Simulink 是一個面向多域仿真并和基于模型設(shè)計的框模塊圖環(huán)境。它支持系統(tǒng)級設(shè)計、仿真、自動代碼生成以及嵌入式系統(tǒng)的連續(xù)測試和驗證。
Simulink 提供有圖形編輯器、可自定義的定制模塊庫以及和求解器,能夠進行動態(tài)系統(tǒng)建模和仿真。通過與 MATLAB 集成,使您不僅能夠?qū)?MATLAB 算法融合到并入模型中,而且可以還能將仿真結(jié)果導(dǎo)出至 MATLAB 做進一步分析。
主要特性
圖形編輯器,可用于構(gòu)建和管理具有層次關(guān)系的框圖
預(yù)定義模塊庫,可用于構(gòu)建連續(xù)時間和離散時間系統(tǒng)模型
仿真引擎,配有固定步長和可變步長 ODE 求解器
通過示波器和數(shù)據(jù)顯示,可以查看仿真結(jié)果
項目和數(shù)據(jù)管理工具,可用于管理模型文件及數(shù)據(jù)
模型分析工具,可用于優(yōu)化模型架構(gòu)以及提高仿真速度
MATLAB 函數(shù)塊,可用于將 MATLAB 算法導(dǎo)入模型中
代碼繼承工具 (Legacy Code Tool),可用于將 C 和 C++ 代碼導(dǎo)入模型中
主要特性
1. 模型構(gòu)建
Simulink 提供了一套預(yù)定義模塊,加以組合即可創(chuàng)建詳細的系統(tǒng)框圖。有關(guān)層次建模、數(shù)據(jù)管理和子系統(tǒng)自定義等工具可使您簡明而準確地描繪最為復(fù)雜的系統(tǒng)。
選擇模塊:Simulink 庫瀏覽器包含系統(tǒng)建模常用的模塊庫。
構(gòu)建和編輯模型:將模塊從 Simulink 庫瀏覽器拖入 Simulink 編輯器中即可構(gòu)建模型,并可用于全面控制模型中的內(nèi)容和操作。
模型層次結(jié)構(gòu)導(dǎo)覽:Simulink 中的資源管理器欄和模型瀏覽器有助于您在模型中導(dǎo)航。資源管理器欄可指示當(dāng)前查看的層級,使您得以在層次結(jié)構(gòu)中上、下移動。
管理信號和參數(shù):Simulink 模型既包含含信號也包含參數(shù)。信號是由連接模塊的線條所表示的時變數(shù)據(jù)。參數(shù)是定義系統(tǒng)動態(tài)和行為的系數(shù)。
顯示 Signal Attributes(信號屬性)選項卡的模塊對話框。
2. 模型仿真
您可以對系統(tǒng)的動態(tài)行為進行仿真,并在運行仿真時查看結(jié)果。為確保仿真速度和精度,Simulink 提供了固定步長和可變步長 ODE 求解器、圖形化調(diào)試器以及模型探查器。
選擇求解器
求解器是利用模型中所含的信息來計算系統(tǒng)動態(tài)行為的數(shù)值積分算法。Simulink 提供的求解器可支持多種系統(tǒng)的仿真,其中包括任何規(guī)模的連續(xù)時間(模擬)、離散時間(數(shù)字)、混雜(混合信號)和多采樣率系統(tǒng)。
顯示 Solver(求解器)窗格的 Configuration Parameters(配置參數(shù))對話框。
運行仿真
您可以通過 Simulink 編輯器以交互的方式運行仿真,或者通過 MATLAB 命令行按部就班地運行仿真。仿真有以下三種模式:
Normal(標準,默認設(shè)置),以解釋的方式對模型進行仿真
Accelerator(加速器),通過創(chuàng)建和執(zhí)行已編譯的目標代碼來提高仿真性能,而且在仿真過程中依然能夠靈活地更改模型參數(shù)
Rapid Accelerator(快速加速器),通過創(chuàng)建能夠在 Simulink 外部的第二個處理內(nèi)核上運行的可執(zhí)行程序,能夠比 Accelerator(加速器)模式更快地進行模型仿真
為了縮短運行多個仿真所需的時間,可以在一臺多核計算機或計算機集群上并行運行這些仿真。
3. 仿真結(jié)果分析
運行仿真后,可以在 MATLAB 和 Simulink 中分析仿真結(jié)果。Simulink 含帶了多種有助于了解仿真行為的調(diào)試工具。
查看仿真結(jié)果
使用 Simulink 中提供的顯示器和示波器查看信號,可以實現(xiàn)仿真行為可視化。您還可以查看仿真數(shù)據(jù)檢查器內(nèi)的仿真數(shù)據(jù),從中比較來自多次仿真的多組信號。
再者,您還可以使用 MATLAB 構(gòu)建自定義的 HMI 顯示屏,或者將信號記錄到 MATLAB 工作區(qū),以便使用 MATLAB 算法以及可視化工具來查看和分析數(shù)據(jù)。
調(diào)試仿真
Simulink 支持使用仿真步進器 (Simulation Stepper) 進行調(diào)試,以便于前后逐步查看示波器上的仿真數(shù)據(jù),或檢查系統(tǒng)改變狀態(tài)的方式及時間。
您可以通過 Simulink 調(diào)試器以逐個方法來地運行仿真,并檢查相應(yīng)方法的執(zhí)行結(jié)果。在模型仿真過程中,您可以顯示有關(guān)模塊狀態(tài)、模塊輸入與輸出以及在 Simulink 編輯器中執(zhí)行模塊方法等方面的信息。
仿真過程中逐步后退和前進,分析系統(tǒng)行為。
4. 項目管理
Simulink 提供了眾多有助于管理與項目相關(guān)的文件、組件及大量數(shù)據(jù)的工具。
管理與項目相關(guān)的文件:Simulink Projects 是一款交互式工具,可用于管理項目文件,連接源代碼管理軟件。
構(gòu)建設(shè)計組件:Simulink 可以方便地進行基于組件的建模和模塊化設(shè)計。您可以將模型分割成若干設(shè)計組件,然后分別對每個組件進行建模、仿真和驗證。
管理大規(guī)模數(shù)據(jù):Simulink 提供的總線信號可用于管理模型中的大量信號數(shù)據(jù)。使用總線信號,可以將多個信號合并到一個對象中,以便于這些信號與另一個模塊建立連接。您還可以定義總線陣列,以便在一個包中管理一組總線對象。
Simulink 提供的總線信號可用于管理模型中的大量信號數(shù)據(jù)。使用總線信號,可以將多個信號合并到一個對象中,以便于這些信號與另一個模塊建立連接。您還可以定義總線陣列,以便在一個包中管理一組總線對象。
5. 硬件連接
您可以將 Simulink 模型與硬件相連接,以便實現(xiàn)快速原型開發(fā)、硬件在環(huán) (HIL) 仿真和嵌入式系統(tǒng)部署。
在硬件上運行仿真
Simulink 提供了有關(guān)在低成本目標硬件上進行模型的原型開發(fā)、測試和運行的內(nèi)置支持,其中包括 Arduino、LEGO MINDSTORM NXT、PandaBoard 和 BeagleBoard。您可以在 Simulink 中設(shè)計有關(guān)控制系統(tǒng)、機器人、音頻處理和計算機視覺應(yīng)用的算法,并查看其實時執(zhí)行情況。
生成代碼
Simulink 模型經(jīng)過配置后便可用來生成代碼。通過將 Simulink 與附加代碼生成產(chǎn)品配合使用,可以直接由模型來生成 C 和 C++、HDL 或 PLC 代碼。
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