长期以来 Matlab 软件的开放性使其广受用户欢迎。除其本身拥有内部函数外, 所有的 Matlab 主包文件和各种工具包都是可读可修改的文件,使用用户可以通 过对源程序的修改或加入自己编写程序构造新的专用工具包。
Simulink 是 Matlab 中的一种可视化仿真工具,是一种基于 Matlab 的框图设 计环境,来实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包,被广泛应用于、数字 信号处理及数字控制、线性系统、非线性系统的建模和仿真中。Simulink 是用于 动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。对各种时变系统, 包括通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统,Simulink 提供了交互式 图形化环境和可定制的模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试[5]。
1。2 现状分析
所谓仿真,就是利用模型重复实现在实际系统中发生的本质过程,并且通过 对模型系统的实验来研究存在的或处在设计中的系统,仿真又称模拟。这里所指 的模型包括物理模型和数学模型,静态模型和动态模型,连续的和离散的各种模 型。所指的系统也非常广泛,包括电气、机械、化工、水力、热力等工程类系统, 也包括社会、经济、生态、管理等社会类系统。仿真技术是利用相似原理,结合 系统技术、信息技术及其他相关应用领域有关的专业技术。当所研究的系统造价 昂贵、实验的危险性大或需要很长的时间才能了解系统参数变化所引起的后果时, 仿真是一种特别有效的研究手段。仿真的重要工具是计算机。以此为基础,以各 种设备产生的物理效应和计算机仿真软件作为工具,利用仿真模型对假想的和现 实的系统进行相关研究试验的一门综合性很强的技术。仿真技术综合集成了计算机技术、网络技术、图像图形技术、多媒体技术、信息工程、信号处理、控制工 程技术等多个相关领域的知识。仿真与数值计算、求解方法的区别在于它首先是 一种实验技术。仿真的过程包括建立仿真模型和进行仿真实验两个主要的步骤[6]。伴随着计算机的产生和自上世纪九十年代以来计算机技术的高速发展,以及 已经从本世纪开始的信息,计算机的硬件制造水平成倍提高数据处理速度成 倍地增长,功能强大,运用灵活的软件不断被开发。二十世纪初仿真技术已经得 到了应用。例如在小型水利实验室中建立了水利模型,进行了水利学方面相关的 研究。四十到五十年代航空航天技术和核能技术的发展带动了仿真技术的发展。 六十年代计算机技术的发展猛进,给仿真技术带来了先进的工具,加快了仿真技 术的发展。
使用计算机技术实现对系统的仿真研究不但灵活、方便,而且拥有很好的经 济性。正因如此,计算机仿真技术在仿真技术中占据有很重要的地位,五十年代 初,连续系统的仿真研究中的绝大部分是在模拟计算机上完成的。五十年代中, 人们逐渐开始使用数字计算机进行数字仿真。计算机仿真技术因此开始向模拟计 算机仿真技术和数字计算机仿真技术的两个方向不断发展。在模拟计算机仿真技 术中增加了模拟存储功能和逻辑控制之后,又研制出了混合模拟计算机仿真技术 和把数字计算机和混合模拟计算机联合在一起的混合计算机仿真技术。在不断发 展仿真技术的过程中已经研制出大量仿真语言和大量仿真程序包。七十年代中后 期,还研制成功了专门使用的全数字并行的仿真计算机[5]。
我国在仿真技术的研究与应用也起步较早,近半个世纪以来,发展迅速。上 世纪五十年代,在自动控制方面率先使用了仿真技术,在采用模拟计算机和方程 建模的数字仿真上获得了广泛的使用,同期应用我国自行研制的三轴模拟转台的 自动飞行控制系统的半实物仿真实验已开始应用于飞机、导弹的工程的研究中。 采用仿真技术使我国最初的大型客机的设计和研制周期时间缩短了百分之二十。 六十年代,在开展连续系统仿真的同时,已经开始了对离散事件的仿真系统(例 如企业管理、交通管理)进行的研究[6]。七十年代,我国自行研制的训练仿真器 获得迅猛的发展,我国自行设计的飞机模拟器、舰船模拟器、火力发电机组仿真 培训系统、化工生产过程仿真培训系统、轨道机车培训仿真系统、装甲坦克车模 拟器、民用小型汽车模拟器等相继研制成功,并具备了一定的市场规模,在专业 12000HP油服船钻井压载水系统监测与仿真开发(3):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_98288.html