MATLAB的Simulink常用模块(一)（matlab-simulink）

在MATLAB的Simulink中有些常用的模块，今天主要介绍常数模块、示波器模块、以及模块属性的操作函数。

1.模块的构成元素

输入/输出端口：作为模块之间传递数据的纽带，连接输入信号和输出信号。
模块外观：通常为矩形或圆形，上面带有说明文字或图像并显示有输出
/输出端口名。
模块对话框：双击模块外观后弹出的参数GUI，可以在参数控件上进行参数设置。

2.Matlab/Simulink快捷键

2.1 模型调整

Alt + Enter：为选定模块设置主要参数
Ctrl + Shift + I：打开或隐藏 Property Inspector
Shift + 拖动句柄：调整模块大小，保持相同的高宽比
Ctrl + 拖动句柄：从中心调整模块大小
Ctrl + R：顺时针旋转模块 顺时针旋转90°
Ctrl + Shift + R：逆时针旋转模块
Ctrl + I：翻转模块
Ctrl + F：查找模块
Ctrl + M：封装模块
Ctrl + U：在模块封装下查找
Ctrl + Shift + Y：注释模块
Ctrl + Shift + X：注释掉或取消注释模块
Ctrl + K：刷新Mode模块
Ctrl + L：对于链接模块，转到父模块的库
Ctrl + H：打开 Model Explorer

2.2 仿真键盘快捷键

Ctrl + E：打开 Configuration Parameters对话框
Ctrl + D：更新图
Ctrl + T：开始仿真
Ctrl + Shift + T：停止仿真
Ctrl + B：构建模型（用于代码生成）

2.3 调试和断点键盘快捷方式

F10：步骤
F11：步入
Shift + F11：步出
F5：运行
F12：设置/清除断点
Ctrl + J：查看simple time
视图放大：r
视图缩小：v

3.模块的常用属性和参数

clc;
clear all;
close all;
% 获取模块的属性
% gcb：获取当前被选中的模块
% gcbh：获取当前被选中的模块的句柄
% get(handle)：获取模块的属性信息
% inspect(handle)：通过属性观察器方式罗列模块的属性信息
% get_param(block,prop_string)：获取block模块的prop_string属性值
% set_param(block,prop_string,prop_value)：将block模块的prop_string属性的值设为
% prop_value。prop_string，prop_value可以多对出现
open_system('test1')
information = gcb
get(gcbh)
set_param(gcbh,'BackgroundColor','c')
set_param(gcbh,'ForegroundColor','blue')
%set_param/get_param的第二个参数使用的不是提示标签，而是参数的变量名。

information =


    'test1/Scope'


                                        Path: 'test1'
                                        Name: 'Scope'
                                         Tag: ''
                                 Description: ''
                                        Type: 'block'
                                      Parent: 'test1'
                                      Handle: 4.0430e+03
                             HiliteAncestors: 'none'
                             RequirementInfo: ''
                                    FontName: 'auto'
                                    FontSize: -1
                                  FontWeight: 'auto'
                                   FontAngle: 'auto'
                                    Selected: 'on'
                                    MaskType: ''
                             MaskDescription: ''
                                    MaskHelp: ''
                            MaskPromptString: ''
                             MaskStyleString: ''
                               MaskVariables: ''
                      MaskTunableValueString: ''
                          MaskCallbackString: ''
                            MaskEnableString: ''
                        MaskVisibilityString: ''
                           MaskToolTipString: ''
                          MaskVarAliasString: ''
                          MaskInitialization: ''
                          MaskSelfModifiable: 'off'
                                 MaskDisplay: ''
                            MaskBlockDVGIcon: ''
                               MaskIconFrame: 'on'
                              MaskIconOpaque: 'opaque'
                              MaskIconRotate: 'none'
                              MaskPortRotate: 'default'
                               MaskIconUnits: 'autoscale'
                             MaskValueString: ''
                    MaskRunInitForIconRedraw: 'analyze'
                           MaskTabNameString: ''
                                        Mask: 'off'
                               MaskCallbacks: {0×1 cell}
                                 MaskEnables: {0×1 cell}
                                   MaskNames: {0×1 cell}
                      MaskPropertyNameString: ''
                                 MaskPrompts: {0×1 cell}
                                  MaskStyles: {0×1 cell}
                           MaskTunableValues: {0×1 cell}
                                  MaskValues: {0×1 cell}
                         MaskToolTipsDisplay: {0×1 cell}
                            MaskVisibilities: {0×1 cell}
                              MaskVarAliases: {0×1 cell}
                             MaskWSVariables: []
                                MaskTabNames: {0×1 cell}
                                  MaskObject: []
                                       Ports: [1 0 0 0 0 0 0 0 0]
                                    Position: [345 129 375 161]
                                 Orientation: 'right'
                            PortRotationType: 'default'
                             ForegroundColor: 'black'
                             BackgroundColor: 'cyan'
                                  DropShadow: 'off'
                                      IOType: 'none'
                               NamePlacement: 'normal'
                                    ShowName: 'on'
                           HideAutomaticName: 'on'
                                    Priority: ''
                                   Commented: 'off'
                       CodeProfilingOverride: 'inherit'
                      AttributesFormatString: ''
                           InstantiateOnLoad: 'off'
                         PolySpaceEndComment: ''
                       PolySpaceStartComment: ''
                               AncestorBlock: ''
                              ReferenceBlock: ''
                           SourceLibraryInfo: ''
                              LibraryVersion: ''
                          UserDataPersistent: 'off'
                                    UserData: []
                            CompiledIsActive: 'on'
                                     RTWdata: []
                                     HDLData: []
                                 Diagnostics: ''
                            DialogParameters: [1×1 struct]
                   IntrinsicDialogParameters: [1×1 struct]
                         AlgorithmParameters: [1×1 struct]
                SecondaryAlgorithmParameters: [1×1 struct]
                          CompiledSampleTime: [-1 0]
                            InputSignalNames: {''}
                           OutputSignalNames: {1×0 cell}
                         ModelParamTableInfo: []
                StatePerturbationForJacobian: '1.0e-05'
    SCDEnableBlockLinearizationSpecification: 'off'
          SCDBlockLinearizationSpecification: []
                                     CopyFcn: ''
                                   DeleteFcn: ''
                               UndoDeleteFcn: ''
                                     LoadFcn: ''
                               ModelCloseFcn: ''
                                  PreSaveFcn: ''
                                 PostSaveFcn: ''
                                     InitFcn: ''
                                    StartFcn: ''
                                    PauseFcn: ''
                                 ContinueFcn: ''
                                     StopFcn: ''
                               NameChangeFcn: ''
                                ClipboardFcn: ''
                                  DestroyFcn: ''
                                  PreCopyFcn: ''
                                     OpenFcn: ''
                                    CloseFcn: ''
                                PreDeleteFcn: ''
                              ParentCloseFcn: ''
                                     MoveFcn: ''
                                   BlockType: 'Scope'
                            BlockDescription: 'Displays input signals with respect to simulation time'
                               BlockKeywords: ""
                                  LinkStatus: 'none'
                            StaticLinkStatus: 'none'
                            PortConnectivity: [1×1 struct]
                                 PortHandles: [1×1 struct]
                                 LineHandles: [1×1 struct]
                          CompiledPortWidths: [0×0 struct]
                      CompiledPortDimensions: [0×0 struct]
                       CompiledPortDataTypes: [0×0 struct]
                           CompiledPortUnits: [0×0 struct]
                  CompiledPortComplexSignals: [0×0 struct]
                       CompiledPortFrameData: [0×0 struct]
                   DataTypeOverride_Compiled: 'UseLocalSettings'
              MinMaxOverflowLogging_Compiled: 'UseLocalSettings'
                                Capabilities: [1×1 Capabilities]
                             IOSignalStrings: []
                               RuntimeObject: [0×1 double]
                         ExtModeUploadOption: 'none'
                     ExtModeLoggingSupported: 'on'
                          ExtModeLoggingTrig: 'off'
                   TargetArchitectureMapping: {}
                       OpenAtSimulationStart: 'off'
                             DisplayFullPath: 'off'
                               NumInputPorts: '1'
                      LayoutDimensionsString: '[1 1]'
                                  SampleTime: '-1'
                  FrameBasedProcessingString: 'Elements as channels (sample based)'
                                MaximizeAxes: 'Off'
                                 AxesScaling: 'Manual'
                       AxesScalingNumUpdates: '10'
                                    TimeSpan: 'Auto'
                       TimeSpanOverrunAction: 'Wrap'
                                   TimeUnits: 'None'
                           TimeDisplayOffset: '0'
                              TimeAxisLabels: 'Bottom displays only'
                           ShowTimeAxisLabel: 'off'
                         ActiveDisplayString: '1'
                                       Title: '%<SignalLabel>'
                                  ShowLegend: 'off'
                                    ShowGrid: 'on'
                        PlotAsMagnitudePhase: 'off'
                       ActiveDisplayYMinimum: '-10'
                       ActiveDisplayYMaximum: '10'
                                      YLabel: ''
                  DataLoggingLimitDataPoints: 'off'
                        DataLoggingMaxPoints: '5000'
                     DataLoggingDecimateData: 'off'
                       DataLoggingDecimation: '2'
                                 DataLogging: 'off'
                     DataLoggingVariableName: 'ScopeData'
                       DataLoggingSaveFormat: 'Dataset'


>> 

模块的常用属性

属性名  作用说明
Path  模块在模型中的路径
Name  模块的名字
ShowName  模块的名字是否显示出来
BlockType  模块的类型名
Handle  模块的句柄，double数据表示
Position  模块的边框在当前模型中的位置
ForegroundColor  模块的前景色
BackgroundColor  模块的背景色
Sample Time  模块的采样时间
FontAngle  字体斜度
FontName  字体名
FontSize  字体大小
FontWeight  字体粗度

4.常量模块

常数模块在仿真过程中通常输出恒定的数值。常数模块不仅支持scalar数据作为参数输入，也支持向量、矩阵等多维数据。

提示标签  参数的变量名
Constant value  价值
Interpret vector parameters as 1-D  将向量参数解释为1-D
Sampling mode  采样模型
Sample time  采样时间

常数模块、加减乘除四则运算和增益模块及输入输出端口都拥有
Signal Attributes属性配置界面。

Output minimum和Output maximum中默认为空，不对数据输出进行任何检测。
一旦设置了数值，模块就会对输出值进行检查，当数值小于Output minimum
或者大于Output maximum时就会报错来提醒用户。 
Output data type对输出数据的类型提供了一些选项。

5.示波器模块

Scope模块是示波器模块，能够显示实数信号线。

(1) 修改Scope的输入端口个数

双击示波器模块，点击File->-Number of input ports，修改输入端口的个数为3。

（2）修改示波器的显示布局的个数

点击View->Configureation Properties->Number of input ports，将1修改成3。

（3）将示波器的数据输出

点击View->点击Configureation Properties->点击Logging->勾选Log data to workspace。

可以设置变量名(Variable name)，选择存储到workspace中的存储格式。
1.Structure With Time将Scope获取到的采样信号存储在结构体中，
这个结构体包括：
（1）存储时间序列的time
（2）存储对应采样时间点的采样数据以及相关信息的结构体signals
（3）存储模块全路径及名字的变量blockName
signals本身也是一个结构体，访问采样数据的方式
是ScopeData.signals.values，采样数据按列排布。
ScopeData.time 存储时间序列的time
ScopeData.signals.values 存储对应采样时间点的采样数据。
2.Structure存储类型少了time这个时间序列的存储，其他成员相同。
3.Array为列向量方式存储。
4.dataset 为数据集数组用于将异构数据和元数据(包括变量和观察名称)
收集到单个容器变量中。数据集数组适合存储面向列的数据或表格数据，
这些数据通常以列的形式存储在文本文件或电子表格中，并且可以容纳
不同类型、大小、单位等的变量。

（4）示波器的动态参数和光标

Bilevel Measurements：用于测量输入信号的过渡时间、超调、负调及周期。

Cursor Measurements：用于光标测量。

Signal Statistics：信号的统计数据。

Peak Finder：峰值查找器

（5）修改示波器坐标轴粗细、颜色、名称、图例、图形颜色、标记点类型。

点击view->点击style或者Legend设置图例

（6）将示波器图像转化为Figure，保存为其他格式图像文件。

点击File-> print to Figure

（7）给示波器添加编辑选项，编程方式设置

Scope波形显示模块实际上也是一个Figure窗口，隐藏了菜单栏的属性，可以通过程序设置菜单栏，执行以下程序。

set(0,'ShowHiddenHandles','On')
set(gcf,'menubar','figure')

或者运行以下程序

shh = get(0,'ShowHiddenHandles');
set(0,'ShowHiddenHandles','On')
set(gcf,'menubar','figure')
set(gcf,'CloseRequestFcn','closereq')
set(gcf,'DefaultLineClipping','Off')
set(0,'ShowHiddenHandles',shh)

参考内容

[1] 博客园作者叮叮当当sunny的文章《Simulink仿真入门到精通（二） Simulink模块 》，文章链接如下：
https://www.cnblogs.com/dingdangsunny/p/12235689.html#_label0

[2] CSDN博主「小曾&同学」的文章《Matlab/Simulink快捷键》，文章链接如下：

https://blog.csdn.net/acknole/article/details/112344263

[3] CSDN博主 gameboy12615的文章《Matlab 示波器显示设置》，文章链接为：

https://blog.csdn.net/gameboy12615/article/details/6056390?locationNum=14

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作 者 | 郭志龙

编 辑 | 郭志龙
校 对 | 郭志龙