基于matlab在程序中的仿真应用有哪些？

基本思想：仿真的基本思想是利用物理的或数学的模型来类比模仿现实过程，以寻求过程和规律。它的基础是相似现象，相似性一般表现为两类：几何相似性和数学相似性。当两个系统的数学方程相似，只是符号变换或物理含义不同时，这两个系统被称为“数学同构”。

仿真的方法可以分为三类：

(1)实物仿真。它是对实际行为和过程进行仿真，早期的仿真大多属于这一类。物理仿真的优点是直观、形象，至今在航天、建筑、船舶和汽车等许多工业系统的实验研究中心仍然可以见到。比如：用沙盘仿真作战，利用风洞对导弹或飞机的模型进行空气动力学实验、用图纸和模型模拟建筑群等都是物理仿真。但是要为系统构造一套物理模型，不是一件简单的事，尤其是十分复杂的系统，将耗费很大的投资，周期也很长。此外，在物理模型上做实验，很难改变系统参数，改变系统结构也比较困难。至于复杂的社会、经济系统和生态系统就更无法用实物来做实验了。

(2)数学仿真。就是用数学的语言、方法去近似地刻画实际问题，这种刻画的数学表述就是一个数学模型。从某种意义上，欧几里德几何、牛顿运动定律和微积分都是对客观世界的数学仿真。数学仿真把研究对象(系统)的主要特征或输入、输出关系抽象成一种数学表达式来进行研究。数学模型可分为：

●解析模型(用公式、方程反映系统过程);

●统计模型(蒙特卡罗方法);(一种基于随机数的计算方法)

●表上作业演练模型。(用列表的方法求解线性规划问题中运输模型的计算方法。是指线性规划一种求解方法。当某些线性规划问题采用图上作业法难以进行直观求解时，就可以将各元素列成相关表，作为初始方案，然后采用检验数来验证这个方案，否则就要采用闭回路法、位势法或矩形法等方法进行调整，直至得到满意的结果。这种列表求解方法就是表上作业法。)

然而数学仿真也面临一些问题，主要表现在以下几个方面：

●现实问题可能无法用数学模型来表达，即刻画实际问题的表达式不存在或找不到;

●找到的数学模型由于太复杂而无法求解;

●求出的解不正确，可能是由模型的不正确或过多的简化近似导致的。

(3)混合仿真。又称为数学—物理仿真，或半实物仿真，就是把物理模型和数学模型以及实物联合在一起进行实验的方法，这样往往可以获得较好的效果。

2、计算机仿真

计算机仿真也称为计算机模拟，就是利用计算机对所研究系统的结构、功能和行为以及参与系统控制的主动者——人的思维过程和行为，进行动态性的比较和模仿，利用建立的仿真模型对系统进行研究和分析，并可将系统过程演示出来。

1.2计算机仿真模型与方法

1、系统

系统是指相互联系又相互作用的元素之间的有机组合。这里所指的系统是广义的，它包含所有的工程系统和非工程系统。电气、机械和通信系统都是工程系统，而经济、交通、管理和生物系统等都是非工程系统。

任何系统都存在三方面需要研究的内容：

实体：组成系统的具体对象。

属性：实体的特性(状态和参数)。即实体、属性和活动。

由于组成系统的实体之间相互作用而引起实体属性的变化，通常用“状态”的概念来描述。研究系统就是研究系统状态的改变，即系统的转变。simulink仿真是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。是实现动态系统建模，仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中，它提供一个动态系统建模、仿真、和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。具有适应面广，结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高，灵活等优点。广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真系统和设计。

利用File→New命令，可以建立新的仿真模型;利用File→Open命令，可以打开已经建立好的模型文件。

单击“Library Browser”按钮，将打开Simulink模块库浏览器窗口。此时，可以通过鼠标将模块库中的模块拖动到模型编辑窗口，再将各个模块连接起来就构成了仿真模型。

系统仿真模型的创建

模块的添加:首先要在Simulink模块库浏览器窗口中找 到该模块，然后用鼠标将这个模块拖曳到模型编辑窗口中即可。

模块的删除或复制:需要先选定模块，再按删除键;或在模型编辑窗口选择Edit菜单项中的Cut、Copy、Paste等剪贴板操作命令。

两个模块的连接:先将鼠标指针移动到一个模块的输出端当鼠标指针变成十字形光标时按住鼠标左键，移动鼠标指针到另一个模块的输入端，当连接线由虚线变成实线时，释放鼠标左键就完成了两个模块的连接。

连线的分支:在先连好一条线之后，把鼠标指针移到分支点的位置。先按下Ctrl键，然后按住鼠标拖曳到目标模块的输入端，释放鼠标和Ctrl键。

模型存盘的两种方法：

在Simulink模型编辑窗口选择File→Save命令或Save as命令。

单击模型编辑窗口工具栏中的Save命令按钮。

模块参数的设置：

1.双击要设置的模块。

2.选择要设置的模块，再选择Diagram→Block Parameters命令。

3.右击要设置的模块，从快捷菜单中选择Block Parameters命令。

仿真参数的设置

选择Simulation→Model Configuration Paramerers命令。

单击工具栏中的Model Configuration Paramerers命令按钮。

我们来看一道例题：

利用Simulink仿真，分别显示曲线y=sint和y=cost,同时显示sint对cost的变化曲线。

matlab仿真工具Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。

1丰富的可扩充的预定义模块库

2交互式的图形编辑器来组合和管理直观的模块图

3以设计功能的层次性来分割模型，实现对复杂设计的管理

4通过Model Explorer导航、创建、配置、搜索模型中的任意信号、参数、属性，生成模型代码

5提供API用于与其他仿真程序的连接或与手写代码集成

6使用Embedded MATLAB?模块在Simulink和嵌入式系统执行中调用MATLAB算法

7使用定步长或变步长运行仿真，根据仿真模式

(Normal,Accelerator,Rapid Accelerator)来决定以解释性的方式运行或以编译C代码的形式来运行模型

8图形化的调试器和剖析器来检查仿真结果，诊断设计的性能和异常行为

9可访问MATLAB从而对结果进行分析与可视化，定制建模环境，定义信号参数和测试数据10模型分析和诊断工具来保证模型的一致性，确定模型中的错误