第二章：开发环境搭建
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第二章：开发环境搭建
2.1 MATLAB/Simulink 安装
2.1.1 系统要求
Windows 系统（推荐）：
| 项目 | 最低要求 | 推荐配置 |
|---|---|---|
| 操作系统 | Windows 10（64位） | Windows 10/11（64位） |
| 处理器 | 任意 Intel/AMD 64位 | Intel Core i5 及以上 |
| 内存 | 4GB RAM | 16GB RAM 及以上 |
| 硬盘 | 3GB（最小安装） | SSD 20GB 以上 |
| 显卡 | 支持 OpenGL 3.3 | 独立显卡 |
macOS 系统：
| 项目 | 要求 |
|---|---|
| 系统版本 | macOS 10.15 Catalina 及以上 |
| 芯片 | Intel 或 Apple Silicon（M1/M2） |
| 内存 | 8GB 及以上 |
Linux 系统：
支持：Ubuntu 20.04/22.04、RHEL 8/9、Debian 11
需要：glibc 2.17 及以上
2.1.2 安装步骤
Step 1：下载安装包
1. 访问 https://www.mathworks.com
2. 登录 MathWorks 账号（需注册）
3. 进入"我的账号" → "下载产品"
4. 选择对应版本和操作系统下载
Step 2：运行安装程序
Windows：双击 setup.exe
macOS： 双击 InstallForMacOS.app
Linux： 终端执行 ./install
Step 3：选择安装产品
必选：
✅ MATLAB
✅ Simulink
按需选择：
☐ Control System Toolbox
☐ Signal Processing Toolbox
☐ Stateflow
☐ Simulink Coder
☐ Embedded Coder
Step 4：完成安装
安装路径（默认）：
Windows：C:\Program Files\MATLAB\R202Xx
macOS： /Applications/MATLAB_R202Xx.app
Linux： /usr/local/MATLAB/R202Xx
2.1.3 许可证配置
许可证类型：
| 类型 | 适用对象 | 说明 |
|---|---|---|
| 个人许可证 | 个人用户 | 绑定个人账号 |
| 校园许可证 | 在校师生 | 通过学校邮箱申请 |
| 企业许可证 | 企业用户 | 网络许可证服务器 |
| 试用版 | 所有用户 | 30天免费试用 |
激活步骤：
1. 安装完成后自动弹出激活界面
2. 选择"使用 Internet 自动激活"
3. 登录 MathWorks 账号
4. 选择对应许可证
5. 激活完成
学生免费申请（推荐）：
1. 访问 https://www.mathworks.com/academia
2. 使用学校邮箱注册账号
3. 申请学生版许可证（部分学校提供免费授权）
2.2 Simulink 界面介绍
2.2.1 启动 Simulink
方法一：从 MATLAB 命令行启动
>> simulink % 打开 Simulink Start Page
>> open_system('mymodel.slx') % 直接打开模型文件
>> new_system('mymodel') % 新建模型
方法二：从 MATLAB 工具栏启动
MATLAB 主界面 → 工具栏 → Simulink 图标（橙色S形图标）
方法三：双击 .slx 文件
在文件管理器中直接双击 .slx 模型文件
（需要 MATLAB 已安装并关联文件类型）
2.2.2 Simulink Start Page
启动 Simulink 后首先看到的是 Start Page（起始页）：
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Simulink [搜索框] │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ 新建 │
│ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ │
│ │ 空白 │ │ 从模板 │ │ 示例 │ │ 学习 │ │
│ │ 模型 │ │ 创建 │ │ 模型 │ │ 教程 │ │
│ └──────────┘ └──────────┘ └──────────┘ └──────────┘ │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ 最近使用 │
│ 📄 mycontroller.slx 2024-01-15 │
│ 📄 pid_demo.slx 2024-01-14 │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
Start Page 功能：
- 空白模型：创建全新的空白模型
- 从模板创建：基于预设模板快速开始
- 示例模型：MathWorks 提供的官方示例
- 学习教程：内置交互式教程
- 最近使用：快速打开最近的模型文件
2.2.3 模型编辑器界面布局
打开或新建模型后，进入模型编辑器（Model Editor）：
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 菜单栏：File / Edit / View / Simulation / Format / Tools │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ 工具栏：▶运行 ⏸暂停 ⏹停止 | 仿真时间 | 求解器设置 │
├──────────┬──────────────────────────────────┬──────────────┤
│ │ │ │
│ 模块库 │ 画布区域 │ 属性面板 │
│ 浏览器 │ （拖拽模块、连接信号线） │ （选中模块 │
│ │ │ 的参数） │
│ Library │ │ Property │
│ Browser │ │ Inspector │
│ │ │ │
├──────────┴──────────────────────────────────┴──────────────┤
│ 状态栏：仿真状态 | 当前时间 | 缩放比例 | 错误提示 │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
各区域功能说明：
| 区域 | 功能 |
|---|---|
| 菜单栏 | 所有功能的入口 |
| 工具栏 | 常用操作的快捷按钮 |
| 画布区域 | 模型搭建的主要工作区 |
| 模块库浏览器 | 查找和添加模块 |
| 属性面板 | 查看和修改选中模块的参数 |
| 状态栏 | 显示仿真状态和错误信息 |
2.2.4 Library Browser（模块库浏览器）
打开方式：
方法1：菜单 View → Library Browser
方法2：快捷键 Ctrl+Shift+L
方法3：工具栏点击 Library Browser 图标
界面结构：
┌─────────────────────────────────┐
│ 🔍 搜索模块... │
├─────────────────────────────────┤
│ ▼ Simulink │
│ ▶ Commonly Used Blocks │
│ ▶ Continuous │
│ ▶ Dashboard │
│ ▶ Discontinuities │
│ ▶ Discrete │
│ ▶ Logic and Bit Operations │
│ ▶ Lookup Tables │
│ ▶ Math Operations │
│ ▶ Model Verification │
│ ▶ Signal Attributes │
│ ▶ Signal Routing │
│ ▶ Sinks │
│ ▶ Sources │
│ ▶ User-Defined Functions │
│ ▶ Stateflow │
│ ▶ Control System Toolbox │
└─────────────────────────────────┘
使用技巧：
搜索模块：在搜索框输入模块名称关键词
添加模块：双击模块 或 拖拽到画布
查看帮助：右键模块 → Help
2.2.5 Model Explorer（模型浏览器）
打开方式：
菜单 View → Model Explorer
快捷键 Ctrl+H
功能：
Model Explorer 用于管理模型中的所有元素：
├── 查看模型层次结构
├── 管理工作区变量
├── 配置数据字典
├── 查看所有信号和参数
└── 批量修改属性
2.3 基本操作设置
2.3.1 新建/打开/保存模型
新建模型：
% 方法1：菜单
File → New → Model
% 方法2：快捷键
Ctrl+N
% 方法3：命令行
new_system('mymodel')
open_system('mymodel')
打开模型：
% 方法1：菜单
File → Open → 选择 .slx 文件
% 方法2：快捷键
Ctrl+O
% 方法3：命令行
open_system('mymodel.slx')
保存模型：
% 保存（覆盖原文件）
Ctrl+S
% 另存为
Ctrl+Shift+S
% 命令行保存
save_system('mymodel')
save_system('mymodel', 'newname') % 另存为
2.3.2 常用快捷键
模型编辑：
| 快捷键 | 功能 |
|---|---|
Ctrl+C |
复制选中模块 |
Ctrl+V |
粘贴模块 |
Ctrl+X |
剪切模块 |
Ctrl+Z |
撤销 |
Ctrl+Y |
重做 |
Delete |
删除选中元素 |
Ctrl+A |
全选 |
Ctrl+D |
更新模型图 |
视图操作：
| 快捷键 | 功能 |
|---|---|
Ctrl+滚轮 |
缩放画布 |
Ctrl+Shift+F |
适应窗口大小 |
Space+拖拽 |
平移画布 |
Ctrl+G |
创建子系统 |
Ctrl+U |
进入子系统 |
Esc |
退出子系统 |
仿真控制：
| 快捷键 | 功能 |
|---|---|
Ctrl+T |
开始/停止仿真 |
Ctrl+Shift+T |
暂停仿真 |
Ctrl+E |
打开配置参数 |
Ctrl+Shift+L |
打开模块库 |
模块操作：
| 快捷键 | 功能 |
|---|---|
| 双击空白处 | 快速搜索并插入模块 |
Ctrl+R |
顺时针旋转模块 |
Ctrl+I |
翻转模块（左右） |
F |
翻转模块（上下） |
2.3.3 界面个性化配置
修改画布背景色：
菜单 Format → Canvas Color → 选择颜色
修改模块字体大小：
选中模块 → 右键 → Format → Font Style
或
菜单 Format → Font
显示/隐藏信号值：
仿真运行时：
菜单 Display → Signals & Ports → Signal Values
快捷键：Ctrl+D（更新显示）
设置网格：
菜单 View → Show Grid
菜单 View → Snap to Grid（对齐到网格）
配置 MATLAB 路径（重要）：
% 添加自定义模块库路径
addpath('C:\MySimulinkLibrary')
savepath % 永久保存路径设置
% 或在 MATLAB 中：
% Home → Set Path → Add Folder
Simulink 首选项设置：
菜单 Simulink → Preferences
├── 默认求解器设置
├── 字体和颜色
├── 自动保存设置
└── 代码生成默认选项
本章小结
本章核心要点：
✅ 安装 MATLAB/Simulink 需要注意系统要求和许可证类型
✅ 三种启动方式：命令行 simulink / 工具栏图标 / 双击.slx文件
✅ 模型编辑器由菜单栏、工具栏、画布、库浏览器、属性面板组成
✅ Library Browser 是查找和添加模块的主要工具
✅ 掌握常用快捷键可以大幅提升建模效率
✅ 双击画布空白处可以快速搜索并插入模块（高效技巧）
课后练习
- 安装 MATLAB/Simulink，成功启动并看到 Start Page
- 新建一个空白模型，保存为
chapter2_practice.slx - 打开 Library Browser，找到以下模块的位置：
- Sine Wave（正弦波）
- Gain（增益）
- Scope（示波器）
- 练习快捷键：新建、保存、撤销、全选
- 尝试修改画布背景色和网格显示
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