1、第1章 Simulink基礎(chǔ)第第1章章 Simulink基礎(chǔ)基礎(chǔ)1.1 Simulink簡介簡介 1.2 運行運行Simulink演示程序演示程序 1.3 建立一個簡單的建立一個簡單的Simulink模型模型 1.4 保存保存Simulink模型模型 1.5 打印及打印及HTML報告報告 1.6 打印邊框編輯器打印邊框編輯器 1.7 Simulink參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置 第1章 Simulink基礎(chǔ) 1.1 Simulink簡介簡介Simulink是一個用來建模、仿真和分析動態(tài)系統(tǒng)的軟件包。是一個用來建模、仿真和分析動態(tài)系統(tǒng)的軟件包。它基于它基于MATLAB的框圖設(shè)計環(huán)境，支持線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)

2、，的框圖設(shè)計環(huán)境，支持線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)，可以用連續(xù)采樣時間、離散采樣時間或兩種混合的采樣時間進(jìn)行可以用連續(xù)采樣時間、離散采樣時間或兩種混合的采樣時間進(jìn)行建模，它也支持多速率系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同建模，它也支持多速率系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的采樣速率。為了創(chuàng)建動態(tài)系統(tǒng)模型，的采樣速率。為了創(chuàng)建動態(tài)系統(tǒng)模型，Simulink提供了一個建立提供了一個建立模型方塊圖的可視的圖形用戶接口模型方塊圖的可視的圖形用戶接口(GUI)，用戶可以在這個可視，用戶可以在這個可視窗口中通過單擊和拖動鼠標(biāo)操作來完成系統(tǒng)建模。利用這個接口，窗口中通過單擊和拖動鼠標(biāo)操作來完成系統(tǒng)建模。利用這個

3、接口，用戶可以像用筆在草紙上繪制模型一樣，只要構(gòu)建出系統(tǒng)的方塊用戶可以像用筆在草紙上繪制模型一樣，只要構(gòu)建出系統(tǒng)的方塊圖即可。這與以前的仿真軟件包要求解算微分方程和編寫算法語圖即可。這與以前的仿真軟件包要求解算微分方程和編寫算法語言程序不同，它提供的是一種更快捷、更直接明了的方式，而且言程序不同，它提供的是一種更快捷、更直接明了的方式，而且用戶可以立即看到系統(tǒng)的仿真結(jié)果。用戶可以立即看到系統(tǒng)的仿真結(jié)果。 第1章 Simulink基礎(chǔ)Simulink中包括了許多實現(xiàn)不同功能的模塊庫。在Simulink 6.6中共有16個模塊庫，這些模塊庫把各種功能不同的模塊分類存放，如Sources(輸入源模塊

4、庫)、Sinks(輸出模塊庫)、Math Operations(數(shù)學(xué)模塊庫)以及線性模塊和非線性模塊等各種組件模塊庫。用戶也可以自定義和創(chuàng)建自己的模塊。利用這些模塊，用戶可以創(chuàng)建層級式的系統(tǒng)模型，可以自上而下或自下而上地閱讀模型，也就是說，用戶可以瀏覽最頂層的系統(tǒng)，然后用鼠標(biāo)雙擊模型中的子系統(tǒng)模塊，打開并查看該子系統(tǒng)模型。這不僅方便了工程人員的設(shè)計，而且可以使自己的模型方塊圖功能更清晰，結(jié)構(gòu)更合理。第1章 Simulink基礎(chǔ)創(chuàng)建了系統(tǒng)模型后，用戶可以利用Simulink菜單或在MATLAB命令窗口中鍵入命令的方式選擇不同的積分方法來仿真系統(tǒng)模型。對于交互式的仿真過程，使用菜單是非常方便的，但

5、要運行大量的仿真，使用命令行方法則更為有效。例如，執(zhí)行蒙特卡洛仿真或想要掃描某一范圍的參數(shù)值時，可以在命令行中輸入變參數(shù)值，觀察參數(shù)值改變后的系統(tǒng)輸出。此外，利用示波器模塊或其他的顯示模塊，用戶可以在仿真運行的同時觀察仿真結(jié)果，而且可以在仿真運行期間改變仿真參數(shù)，并同時觀察改變后的仿真結(jié)果。最后的結(jié)果數(shù)據(jù)可以輸出到MATLAB工作區(qū)進(jìn)行后續(xù)處理，或利用命令行命令在圖形窗口中繪制仿真曲線。 第1章 Simulink基礎(chǔ)Simulink中的模型分析工具包括線性化工具和調(diào)整工具，這可以從MATLAB命令行獲取。MATLAB及其工具箱內(nèi)還有許多其他的適用于不同工程領(lǐng)域的分析工具。由于MATLAB和Si

6、mulink是集成在一起的，因此無論何時用戶都可以在這兩個環(huán)境中仿真、分析和修改模型。Simulink系統(tǒng)建模的主要特性如下：框圖式建模。Simulink提供了一個圖形化的建模環(huán)境，通過鼠標(biāo)單擊和拖拉操作Simulink模塊，用戶可以在圖形化的可視環(huán)境中進(jìn)行框圖式建模。支持非線性系統(tǒng)。支持混合系統(tǒng)仿真，即系統(tǒng)中包含連續(xù)采樣時間和離散采樣時間的系統(tǒng)。 第1章 Simulink基礎(chǔ)支持多速率系統(tǒng)仿真，即系統(tǒng)中存在以不同速率運行的組件。Simulink建立的系統(tǒng)模型可以是層級模型，因此用戶可以采用自下而上或自上而下的方式建立模型，并一層一層地查看各級模型。用戶可以根據(jù)需要建立自定義子系統(tǒng)，并把自定義

7、子系統(tǒng)內(nèi)的模塊進(jìn)行封裝，封裝后的自定義子系統(tǒng)具有與Simulink內(nèi)嵌模塊同樣的屬性，并可由用戶設(shè)置模塊的屬性參數(shù)。所有的自定義子系統(tǒng)均可在系統(tǒng)模型中使用。MATLAB與Simulink集成在一起，因此，無論何時在這兩個環(huán)境中的任一環(huán)境下都可以建模、分析和仿真用戶模型。 第1章 Simulink基礎(chǔ)1.2 運行運行Simulink演示程序演示程序Simulink自帶了許多模型演示程序，這些演示程序分別說明了利用Simulink模塊搭建的功能不同的模型系統(tǒng)。這里以房屋熱力學(xué)系統(tǒng)模型為例介紹系統(tǒng)模型的組成及功能，以使讀者對Simulink有一個基本認(rèn)識。1.2.1 運行房屋熱力學(xué)系統(tǒng)演示模型運行房

8、屋熱力學(xué)系統(tǒng)演示模型首先運行MATLAB，在MATLAB的命令窗口內(nèi)鍵入下列命令(如圖1-1所示)： mdl=sldemo_househeat; open_system(mdl); 第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-2 第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-2顯示的是房屋熱力學(xué)系統(tǒng)模型的全貌。在模型圖的最右側(cè)有一個標(biāo)注為PlotResults (系統(tǒng)曲線圖)的模塊，它實際上實現(xiàn)的就是示波器功能，雙擊該模塊，可以打開示波器。在這個例程中，示波器中顯示的是Indoor vs. Outdoor Temp(室內(nèi)與室外溫度)和Heat Cost(加熱費用)三條曲線。 第1章 Simulink基礎(chǔ)為了仿真這個

9、模型系統(tǒng)，首先需要設(shè)置仿真參數(shù)，這里利用演示模型中已設(shè)置好的仿真參數(shù)進(jìn)行仿真。選擇Simulation菜單下的Start命令，或者單擊Simulink工具欄上的“開始”按鈕，系統(tǒng)開始按照模型中設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果曲線將顯示在示波器中。當(dāng)打開加熱器時，系統(tǒng)會自動計算加熱所需要的費用，并將加熱費用(Heat Cost($)曲線在示波器中顯示出來，而室內(nèi)溫度(Indoor Temp)也同時顯示在示波器中。若要停止仿真，可選擇Simulation菜單下的Stop命令，或者單擊Simulink工具欄上的“停止”按鈕。仿真結(jié)束后，選擇File菜單下的Close命令關(guān)閉模型。圖1-3是顯示在示波器中

10、的房屋熱力學(xué)系統(tǒng)模型仿真結(jié)果曲線。第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-3 第1章 Simulink基礎(chǔ)1.2.2 房屋熱力學(xué)系統(tǒng)模型說明房屋熱力學(xué)系統(tǒng)模型說明演示程序使用Simulink模塊建立了簡單的房屋熱力學(xué)系統(tǒng)模型，該模型使用Simulink中子系統(tǒng)模型的概念來簡化模型圖，并創(chuàng)建了可重用系統(tǒng)。Simulink中的子系統(tǒng)是一組由Subsystem(子系統(tǒng))模塊表示的模塊組。房屋熱力學(xué)系統(tǒng)模型包括5個子系統(tǒng)：Thermostat(恒溫器)子系統(tǒng)、House(房屋)子系統(tǒng)、Heater(加熱器子系統(tǒng))、Fahrenheit to Celsius(將華氏溫度轉(zhuǎn)換為攝氏溫度)子系統(tǒng)和Celsius

11、to Fahrenheit(將攝氏溫度轉(zhuǎn)換為華氏溫度)子系統(tǒng)。模型最前端的“Set Point”模塊是常值模塊，它設(shè)置了屋內(nèi)的恒溫值，這里給出的缺省值是70華氏度，經(jīng)過計算后可轉(zhuǎn)換為攝氏度。 第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-4顯示的是恒溫器子系統(tǒng)模型，雙擊模型中的“Thermostat”模塊，可打開該子系統(tǒng)。模型中的恒溫器(Thermostat)系統(tǒng)設(shè)置為70華氏度，這個溫度受戶外溫度的影響，并按照幅值為15華氏度、基值溫度為50華氏度的正弦波變化，這個模型模擬了每天的溫度波動。該子系統(tǒng)由一個繼電器模塊組成，該模塊將模塊輸入與閾值相比較，并輸出指定的“打開”值和“關(guān)閉”值，它實際上控制了加熱

12、器系統(tǒng)的打開和關(guān)閉時間。 第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-4 第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-5顯示的是加熱器子系統(tǒng)模型，雙擊模型中的“Heater”模塊，可打開該子系統(tǒng)。 圖1-5 第1章 Simulink基礎(chǔ)加熱器子系統(tǒng)是一個常值空氣流速子系統(tǒng)，子系統(tǒng)中的Mdot值在sldemo_househeat_data.m文件中設(shè)置，它表示空氣流速，Mdot = 1 kg/s = 3600 kg/h。該子系統(tǒng)的打開和關(guān)閉由其輸入端的恒溫器子系統(tǒng)的輸出信號進(jìn)行控制。當(dāng)加熱器打開時，它以常值的空氣流動速率Mdot吹進(jìn)溫度為Theater的熱空氣，缺省時，Theater等于50攝氏度，即122華氏度。

13、加熱器子系統(tǒng)的熱流速公式如下：CTTtQMdot)(ddroomheater第1章 Simulink基礎(chǔ)其中：tQdd從加熱器到房屋的熱流速； C常壓下的空氣熱容量； Mdot通過加熱器的空氣質(zhì)量流速(kg/h)； heaterT加熱器的熱空氣溫度； roomT房屋當(dāng)前的空氣溫度。 第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-6顯示的是房屋子系統(tǒng)模型，雙擊模型中的“House”模塊，可打開該子系統(tǒng)。內(nèi)部溫度和外部溫度均傳送到該子系統(tǒng)，并由該子系統(tǒng)經(jīng)過轉(zhuǎn)換后更新和輸出內(nèi)部溫度。房屋子系統(tǒng)用來計算房間的溫度變動，它考慮了加熱器的熱流和環(huán)境中的熱量損失。熱量損失及溫度的時間導(dǎo)數(shù)方程分別如下：eqoutroom

14、lossesddRTTtQtQtQCMtTdddd1ddlossesheaterairroom其中：Mair房內(nèi)的空氣質(zhì)量；Req房屋的等效熱電阻。第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-6 第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-7 第1章 Simulink基礎(chǔ)房屋熱力學(xué)系統(tǒng)是一個很典型的系統(tǒng)，它包括了模型創(chuàng)建過程中通常需要完成的工作，主要有：(1) 運行模型仿真時需要指定仿真參數(shù)，并利用Start命令開始仿真。(2) 用戶可以把一組相關(guān)的模塊組包含在一個模塊中，這個模塊稱為子系統(tǒng)模塊。(3) 在sldemo_househeat模型中，所有的子系統(tǒng)都利用封裝特性創(chuàng)建了自定義圖標(biāo)，用戶也可以利用封裝特性為

15、模塊創(chuàng)建自定義的圖標(biāo)，并設(shè)計模塊對話框。(4) Scope模塊與實際的示波器模塊一樣可以顯示圖形輸出。 第1章 Simulink基礎(chǔ)讀者可以試一試下面的幾種方法，在示波器中察看模型的不同參數(shù)設(shè)置是如何影響響應(yīng)曲線的。每個Scope模塊可以設(shè)置多個信號顯示窗口，用戶可以控制每個窗口中顯示的信號數(shù)目，并設(shè)置顯示的信號范圍，如果需要，用戶也可以放大顯示信號曲線。在每個信號顯示區(qū)域內(nèi)，水平軸代表的是時間值，垂直軸代表的是信號值。標(biāo)有Set Point(在模型的左上角)的Constant(常值)模塊用來設(shè)置所希望的溫度值，打開該模塊，并將溫度值重新設(shè)置為80度，看看室內(nèi)溫度和加熱費用是如何變化的。也可以

16、調(diào)整室外溫度(Arg Outdoor Temp模塊)，看看它對仿真結(jié)果有何影響。打開標(biāo)有Daily Temp Variation(每日溫度變化)的Sine Wave(正弦波)模塊，改變Amplitude(幅值)參數(shù)，調(diào)整每日的溫度變化值，觀察輸出曲線的變化。 第1章 Simulink基礎(chǔ)1.2.3 其他其他Simulink演示程序演示程序Simulink還提供了其他演示程序，用以說明Simulink中的各種建模和仿真概念，用戶可以從MATLAB的命令窗口中打開這些演示程序。首先在MATLAB命令窗口的左下角單擊Start按鈕，打開Start菜單，如圖1-8所示。在菜單中選擇Demos命令，MA

17、TLAB的幫助瀏覽器會顯示Simulink的Demos選項面板，單擊Simulink顯示演示程序的目錄，雙擊這些條目就可以啟動相應(yīng)的演示程序，如圖1-9所示。 第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-8 第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-9 第1章 Simulink基礎(chǔ) 1.3 建立一個簡單的建立一個簡單的Simulink模型模型本節(jié)引導(dǎo)讀者創(chuàng)建一個如圖1-10所示的簡單的Simulink模型，模型中的輸入是一個正弦波信號，該信號經(jīng)過增益器放大5倍。第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-10 第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-10中用兩個示波器顯示波形，標(biāo)注為Scope的示波器用來顯示經(jīng)過放大后的正弦波

18、信號，標(biāo)注為Scope1的示波器用來顯示原正弦波信號和經(jīng)過放大的正弦波信號的比較波形。為了創(chuàng)建系統(tǒng)模型圖，首先在MATLAB命令窗口中鍵入Simulink命令，或者單擊工具條上的“Simulink”按鈕，打開Simulink庫瀏覽器，如圖1-11所示。從圖中可以看到，Simulink庫瀏覽器是一個以樹狀結(jié)構(gòu)排列的瀏覽器，在Simulink目錄下列舉的是Simulink的模塊庫，不同功能的模塊分類存放在各個模塊庫中。關(guān)于Simulink模塊庫中各模塊的功能，讀者可以參看附錄C“Simulink模塊簡介”。 第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-11 第1章 Simulink基礎(chǔ)接下來，在Simuli

19、nk庫瀏覽器的工具條上選擇“新建”按鈕，將打開一個空白的模型創(chuàng)建窗口，如圖1-12所示。 圖1-12 第1章 Simulink基礎(chǔ)為了創(chuàng)建圖1-10所示的模型，需要在Simulink模塊庫中選擇如下模塊：Sine Wave模塊 (Sources庫)；Scope模塊(Sinks庫)；Gain模塊(Math Operations庫)；Mux模塊(Signals Routing庫)。 第1章 Simulink基礎(chǔ)現(xiàn)在，將模塊拷貝到模型窗口中。在Simulink庫瀏覽器中單擊Sources庫，選中Sine Wave(正弦波)模塊，如圖1-13所示，或者在Sources庫上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單

20、中選擇“Open the Soures Library”命令，打開Library：Simulink/Sources庫窗口，選中Sine Wave模塊，如圖1-14所示。單擊Sine Wave模塊并將其拖動到模型窗口中，如圖1-15所示，然后釋放鼠標(biāo)。 第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-13 第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-14 第1章 Simulink基礎(chǔ)按照這種方法，依次在Sinks庫、Math Operations庫和Signals Routing庫中將Scope模塊、Gain模塊和Mux模塊(即圖1-16中有兩個輸入和一個輸出的模塊)拷貝到模型窗口中，并移動模塊將其排列在適當(dāng)位置，如圖

21、1-16所示。 第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-15 第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-16 第1章 Simulink基礎(chǔ)在連接模塊之前，先介紹一下模塊上的“”符號，該符號用來表示進(jìn)出模塊的信號端口。其中，指向模塊的“”符號表示模塊的輸入端口，指出模塊的“”符號表示模塊的輸出端口，信號由輸出端口傳出，并經(jīng)由“信號線”傳遞到下一個模塊的輸入端口，當(dāng)模塊被連接后，端口符號就會自動消失。將鼠標(biāo)光標(biāo)定位在Sine Wave模塊的輸出端口，按住鼠標(biāo)左鍵拖動光標(biāo)至Gain模塊的輸入端口，釋放鼠標(biāo)，這時兩個模塊將用一個帶有單箭頭的線段連接起來，如圖1-17所示。 第1章 Simulink基礎(chǔ)這里以Mux模

22、塊為例介紹分支信號線的連接。圖1-16中的Mux模塊有兩個輸入端口，分別接收原正弦波信號和經(jīng)過放大的正弦波信號，這樣在傳送這兩個信號的信號線上就應(yīng)該分別引出分支信號線。先選中Sine Wave模塊和Gain模塊之間的連線，然后按住Ctrl鍵并在連線的任意位置上單擊鼠標(biāo)，鼠標(biāo)光標(biāo)變成“十”字，拖動光標(biāo)至Mux模塊的輸入端口，這時會發(fā)現(xiàn)，鼠標(biāo)在拖動過程中繪制的分支線是虛線，如圖1-18所示，當(dāng)拖動到Mux模塊的輸入端口時釋放鼠標(biāo)，連接線變?yōu)閷嵕€。按照這樣的方法再連接另一個分支線，最后繪制的模塊方框圖如圖1-10所示。 第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-17 第1章 Simulink基礎(chǔ) 圖1-18

23、 第1章 Simulink基礎(chǔ)現(xiàn)在就可以仿真運行這個模型了，單擊Simulation菜單下的Configuration Parameters命令，打開如圖1-19所示的參數(shù)配置對話框，在這個對話框內(nèi)設(shè)置仿真參數(shù)。選擇Select樹型結(jié)構(gòu)中的Solver選項，設(shè)置仿真起始時間Start time為0，終止時間Stop time為10秒，Type參數(shù)設(shè)置為Variable-step，Solver參數(shù)設(shè)置為ode45(Domand-Prince)，其他參數(shù)使用缺省設(shè)置。 第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-19 第1章 Simulink基礎(chǔ)單擊工具條上的“開始”按鈕運行仿真，同時打開Scope和Sco

24、pe1示波器觀察輸出波形，最后的輸出波形如圖1-20所示。 第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-20 第1章 Simulink基礎(chǔ)1.4 保存保存Simulink模型模型用戶可以選擇模型窗口中File菜單下的Save命令或Save As命令保存所創(chuàng)建的模型，Simulink通過生成特定格式的文件即模型文件(model file)來保存模型，文件的擴展名為.mdl。模型文件中包含模型的方塊圖和模塊屬性。如果是第一次保存模型，使用Save命令可以為模型文件命名并指定文件的保存位置。模型文件的名稱必須以字母開頭，最多不能超過63個字母、數(shù)字和下畫線。需要注意的是，模型文件名不能與MATLAB命令同名。

25、 第1章 Simulink基礎(chǔ)如果要保存一個已保存過的模型文件，則可以用Save命令替代原文件，或者用Save As命令為模型文件重新指定文件名和保存位置。此外，也可以用Save As命令以與舊版本Simulink相兼容的格式來保存模型文件。Simulink在保存模型時執(zhí)行下面的步驟：(1) 如果模型的mdl文件已經(jīng)存在，則將該文件重新命名為臨時文件。(2) Simulink執(zhí)行所有模塊的PreSaveFcn回調(diào)函數(shù)，然后執(zhí)行方塊圖的PreSaveFcn回調(diào)函數(shù)。(3) Simulink用相同的名稱和mdl擴展名將模型文件寫到新文件中。 第1章 Simulink基礎(chǔ)(4) Simulink執(zhí)行

26、所有模塊的PostSaveFcn回調(diào)函數(shù)，然后執(zhí)行方塊圖的PostSaveFcn回調(diào)函數(shù)。(5) Simulink刪除臨時文件。如果在這個保存過程中出現(xiàn)錯誤，則Simulink會將臨時文件重新命名為原模型文件的名稱，并將當(dāng)前的模型版本寫入擴展名為.err文件中，同時發(fā)出錯誤消息。即使在前幾步中出現(xiàn)錯誤，Simulink也會執(zhí)行步驟(2)到步驟(4)。此外，Save As命令還允許用戶把在最新版本的Simulink環(huán)境下創(chuàng)建的模型以舊版本的格式保存，包括Simulink 3(R11)、Simulink 4(R12)和Simulink 4.1(R12.1)格式。選擇模型文件中File菜單下的Sav

27、e As命令，Simulink會顯示Save As對話框，如圖1-21所示，可以從“保存類型”列表中選擇一種文件格式。 第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-21 第1章 Simulink基礎(chǔ)當(dāng)用舊版本的格式保存模型時，Simulink會忽略模型中包含的新版本模塊和引用的新版本特征，而以舊版本的格式保存模型。如果模型中的確包含了舊版本之后的新模塊和新使用特性，那么當(dāng)在舊版本下運行該模型時，模型不會給出正確的結(jié)果。例如，矩陣和框圖信號不能運行在R11版本下，因為R11不支持矩陣和框圖。同理，包含標(biāo)記了“Treat as atomic unit”(作為原子單位)的無條件執(zhí)行子系統(tǒng)的模型在R11版本下可

28、能也會產(chǎn)生不同的結(jié)果，因為R11不支持無條件執(zhí)行的原子子系統(tǒng)。 第1章 Simulink基礎(chǔ)Simulink命令會將舊版本之后的模塊轉(zhuǎn)變?yōu)橐渣S色標(biāo)記的空的封裝子系統(tǒng)模塊。例如，在R11版本之后的模塊包括：Look-Up Table(n-D)AssertionRate TransitionPreLook-Up Index SearchInterpolation(n-D)Direct Look-Up Table(n-D)Polynomial Matrix ConcatenationSignal SpecificationBus Creator 第1章 Simulink基礎(chǔ)If，WhileItera

29、tor，F(xiàn)orIterator，AssignmentSwitchCaseBitwise Logical Operator若把包含有上述模塊的模型保存在R11版本下，那么當(dāng)在R11版本之后的新版本中打開模型時，這些模塊會被標(biāo)識為未連接模塊。 第1章 Simulink基礎(chǔ)1.5 打印及打印及HTML報告報告1.5.1 打印模型打印模型當(dāng)用戶選擇Simulink模型窗口中File菜單下的Print命令時，Simulink會打開Print Model對話框，該對話框可以使用戶有選擇地打印模型內(nèi)的系統(tǒng)。圖1-22顯示的是Print Model對話框中的Options選項區(qū)，這是在Microsoft Wi

30、ndows系統(tǒng)下的選項，圖中選擇的是打印當(dāng)前系統(tǒng) 第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-22 第1章 Simulink基礎(chǔ)在Options選項區(qū)內(nèi)，用戶可以選擇下列方式進(jìn)行打?。篊urrent system：只打印當(dāng)前系統(tǒng)。Current system and above：打印當(dāng)前系統(tǒng)和模型層級中在此系統(tǒng)之上的所有系統(tǒng)。Current system and below：打印當(dāng)前系統(tǒng)和模型層級中在此系統(tǒng)之下的所有系統(tǒng)，并帶有查看封裝模塊和庫模塊內(nèi)容的選項。All systems：打印模型中的所有系統(tǒng)，并帶有查看封裝模塊和庫模塊內(nèi)容的選項。 第1章 Simulink基礎(chǔ)在打印時，每個系統(tǒng)方塊圖都會帶有

31、輪廓框，當(dāng)選擇Current system and below或All systems選項時，會激活Options選項區(qū)中的Look under mask dialog和Expand unique library links選項，圖1-23是選擇All system選項后的對話框窗口。 第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-23 第1章 Simulink基礎(chǔ)用戶可以根據(jù)需要選擇下面的復(fù)選框：Include Print Log：打印記錄列出被打印的模塊和系統(tǒng)。若要打印打印記錄，可選擇Include Print Log復(fù)選框。Look under mask dialog：當(dāng)打印所有系統(tǒng)時，最頂層的系統(tǒng)

32、被看做是當(dāng)前系統(tǒng)，若當(dāng)前系統(tǒng)模塊中有封裝子系統(tǒng)或者在當(dāng)前系統(tǒng)模塊之下有封裝子系統(tǒng)，則Simulink會查看當(dāng)前系統(tǒng)之下的任何封裝模塊。選擇Look under mask dialog復(fù)選框后，可打印封裝子系統(tǒng)中的內(nèi)容。 Expand unique library links：當(dāng)庫模塊是系統(tǒng)時，選擇Expand unique library links復(fù)選框后，可打印庫模塊中的內(nèi)容。不管模型中包含的模塊被拷貝了多少次，打印時只拷貝一次模塊。 第1章 Simulink基礎(chǔ)Frame：選擇Frame復(fù)選框后，可在每個方塊圖上打印帶有標(biāo)題的模塊框圖(可在相鄰的編輯框內(nèi)鍵入這個標(biāo)題模塊框圖的路徑)。用戶

33、也可以用MATLAB打印框圖編輯器(PrintFrame Editor)創(chuàng)建用戶化的標(biāo)題模塊框圖，詳細(xì)內(nèi)容參看1.6節(jié)。Enable tiled printing for all systems：缺省時，Simulink為了使模塊方塊圖適合打印紙的大小，會在打印過程中自動縮放方塊圖，也就是說，Simulink會放大比較小的方塊圖或者縮小比較大的方塊圖，以便把這些模型方塊圖打印在一張紙上，當(dāng)然，經(jīng)過縮放后的方塊圖在可讀性上要差一些。如果選擇Enable tiled printing for all systems復(fù)選框，那么在打印時就不會損失模型的清晰度和可讀性。用戶可以控制所打印方塊圖的頁數(shù)和

34、大小，而且，Simulink會為模型中的每個系統(tǒng)提供不同的平鋪打印設(shè)置。用戶還可以自定義所打印圖像的外觀，以便最大限度地滿足自己的需求。如果要為某個模型打開平鋪打印設(shè)置項，則可以在模型窗口中選擇File菜單下的Enable Tiled Printing命令，如圖1-24所示。如果要為所有的模型打開平鋪打印設(shè)置項，則需要選擇打印對話框中的Enable tiled printing for all systems復(fù)選框，那么所有的模型都會擁有平鋪打印功能，而且此項設(shè)置會自動修改單個模型中的該項設(shè)置。第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-24 第1章 Simulink基礎(chǔ)1.5.2 生成模型報告生成模型

35、報告Simulink模型報告是描述模型結(jié)構(gòu)和內(nèi)容的HTML文檔，報告包括模型方塊圖和子系統(tǒng)，以及模塊參數(shù)的設(shè)置。要生成當(dāng)前模型的報告，可從模型窗口的File菜單下選擇Print details命令，打開Print Details對話框，如圖1-25所示。 第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-25 第1章 Simulink基礎(chǔ)這個對話框有兩個選項區(qū)：File location/naming options(文件位置/名稱選項)和System reporting options(系統(tǒng)報告選項)。在File location/naming options選項區(qū)內(nèi)，用戶可以利用Directory(路徑)

36、參數(shù)指定報告文件的保存位置和名稱，Simulink會在用戶指定的路徑下保存生成的HTML報告。Directory參數(shù)有三個選項：Current(pwd)選項用于指定系統(tǒng)的當(dāng)前路徑；Temporary(tempdir)選項用于指定系統(tǒng)的臨時路徑(缺省值)；Other選項用于在相鄰的編輯框內(nèi)指定其他的路徑。Increment filename to prevent overwriting old files復(fù)選框增加文件名以防止復(fù)寫舊文件，也就是每次在當(dāng)前會話期為相同的模型生成報告時都生成唯一的報告文件名，這樣就保護了每一個報告。 第1章 Simulink基礎(chǔ)在System reporting o

37、ptions選項區(qū)內(nèi)，用戶可以選擇下列報告選項：Current object：在報告中只包括當(dāng)前所選對象；Current and above：在報告中包括當(dāng)前對象和在當(dāng)前對象之上的所有模型級別；Current and below：在報告中包括當(dāng)前對象和在當(dāng)前對象之下的所有模型級別；Entire model：在報告中包括整個模型；Look under mask dialog：在報告中包括封裝子系統(tǒng)的內(nèi)容；Expand unique library links：在報告中包括子系統(tǒng)的庫模塊內(nèi)容，每個子系統(tǒng)在報告中只描述一次，也就是說，即使這個子系統(tǒng)在模型中的多處位置上出現(xiàn)，報告中也只會給出一次說明。

38、 第1章 Simulink基礎(chǔ)完成報告選項的設(shè)置后，單擊Print按鈕，Simulink會在系統(tǒng)缺省的HTML瀏覽器內(nèi)生成HTML報告并在消息面板內(nèi)顯示狀態(tài)消息。這里以房屋熱力學(xué)系統(tǒng)模型為例，使用缺省設(shè)置生成該系統(tǒng)的模型報告，單擊Print按鈕后，模型的消息面板替換了Print Details對話框，用戶可以在消息面板的頂部單擊“向下”按鈕，從列表中選擇消息的詳細(xì)級別，如圖1-26所示。 第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-26 第1章 Simulink基礎(chǔ)在報告生成過程開始時，Print Details對話框內(nèi)的Print按鈕將變?yōu)镾top按鈕，單擊這個按鈕可終止報告的生成。當(dāng)報告生成過程結(jié)束

39、時，Stop按鈕變?yōu)镺ptions按鈕，單擊這個按鈕后，將顯示報告生成選項，并允許用戶在不必重新打開Print Details對話框的情況下生成另一個報告。圖1-27是Thermal Model of a House系統(tǒng)的HTML模型報告，報告中詳細(xì)列出了模型層級、仿真參數(shù)值、組成系統(tǒng)模型的模塊名稱和各模塊的設(shè)置參數(shù)值等。第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-27 第1章 Simulink基礎(chǔ)1.6 打印邊框編輯器打印邊框編輯器打印邊框編輯器(PrintFrame Editor)是一個圖形用戶接口，用戶可以用它創(chuàng)建和編輯Simulink方塊圖和Stateflow方塊圖的打印邊框。在這個邊框內(nèi)，用戶

40、可以添加被打印模型的文本描述。這是一個很有用的功能，在打印項目報告時可以利用它來說明模型方塊圖的信息。1.6.1 用戶接口用戶接口在MATLAB命令行中鍵入frameedit命令，可以打開一個帶有缺省打印邊框的PrintFrame Editor窗口，如圖1-28所示。第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-28 第1章 Simulink基礎(chǔ)用戶也可以用frameedit filename命令打開特定文件名的PrintFrame Editor窗口，這個文件是一個擴展名為fig的圖形文件。缺省時的打印邊框是一個只有兩行的表格，上面一行有一個單元格，下面一行有兩個單元格，單元格中顯示的是缺省信息，用戶可以

41、保留或刪除這些缺省信息，也可以增加新的單元格。 第1章 Simulink基礎(chǔ)1.6.2 設(shè)計打印邊框設(shè)計打印邊框在利用PrintFrame Editor窗口創(chuàng)建打印邊框之前，首先應(yīng)考慮用戶想要在邊框內(nèi)包含的信息以及這些信息的顯示方式。這些信息包括變量信息和靜態(tài)信息。變量信息在打印時自動提供，如方塊圖正在打印的數(shù)據(jù)；靜態(tài)信息是指由用戶輸入的信息，如模型方塊圖的名稱和地址。在設(shè)計打印邊框時，可以為一個特定的方塊圖設(shè)計打印邊框，也可以設(shè)計適用于不同方塊圖的通用打印邊框。 第1章 Simulink基礎(chǔ)1設(shè)置紙張設(shè)置紙張建議用戶先指定打印邊框使用的紙張。這是因為，如果用戶先創(chuàng)建了邊界并添加了某些信息，然

42、后再改變紙張設(shè)置，那么新紙張中單元格內(nèi)的信息可能與單元格不匹配，用戶可能不得不重新更改邊界和信息位置。在PrintFrame Editor窗口中選擇File菜單下的Page Setup命令，打開PrintFrame Page Setup對話框，如圖1-29所示。用戶可以在PrintFrame Page Setup對話框內(nèi)設(shè)置如下參數(shù)： 第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-29第1章 Simulink基礎(chǔ)Paper Type：紙張類型，如A4。Paper Orientation：紙張方向，有兩個選項，Portrait為縱向，Iandscape為橫向。Margins：頁邊界，分別指定紙張的Top(上

43、)、Bottom(下)、Left(左)、Right(右)邊界，Units為邊界值的單位。設(shè)置完成后，單擊對話框中的Apply按鈕，觀看設(shè)置后的紙張效果，單擊OK按鈕關(guān)閉對話框。 第1章 Simulink基礎(chǔ)2創(chuàng)建邊框創(chuàng)建邊框(行和單元行和單元)設(shè)置完紙張后，用戶可以指定設(shè)置方塊圖和顯示信息的邊框(單元)。在已有的行上單擊即可選中該行，如果一行由多個單元組成，那么單擊該行上的任一單元都能選中這一行。當(dāng)該行被選中時，在單元格的四個角上會顯示四個句柄，如果只有兩個句柄，那么選中的是線，而不是行，如圖1-30所示。 第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-30 第1章 Simulink基礎(chǔ)第1章 Simul

44、ink基礎(chǔ)第1章 Simulink基礎(chǔ)3向單元格內(nèi)添加信息向單元格內(nèi)添加信息首先選中需要添加內(nèi)容的單元格，然后從下拉列表中選擇一種信息類型，如圖1-31所示，單擊“添加”按鈕，在選中的單元格內(nèi)就會出現(xiàn)包含所需信息類型的編輯框。當(dāng)向單元格內(nèi)添加Text信息類型時，可在單元編輯框內(nèi)鍵入所需的文本內(nèi)容，如組織結(jié)構(gòu)圖的名稱等，并用“對齊”按鈕排列文本內(nèi)容。其他的信息類型包括：Block Diagram：這個選項指定方塊圖的打印位置，是一個必選項，如果在任何一個單元格內(nèi)均未選擇該選項，則無法保存打印邊框，因此也就不能打印帶有打印邊框的方塊圖。 第1章 Simulink基礎(chǔ)Date：打印方塊圖和打印邊框的

45、日期，格式為dd-mmm-yyyy，例如05-Dec.-1997。Time：打印方塊圖和打印邊框的時間，格式為hh:mm，例如14:22。Page Number：方塊圖的打印頁碼。 Total Pages：被打印方塊圖的總頁數(shù)，它取決于用戶的打印選項。System Name：被打印方塊圖的名稱。Full System Name：被打印方塊圖的名稱，包括從根系統(tǒng)到當(dāng)前系統(tǒng)的位置，例如engine/Throttle & Manifold。File Name：方塊圖的文件名，例如engine.mdl。Full File Name：方塊圖的完整路徑和文件名，例如matlabtoolboxsim

46、ulink simdemos engine.mdl。 第1章 Simulink基礎(chǔ)注意：添加系統(tǒng)名或添加文件名并不表示用戶要在打印邊框編輯器內(nèi)指定Simulink或Stateflow系統(tǒng)名或文件名，它的意思是指當(dāng)用戶從Simulink或Stateflow中打印方塊圖時，Simulink或Stateflow方塊圖中的系統(tǒng)名或文件名會自動打印在打印邊框中指定的單元。 第1章 Simulink基礎(chǔ)用戶可以在一個單元格內(nèi)添加多個信息條目或文本，當(dāng)添加非文本類型的變量信息類型時，在信息編輯框內(nèi)會自動添加一個百分號%，并在其后用角括號來標(biāo)識信息類型，如選擇Page Number時，編輯框內(nèi)會顯示%。 第1

47、章 Simulink基礎(chǔ)注意：在包含模型方塊圖的單元格內(nèi)，如圖1-32中信息類型為%的單元格，用戶不能再添加其他的信息條目或文本，%必須是單元格內(nèi)的唯一信息類型，如果還有其他的信息類型，那么Simulink無法保存打印邊框，因此也就不能打印帶有方塊圖的打印邊框。第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-32第1章 Simulink基礎(chǔ)1.6.3 打印邊框示例打印邊框示例這里以Simulink中的房屋熱力學(xué)系統(tǒng)演示模型為例，說明如何創(chuàng)建打印邊框，并利用打印邊框打印房屋熱力學(xué)系統(tǒng)模型。(1) 在MATLAB命令行中鍵入frameedit命令，打開PrintFrame Editor對話框，選擇File菜單下

48、的Page Setup命令，設(shè)置打印紙。這里設(shè)置Paper Type為A4紙，Paper Orientation選擇為Landscape，Margins設(shè)置為0.75 inches，單擊OK按鈕關(guān)閉Page Setup對話框。第1章 Simulink基礎(chǔ)(2) 按圖1-32的設(shè)計方式編輯打印邊框，單擊“添加行”按鈕，在缺省的打印邊框頁面中的上一行添加新行，并輸入一段文本信息：“Thermal Model of a House，MATLAB Simulink Demo Model”，然后單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中設(shè)置文本字體的大小及格式。(3) 編輯完打印邊框后，將打印邊框保存為MyPrint

49、Frame.fig。 (4) 在Simulink窗口中打開sldemo_ househeat模型，雙擊模型中的House子系統(tǒng)模塊，該子系統(tǒng)將在一個新窗口中打開。選擇新窗口中File菜單下的Print命令，打開Print Model對話框，在對話框的Options選項區(qū)內(nèi)選擇Frame復(fù)選框，并單擊編輯框右側(cè)的按鈕，選擇已保存的打印邊框文件，如圖1-33所示。 第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-33 第1章 Simulink基礎(chǔ)(5) 設(shè)置完其他的打印選項后，單擊OK按鈕打印帶有打印邊框的Sldemo_househeat /House子系統(tǒng)，最終的打印結(jié)果如圖1-34所示。 第1章 Simul

50、ink基礎(chǔ) Thermal Model of a House MATLAB Simulink Demo Model Sldemo_househeat/House 1 / 1 打印邊框的邊界 打印邊框內(nèi)的靜態(tài)信息 0.75 英寸頁邊距 打印邊框內(nèi)的變量信息 Simulink方塊圖 圖1-34 第1章 Simulink基礎(chǔ)1.7 Simulink參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置用戶可以為Simulink模型指定缺省選項，這可以在Simulink的Preferences對話框中實現(xiàn)。首先在模型窗口中選擇File菜單中的Preferences命令，打開如圖1-35所示的Preferences對話框。 第1章 Simu

51、link基礎(chǔ)圖1-35 第1章 Simulink基礎(chǔ)1.7.1 常用常用Simulink參數(shù)參數(shù)在Preferences對話框的左側(cè)面板中選擇Simulink結(jié)點，則在對話框的右側(cè)顯示Simulink Preferences選項區(qū)，如圖1-36所示。在這個選項區(qū)中，用戶可以設(shè)置所有Simulink模型的缺省選項。第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-36 第1章 Simulink基礎(chǔ)1. Window reuse該選項用來指定Simulink是使用當(dāng)前窗口還是打開新窗口來顯示模型子系統(tǒng)?？梢赃x擇的參數(shù)如圖1-37所示。 圖1-37 第1章 Simulink基礎(chǔ)重新分配窗口可以避免用戶窗口界面混亂。

52、如果用戶想要查看子系統(tǒng)模型，那么為子系統(tǒng)模型再打開一個窗口，就可以在界面上同時查看子系統(tǒng)模型及其上層系統(tǒng)的模型(即父窗口中的模型)。none選擇該選項后，當(dāng)雙擊模型中的子系統(tǒng)時，子系統(tǒng)模型會在新窗口中打開，而父窗口模型并不會關(guān)閉。當(dāng)按下Esc鍵時，會將焦點移到父窗口，也可以通過單擊操作在子系統(tǒng)模型窗口和父窗口模型之間切換。replace選擇該選項后，當(dāng)雙擊模型中的子系統(tǒng)時，子系統(tǒng)模型會在新窗口中打開，同時關(guān)閉父窗口模型。當(dāng)按下Esc鍵時，父窗口模型顯示，而子系統(tǒng)模型關(guān)閉。 第1章 Simulink基礎(chǔ)reuse選擇該選項后，當(dāng)雙擊模型中的子系統(tǒng)時，子系統(tǒng)模型會在當(dāng)前窗口中打開，同時關(guān)閉父窗口模

53、型。當(dāng)按下Esc鍵時，會在當(dāng)前窗口中顯示父窗口模型。mixed選擇該選項后，當(dāng)雙擊模型中的子系統(tǒng)時，子系統(tǒng)模型會在新窗口中打開，而父窗口模型并不會關(guān)閉。當(dāng)按下Esc鍵時，將關(guān)閉子系統(tǒng)模型窗口。 第1章 Simulink基礎(chǔ)2. Model Browser該選項的作用是，當(dāng)用戶打開模型時，指定Simulink是否顯示模型瀏覽器，是否在瀏覽器中顯示子系統(tǒng)中的模塊，以及是否顯示封裝子系統(tǒng)中的內(nèi)容。Show masked subsystems選擇該選項后，在用戶打開模型瀏覽器時，瀏覽器窗口的左側(cè)會以樹狀列表的形式缺省顯示封裝子系統(tǒng)。Show library links選擇該選項后，在用戶打開模型瀏覽器

54、時，瀏覽器窗口將缺省顯示庫模塊之間的連接。Browser initially visible選擇該選項后，在用戶打開模型瀏覽器時，Simulink會缺省顯示打開的模型。 第1章 Simulink基礎(chǔ)圖1-38 第1章 Simulink基礎(chǔ)3. Display該選項用來指定是否用粗線顯示模塊之間相連的非標(biāo)量信號線，是否在模型方塊圖中顯示端口的數(shù)據(jù)類型。Wide nonscalar lines選擇該選項后，表示用加寬的線條繪制非標(biāo)量的信號線，即加寬繪制向量信號或矩陣信號。Show port data types選擇該選項后，表示在模塊的輸出端口處顯示端口的數(shù)據(jù)類型。第1章 Simulink基礎(chǔ)4. Model File Change Notification該選項的作用是，當(dāng)用戶更新、仿真、編輯或保存模型時，指定是否通知用戶磁盤中保存的模型已發(fā)生改變。當(dāng)多用戶操作時會出現(xiàn)這種情況。Updating or simulating the model：如果選擇這個復(fù)選框，則可以Action列表中