華中科技大學(xué)matlabsimulink實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱 Simulink熟悉及其應(yīng)用 所屬課程名稱 系統(tǒng)仿真與matlab 實(shí) 驗(yàn) 日 期 2012-10-25 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 成 績(jī) 實(shí)驗(yàn)概述：【實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙蟆勘静糠值哪康脑谟趯W(xué)習(xí)matlab中有關(guān)simulink的正確使用及其應(yīng)用，包括：simulink的基本使用、模型的建立、模型的復(fù)制剪切粘貼、命名等、線的基本使用、子系統(tǒng)的建立、屬性的設(shè)置、參數(shù)的設(shè)置與應(yīng)用、simulink仿真運(yùn)行參數(shù)的設(shè)置等。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)，要求能夠做到不查參考書，能熟練編寫基本的simulink應(yīng)用?！緦?shí)驗(yàn)環(huán)境】（使用的軟件）微機(jī)Windows XP Matlab 7.0實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1 建立如圖

2、1所示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的Simulink模型，并用示波器(Scope)觀測(cè)其單位階躍和斜坡響應(yīng)曲線。圖 1解：模型為：輸入為單位階躍：?jiǎn)挝浑A躍響應(yīng)曲線為：輸入為斜坡模型：斜坡響應(yīng)曲線：2 建立如圖2所示PID控制系統(tǒng)的Simulink模型，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行單位階躍響應(yīng)仿真，用plot函數(shù)繪制出響應(yīng)曲線。其中10，3，2。要求PID部分用subsystem實(shí)現(xiàn)，參數(shù)、通過(guò)subsystem參數(shù)輸入來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖 2解：Simulink模型為：PID控制器子系統(tǒng)內(nèi)部模型：響應(yīng)曲線：使用plot函數(shù)繪制單位階躍響應(yīng)曲線： 3 建立如圖3所示控制系統(tǒng)的Simulink模型，并用示波器(Scope)觀測(cè)其單位階躍響應(yīng)曲線

3、。圖3解：Simulink模型為：?jiǎn)挝浑A躍響應(yīng)為：4 建立如圖4所示非線性控制系統(tǒng)的Simulink模型并仿真，用示波器觀測(cè)c()值，并畫出其響應(yīng)曲線。圖 4解：Simulink模型為：C(t)響應(yīng)曲線： 5圖5所示為簡(jiǎn)化的飛行控制系統(tǒng)、試建立此動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的simulink模型并進(jìn)行簡(jiǎn)單的仿真分析。其中，系統(tǒng)輸入input為單位階躍曲線，。圖5具體要求如下：(1)采用自頂向下的設(shè)計(jì)思路。(2)對(duì)虛線框中的控制器采用子系統(tǒng)技術(shù)。(3)用同一示波器顯示輸入信號(hào)input與輸出信號(hào)output。(4)輸出數(shù)據(jù)output到MATLAB工作空間，并繪制圖形。解：Simulink模型為：子系統(tǒng)為：示波器觀

4、察input信號(hào)（黃色）和output信號(hào)（紫色）：在命令窗口輸入指令plot(tout,simout),得到以下波形：6 圖6所示為彈簧質(zhì)量阻尼器機(jī)械位移系統(tǒng)。請(qǐng)建立此動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的Simulink仿真模型，然后分析系統(tǒng)在外力F(t)作用下的系統(tǒng)響應(yīng)(即質(zhì)量塊的位移y(t)。其中質(zhì)量塊質(zhì)量m=5kg，阻尼器的阻尼系數(shù)f=0.5，彈簧的彈性系數(shù)K5；并且質(zhì)量塊的初始位移與初始速度均為0。說(shuō)明：外力F(t)由用戶自己定義，目的是使用戶對(duì)系統(tǒng)在不同作用下的性能有更多的了解。圖6彈簧質(zhì)量阻尼器機(jī)械位移系統(tǒng)示意圖提示：(1)首先根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律建立系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)方程，如下式所示： (2)由于質(zhì)量塊的位移未知，

5、故在建立系統(tǒng)模型時(shí)使用積分模塊Integrator對(duì)位移的微分進(jìn)行積分以獲得位移，且積分器初估值均為0。為建立系統(tǒng)模型將系統(tǒng)動(dòng)態(tài)方程轉(zhuǎn)化為如下的形式： 然后以此式為核心建立系統(tǒng)模型。解：將已知數(shù)據(jù)代入微分方程得：Simulink模型為：三種作用下的輸出分別為取F為幅值100、頻率100hz的正弦信號(hào)，用示波器觀測(cè)位移的波形，也為正弦波【小結(jié)】通過(guò)本次simulink仿真我學(xué)會(huì)simulink軟件的使用，我對(duì)simulink建模有了更深入的了解。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都相對(duì)比較簡(jiǎn)單，但在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由于一些很細(xì)微的知識(shí)點(diǎn)的遺漏，導(dǎo)致建模遇到了一些困難，比如一些比例環(huán)節(jié)剛開(kāi)始就選錯(cuò)成常數(shù)模塊，導(dǎo)致錯(cuò)誤的發(fā)生。由于

6、對(duì)一些知識(shí)點(diǎn)的掌握不夠牢固，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中只能通過(guò)查找書本來(lái)回顧這些知識(shí)點(diǎn)，所以在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中我認(rèn)識(shí)到了自己的不足，幸運(yùn)的是實(shí)驗(yàn)也很好地幫助我回顧了知識(shí)點(diǎn)。今后要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)相應(yīng)的知識(shí)。本次實(shí)驗(yàn)達(dá)到了本次上機(jī)實(shí)驗(yàn)的目的：熟悉simulink的基本使用、模型的建立、模型的復(fù)制剪切粘貼、命名等、線的基本使用、子系統(tǒng)的建立、屬性的設(shè)置、參數(shù)的設(shè)置與應(yīng)用、simulink仿真運(yùn)行參數(shù)的設(shè)置等。同時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)我歸納出仿真建模的基本步驟： 1.確定系統(tǒng)的傳遞函數(shù)或微分方程，確定基本模塊； 2.選取并連接基本模塊，設(shè)置相關(guān)參數(shù)，組合構(gòu)成系統(tǒng)； 3.添加輸入信號(hào)和輸出觀測(cè)模塊； 4.設(shè)置仿真分析參數(shù)，包括仿真時(shí)間設(shè)置，仿真求解算法選??； 5.觀察仿真波形。當(dāng)然，通過(guò)這次試驗(yàn)，已經(jīng)能夠簡(jiǎn)單的使用Simulink，但要解決稍復(fù)雜的問(wèn)題