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第1章 Simulink基础1

1.1 Simulink简介1

1.2　运行Simulink演示程序2

1.2.1　运行房屋热力学系统演示模型2

1.2.2　房屋热力学系统模型说明4

1.2.3　其他Simulink演示程序7

1.3　建立一个简单的Simulink模型7

1.4　保存Simulink模型11

1.5　打印及HTML报告13

1.5.1　打印模型13

1.5.2　生成模型报告15

1.6　打印边框编辑器16

1.6.1　用户接口17

1.6.2　设计打印边框17

1.6.3　打印边框示例19

1.7 Simulink参数设置21

1.7.1 常用Simulink参数21

1.7.2 Simulink字体参数24

1.7.3 Simulink仿真参数25

第2章 Simulink模块操作27

2.1 模块操作27

2.1.1 Simulink模块类型27

2.1.2 自动连接模块28

2.1.3 手动连接模块30

2.2 改变模块外观30

2.2.1 改变模块方向31

2.2.2 改变模块名称31

2.2.3 指定方块图颜色32

2.3 设置模块参数33

2.3.1 设置模块特定参数33

2.3.2 来自工作区的模块参数34

2.4 标注方块图35

2.4.1 编辑标注35

2.4.2 在标注中使用TeX格式命令35

2.5 模块属性对话框36

2.6 显示模块输出39

2.6.1 设置输出提示39

2.6.2 模块输出提示选项41

2.7 控制和显示模块的执行顺序41

2.7.1 指定模块优先级41

2.7.2 显示模块执行顺序42

2.8 查表编辑器42

2.8.1 编辑查询表数值42

2.8.2 显示N-维表45

2.8.3 绘制LUT表曲线46

2.8.4 编辑自定义LUT模块46

2.9 鼠标和键盘操作概述47

第3章 Simulink信号操作50

3.1 信号基础50

3.1.1 信号属性及分类50

3.1.2 信号的线型54

3.1.3 确定输出信号的维数54

3.1.4 确定信号及参数维数的准则55

3.1.5 输入和参数的标量扩展56

3.1.6 设置信号属性57

3.2 信号及示波器管理器60

3.2.1 信号及示波器管理器对话框60

3.2.2 信号选择对话框63

3.3 显示信号67

3.3.1 显示信号属性68

3.3.2 信号标签69

3.3.3 信号标签的传递70

3.3.4 操作信号标签71

3.4 多维数组信号的连接71

3.5 信号组操作73

3.5.1 创建信号组74

3.5.2 编辑信号组75

3.5.3 编辑信号76

3.5.4 编辑波形78

3.5.5 设置输入信号的时间范围80

3.5.6 输出信号组数据及波形81

3.5.7 用信号组仿真81

3.5.8 仿真选项对话框82

3.6 复合信号84

3.6.1 混合信号85

3.6.2 总线信号86

3.6.3 总线对象88

第4章 Simulink动态系统建模91

4.1 创建动态系统模型的要素91

4.1.1 方块图91

4.1.2 系统函数92

4.1.3 状态92

4.1.4 模块参数94

4.1.5 模块采样时间95

4.1.6 用户模块95

4.1.7 系统和子系统95

4.1.8 信号96

4.1.9 模块方法和模型方法96

4.1.10 仿真算法97

4.2 Simulink开放式动态系统建模98

4.3 动态系统数学模型分类99

4.3.1 常微分方程99

4.3.2 差分方程101

4.3.3 代数方程102

4.3.4 组合系统103

4.4 建立方程模型104

4.4.1 建立代数方程模型104

4.4.2 建立简单的连续系统模型108

4.4.3 选择最佳的数学模型109

4.4.4 避免无效循环111

4.4.5 建模提示113

第5章 Simulink仿真设置114

5.1 仿真基础114

5.1.1 设定仿真参数114

5.1.2 控制仿真执行115

5.1.3 交互运行仿真116

5.2 设置仿真算法116

5.2.1 设置仿真时间117

5.2.2 设置仿真算法117

5.2.3 设置仿真步长122

5.2.4 计算仿真步长125

5.2.5 设置误差容限126

5.3 工作区输入／输出设置128

5.3.1 从基本工作区中装载输入129

5.3.2 把输出结果保存到工作区132

5.3.3 装载和保存状态134

5.3.4 设置输出选项134

5.4 输出信号的显示136

5.4.1 Scope模块和XY Graph模块的使用136

5.4.2 悬浮Scope模块和Display模块的使用138

5.4.3　返回变量的使用141

5.4.4　To Workspace模块的使用141

第6章　Simulink动态系统仿真144

6.1 Simulink动态系统仿真过程144

6.1.1 模型编译阶段144

6.1.2 模型链接阶段145

6.1.3 仿真循环阶段146

6.1.4 求解器的分类148

6.2 离散系统仿真149

6.2.1 差分方程的实现149

6.2.2 指定采样时间150

6.2.3 采样时间的传递152

6.2.4 确定离散系统的步长154

6.2.5 多速率系统155

6.2.6 线性离散系统157

6.3 连续系统仿真159

6.3.1 微分方程的实现159

6.3.2 线性连续系统160

6.4 混合系统仿真166

6.5 模型离散化169

6.5.1 模型离散化GUI170

6.5.2 查看离散化模型174

6.5.3 从Simulink模型中离散化模块175

6.6 诊断仿真错误176

6.6.1 仿真诊断查看器177

6.6.2 创建用户仿真错误消息178

6.7 改善仿真性能和精度179

6.7.1 提高仿真速度180

6.7.2 改善仿真精度180

6.8 综合实例182

6.8.1 坐标系及其转换183

6.8.2 转换矩阵算法的Simulink实现183

6.8.3 惯性测量输出的Simulink实现186

6.8.4 刚体角速度在惯性空间中矢量的Simulink实现188

6.8.5 空间姿态角计算188

第7章 高级仿真概念191

7.1 过零检测191

7.1.1 过零检测的工作方式191

7.1.2 过零检测的实现方式192

7.1.3 使用过零检测194

7.1.4 关闭过零检测197

7.2 处理代数循环199

7.2.1 代数约束199

7.2.2 非代数的直接馈通环201

7.2.3 切断代数环202

7.2.4 消除代数环203

7.2.5 高亮显示代数环205

7.3 高级积分器206

7.3.1 积分器模块参数对话框207

7.3.2 创建自重置积分器211

7.3.3 在使能子系统间传递状态213

7.4 仿真诊断选项设置215

7.4.1 仿真算法诊断设置215

7.4.2 采样时间诊断设置219

7.4.3 数据验证诊断设置220

7.4.4 类型转换诊断设置225

7.4.5 连接诊断设置225

7.4.6 兼容性诊断设置228

7.4.7 模型引用诊断设置232

7.5 仿真性能优化设置234

第8章 使用命令行仿真238

8.1 通过命令行仿真238

8.1.1 基本命令行语法——sim命令238

8.1.2 设置仿真参数——simset命令243

8.1.3 获取仿真参数——simget命令247

8.1.4 获取模型属性——get_param命令248

8.1.5 设置模型参数——set_param命令250

8.1.6 绘制仿真曲线——simplot命令251

8.1.7 确定模型状态252

8.2 模型线性化253

8.2.1 模型线性化命令253

8.2.2 连续系统模型线性化255

8.2.3 离散系统模型线性化257

8.2.4 线性化模型分析257

8.3 寻找平衡点258

8.4 编写模型和模块的回调函数263

8.4.1 跟踪回调函数263

8.4.2 创建模型回调函数264

8.4.3 创建模块回调函数264

第9章 使用子系统266

9.1 创建子系统266

9.1.1 Simulink子系统定义266

9.1.2 创建子系统268

9.1.3 浏览层级子系统269

9.2 创建条件执行子系统271

9.2.1 使能子系统272

9.2.2 触发子系统278

9.2.3 触发使能子系统284

9.2.4 创建交替执行子系统285

9.2.5 函数调用子系统288

9.3 控制流语句290

9.3.1 If-Else控制流语句290

9.3.2 Switch控制流语句293

9.3.3 While控制流语句296

9.3.4 For控制流语句301

9.3.5 Stateflow图和控制流语句的比较305

第10章 封装子系统308

10.1 封装子系统概述308

10.1.1 封装特征308

10.1.2 封装举例310

10.2 封装编辑器313

10.2.1 Icon选项页的设置313

10.2.2 Parameters选项页的设置317

10.2.3 Initialization选项页的设置320

10.2.4 Documentation选项页的设置322

10.3 创建封装模块的动态对话框323

10.3.1 设置封装模块对话框参数324

10.3.2 预定义封装对话框参数324

10.4 自定义库操作329

10.4.1 建立和使用库330

10.4.2 库连接状态332

10.4.3 显示库关联及信息333

10.4.4 把用户库添加到Simulink库浏览器中334

10.5 可配置子系统334

10.5.1 创建可配置子系统335

10.5.2 映射I/O端口336

第11章　Simulink调试器340

11.1 调试器概述340

11.1.1 启动调试器340

11.1.2 调试器的图形用户接口341

11.1.3 调试器的命令行接口341

11.1.4 调试器命令343

11.2 调试器控制344

11.2.1 连续运行仿真344

11.2.2 继续仿真344

11.2.3 单步运行仿真346

11.3 设置断点348

11.3.1 设置无条件断点349

11.3.2 设置有条件断点350

11.4 显示仿真信息352

11.4.1 显示模块I/O352

11.4.2 显示代数环信息353

11.4.3 显示系统状态354

11.4.4 显示求解器信息354

11.5 显示模型信息355

11.5.1 显示模型中模块的执行顺序355

11.5.2 显示模块356

第12章 编写M语言S-函数360

12.1 S-函数360

12.1.1 S-函数的定义360

12.1.2 S-函数的工作方式361

12.2 在模型中创建S-函数363

12.2.1 在模型中使用S-函数363

12.2.2 向S-函数中传递参数364

12.2.3 何时使用S-函数365

12.3 S-函数的概念365

12.3.1 直接馈通366

12.3.2 动态设置数组维数366

12.3.3 设置采样时间和偏移量367

12.4 编写M语言S-函数368

12.4.1 M文件S-函数模板368

12.4.2 定义S-Function模块特征370

12.5 M文件S-函数范例370

12.5.1 无状态M文件S-函数371

12.5.2 连续状态S-函数376

12.5.3 离散状态S-函数382

12.5.4 混合系统S-函数388

附录391

附录A 模型和模块参数391

A.1 模型参数391

A.2 共用模块参数411

A.3 专用模块参数415

A.4 封装参数425

附录B 模型和模块回调函数429

B.1 模型回调函数429

B.2 模块回调函数429

附录C Simulink模块简介432

C.1 输入源模块库（Sources）432

C.2 接收模块库（Sinks）433

C.3 连续系统模块库（Continuous）434

C.4 离散系统模块库（Discretes）435

C.5 数学运算模块库（Math Operations）436

C.6 信号路由模块库（Signal Routing）437

C.7 信号属性模块库（Signal Attributes）439

C.8 非线性模块库（Discontinuous）440

C.9 查询表模块库（Look-Up Tables）441

C.10 用户定义函数模块库（User-Defined Functions）441

C.11 模型验证模块库（Model Verification）442

C.12 端口和子系统模块库（Ports ＆ Subsystems）443

C.13 模型实用模块库（Model-Wide Utilities）444

附录D MATLAB可用的TeX字符集446