图2.14增加阴影效果

2.3模块连线操作

模型中有模块，还必须有连线将模块联系起来才能够变成一个有机整体。

模块和连线是模型的骨架，模块和模型的参数设置是模型的灵魂。

下面就对连线的几个基本操作进行讲解。

1.绘制连线

绘制连线的操作步骤如下：

（1）新建模型窗口，保存文件名为model02to06.mdl。

向窗口中添加相应的模块，在此不要求实现一个运行的模型，只需任意拖动两个模块到模型窗口中，如图2.15所示。

（2）将鼠标指针移动到模块输出端，鼠标指针呈十字形，然后按住鼠标左键，移动到所要连接的模块输入端，在此依次连接SineWave—Gain—求和模块—Scope，Constant－求和模块。

（3）绘制模块Gain输入端的连线，将鼠标指针移动到Constant－Scope连线上，按住鼠标右键，并拖动到Scope输入端，如图2.16所示。

图2.15添加模块

图2.16绘制连线

2.连线移动

在复杂的模型中，由于有许多连线，而且连线之间往往容易交叉，这就降低了模型的可读性，因此有必要拖放连线。

连线移动的操作步骤如下：

（1）单击希望移动的连线。

（2）将鼠标指针移到连线上，鼠标指针形状会变为移动图标（十字形），按住鼠标左键并拖动鼠标，前后对比如图2.17所示。

3.节点移动

此操作类似于连线移动，只是将鼠标指针放在连线的转角处。

此时鼠标指针的形状会变成圆形，再拖放节点到期望的地方即可，如图2.18所示。

图2.17连线移动前

图2.18节点移动后

4.连线删除

删除连线和删除模块一样，有3种方法：

●单击所要删除的连线，然后按Delete键。

●单击所要删除的连线，然后选择Edit|Delete命令。

●单击所要删除的连线，然后右击，在弹出菜单中选择Delete命令。

5.连线分割

在模型model02to07.mdl文件窗口中选择要编辑的连线，按住Shift键，在要分割的地方单击，其形状就会变成圆形，而连线也就在此被分割成两段。

接着就可以拖动新节点到需要的位置，放开节点即可，如图2.19所示。

添加分割之后，还可以取消分割。

可以按住Shift键，在已经分割的地方单击，分割点就会消失。

分割之后，可以修改连线的形状，如图2.20所示。

图2.19分割连线

图2.20移动分割连线后的效果

6.连线标签的添加

添加连线标签，有利于标明连线的功能，标签可以放在连线的任何位置。

在想要添加标签的连线上双击，连线相应的地方会出现一个编辑框。

在这个编辑框中输入文本，如图2.21与图2.22所示。

图2.21添加连线标签

图2.22添加连线标签后

7.连线标签的编辑

添加完标签后还可以编辑。

将鼠标指针放在要编辑的文本上方，然后单击，就呈现可编辑状态，如图2.23所示，此时就可以修改已经存在的标签。

8.连线标签的移动

除了可编辑已有标签外，还可以移动已存在的标签。

将鼠标指针放在要编辑文本附近（不要放在文本的上方，但在编辑框内），然后单击，标签就会呈被选状态，但还不能被编辑，如图2.24所示。

比较图2.23和图2.24的标签选择状态，其中图2.23有光标闪动，而图2.24无光标闪动。

图2.23编辑连线标签

图2.24移动连线标签

9.连线标签的复制

在建模过程中，有可能会遇到重复的标签，如果对每个标签都按部就班地编辑，就显得非常麻烦、费时，还容易出错。

而原本存在的连线标签是固定于某个连线的，不能复制。

因此需通过其他方法来解决此问题。

此处的标签略不同于前面介绍的标签，可以随意被移动。

下面介绍4种方法来复制标签，最后得到的结果如图2.25所示。

这4种方法都需要在窗口的空白区域内双击，并在出现的编辑框中输入需要创建的标签，然后在下列方法复制。

●单击所要复制的标签，选择Edit|Copy命令，再选择Edit|Paste命令。

●单击所要复制的标签，按Ctrl+C组合键，然后按Ctrl+V组合键。

●单击所要复制的标签，按住Ctrl键，然后