Я пропускаю через среду 3 синусоиды 50, 100 и 200 герц. Среда слегка гасит 100 и ещё сильнее гасит 200 герц. Пропускаю через восстанавливающий фильтр. Смотрю спектр сигнала - практически такой же, как и до искажения средой: все гармоники присутствуют. А график - чистая 50-герцовая синусоида. В чём дело?

Попробуйте уменьшить максимальный шаг счета.

Вообще глюки в Simulinkе не таккая уж и редкость. Например, иногда звенья первого порядка приобретают свойства второго, то есть например возникает колебательность в переходной функции...

Не надо отождествлять компьютерную дискретную модель с реальным аналоговым или смешанным устройством. Диксретная модель - всегда приближение, а точность приближения может вас устраивать или нет. Использование настроек "по умолчанию" эффективно только в простейших случаях.
Влиять на точность можно разумным выбором максимального и минимального шагов счета и метода интегрирования.
Самая простая проверка правильности моделирования - это уменьшение максимального шага счета вдвое. Если результат изменился несущественно, то ему можно верить.
Кроме этого, надо помнить об ограничении разрядной сетки комепьютера. Иногда в процессе вычислений погрешность сильно возрастает.
В заключение несколько тезисов на тему "Как использовать аналоговый симулятор" из доклада профессора Аллена:
1. (Применение симулятора) х (Здравый смысл) = (Константа)
2. Симуляторы настолько хороши, насколько хороши модели и знание этих моделей разработчиком.
3. Симуляторы хороши только в том случае, если знаешь ответы.
Хотя доклад посвящен проектированию аналоговых интегральных схем, но указанные истины применимы и к Simulink, как к аналоговому симулятору.

Вряд ли можно назвать звено первого порядка сверхсложным случаем... собственно ситуация иногда доходит до абсурда... набираешь тоже самое звено в симулинке, а он показывает выдает колебательный характер переходной функции... фигня... закрываешь все, перебираешь заново с чистого листа, и о чудо! Работает так как надо!!! Врядли при этой процедуре изменялись настройки “по умолчанию”. Собственно поэтому и надо прикладывать чуточку своих мозгов...
А с влиянием шага/метода тоже часто приходится встречаться... например был случай в LabVIEW. При выборе “слишком большого” шага система выдавала вроде с первого взгляда правильный ответ: переходная функция – затухающие колебания . Но! Их число было не торучная оценка по корням (колебательность) показывала совершенно другое. Уменьшив легким движением руки шаг в 10 раз, получили то что надо!