simulink实验报告.docx
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simulink实验报告
实验指导书
实验项目名称Simulink熟悉及其应用
所属课程名称系统仿真与matlab
实验日期
班级:
自动化学院测控1301
学号:
U201314488
姓名:
陈梦焱
成绩:
实验概述:
【实验目的及要求】
本部分的目的在于学习matlab中有关simulink的正确使用及其应用,包括:
simulink的基本使用、模型的建立、模型的复制剪切粘贴、命名等、线的基本使用、子系统的建立、属性的设置、参数的设置与应用、simulink仿真运行参数的设置等。
通过该实验,要求能够做到不查参考书,能熟练编写基本的simulink应用。
【实验环境】(使用的软件)
微机
WindowsXP
Matlab7.0
实验内容:
[1]建立如图1所示系统结构的Simulink模型,并用示波器(Scope)观测其单位阶跃和斜坡响应曲线。
图1
Simulik模型如下:
曲线如图:
Simulink模型:
曲线如图:
[2]建立如图2所示PID控制系统的Simulink模型,对系统进行单位阶跃响应仿真,用plot函数绘制出响应曲线。
其中
=10,
=3,
=2。
要求PID部分用subsystem实现,参数
、
、
通过subsystem参数输入来实现。
图2
Simulink模型如图:
曲线:
[3]建立如图3所示控制系统的Simulink模型,并用示波器(Scope)观测其单位阶跃响应曲线。
图3
[4]建立如图4所示非线性控制系统的Simulink模型并仿真,用示波器观测c(t)值,并画出其响应曲线。
图4
[5] 图5所示为简化的飞行控制系统、试建立此动态系统的simulink模型并进行简单的仿真分析。
其中,
,系统输入input为单位阶跃曲线,
。
图5
具体要求如下:
(1)采用自顶向下的设计思路。
(2)对虚线框中的控制器采用子系统技术。
(3)用同一示波器显示输入信号input与输出信号output。
(4)输出数据output到MATLAB工作空间,并绘制图形。
[6]图6所示为弹簧—质量—阻尼器机械位移系统。
请建立此动态系统的Simulink仿真模型,然后分析系统在外力F(t)作用下的系统响应(即质量块的位移y(t))。
其中质量块质量m=5kg,阻尼器的阻尼系数f=0.5,弹簧的弹性系数K=5;并且质量块的初始位移与初始速度均为0。
说明:
外力F(t)由用户自己定义,目的是使用户对系统在不同作用下的性能有更多的了解。
图6 弹簧-质量-阻尼器机械位移系统示意图
提示:
(1)首先根据牛顿运动定律建立系统的动态方程,如下式所示:
(2)由于质量块的位移
未知,故在建立系统模型时.使用积分模块Integrator对位移的微分进行积分以获得位移
,且积分器初估值均为0。
为建立系统模型.将系统动态方程转化为如下的形式:
然后以此式为核心建立系统模型。
【小结】
MATLAB里的simulink上机实验,之前的这类应用很少,导致开始的时候不好用,只能XX着一步一步看怎么查找熟悉各种方法,完成前两个仿真实验后就稍微熟悉了该如何去做,但是还是不太熟悉,器件的封装和使用懂得了一部分。
这次上机实验,先初步学习了如何使用Simulink做一些简单的动态系统模拟,绘制出相应的动态响应曲线,比我们自己作图更加准确和便捷。
然后了解了simulink里面一些高级功能,嵌套封装等等,并且自己设计simulink实验电路图,既有助于我们动脑加深我们对系统响应的理解,而且有助于锻炼我们的动手能力。
过程中出现了很多大大小小的问题,我会去问同学以及老师,自己思考,逐步解决问题,培养了个人独立思考的能力。
Simulink作为一种模拟软件有助于我们工程系统上的模拟与仿真,是一种很重要而且便捷的模拟软件,今后要学习的地方还有很多。
指导教师评语及成绩:
评语:
成绩:
指导教师签名:
批阅日期:
说明:
1、将每一道题的程序、建立的模型放置在该题目下方;
2、小结部分为对本次实验的心得体会、思考和建议。