Matlab课程设计.docx
《Matlab课程设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Matlab课程设计.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
Matlab课程设计
一、设计目的
在计算机技术飞速发展的今天，许多科学研究、工程设计由于其复杂性越来越高，因此与计算机的联系日趋紧密。
也正是计算机技术的介入，改变了许多学科的结构、研究内容和研究方向。
例如，计算流体力学、计算物理学、计算声学等新兴学科的兴起，均与计算机技术的发展分不开。
控制理论、仿真技术本身与计算机的联系就十分紧密，而随着专业领域的研究深入和计算机软硬件技术的发展，这种联系更加紧密。
计算控制论的建立，足以说明这个问题。
而这种发展，又是与系统仿真技术的发展分不开的。
Matlab具有友好的工作平台和编程环境、简单易学的编程语言、强大的科学计算和数据处理能力、出色的图形和图像处理功能、能适应多领域应用的工具箱、适应多种语言的程序接口、模块化的设计和系统级的仿真功能等，诸多的优点和特点。
支持Matlab仿真的是Simulink工具箱，Simulink一般可以附在Matlab上同时安装，也有独立版本来单独使用。
但大多数用户都是附在Matlab上，以便能更好地发挥Matlab在科学计算上的优势，进一步扩展Simulink的使用领域和功能。
近几年来，在学术界和工业领域，Simulink已经成为动态系统建模和仿真领域中应用最为广泛的软件之一。
它可以很方便地创建和维护一个完整地模块，评估不同的算法和结构，并验证系统的性能。
由于Simulink采用模块组合方式来建模，从而可以使得用户能够快速、准确地创建动态系统的计算机仿真模型，特别是对复杂的不确定非线性系统，更为方便。
Simulink模型可以用来模拟线性和非线性、连续和离散或者两者的混合系统，也就是说它可以用来模拟几乎所有可能遇到动态系统。
另外Simulink还提供一套图形动画的处理方法，使用户可以方便的观察到仿真的整个过程。
同Matlab一样，Simulink也不是封闭的，用户可以很方便的定制自己的模块和模块库。
同时Simulink也同样有比较完整的帮助系统，使用户可以随时找到对应模块的说明，便于应用。
综上所述，Simulink就是一种开放性的，用来模拟线性或非线性的以及连续或离散的或者两者混合的动态系统的强有力的系统级仿真工具。
目前，随着软件的升级换代，在软硬件的接口方面有了长足的进步，使用Simulink可以很方便地进行实时的信号控制和处理、信息通信以及DSP的处理。
世界上许多知名的大公司已经使用Simulink作为他们产品设计和开发的强有力工具。
本次课程设计就是利用这一软件进一步巩固本学期学过的相关知识，熟练掌握基于Simulink的系统仿真，并通过仿真进一步加深理解直流斩波电路的工作原理及工作波形，比较实际实验产生的波形与Simulink仿真波形的区别。
二、设计要求
1、了解题目要求，根据所给题目查找相关资料；
2、对模块和信号线有一个整体、清晰和仔细的安排，以便减少建模时间；
3、运用Simulink对降压斩波电路和升压斩波电路建立仿真模型；
4、修改各元件的参数；
5、对建立好的模型进行仿真，得到仿真波形图。
三、设计思路
（一）建模
1、启动Simulink，打开Simulink模块库
单击MatlabCommand窗口工具条上的Simulink图标，或者在Matlab命令窗口输入Simulink，就会弹出模块库窗口界面（SimulinkLibraryBrowser）。
该界面右边的窗口给出Simulink所有的子模块库。
常用的子模块库有Sources（信号源），Sink（显示输出），Continuous（线性连续系统），Discrete（线性离散系统），Function&Table（函数与表格），Math（数学运算），Discontinuities（非线性），Demo（演示）等。
每个子模块库中包含同类型的标准模型，这些模块可直接用于建立系统的Simulink框图模型。
2、打开空白模型窗口
模型窗口用来建立系统的仿真模型。
只有先创建一个空白的模型窗口，才能将模块库的相应模块复制到该窗口，通过必要的连接，建立起Simulink仿真模型。
也将这种窗口称为Simulink仿真模型窗口。
以下方法可用于打开一个空白模型窗口：
（1）在Matlab主界面中选择【File：
NewModel】菜单项
（2）单击模块库浏览器的新建图标
（3）选中模块库浏览器的【File：
NewModel】菜单项
3、建立Simulink仿真模型
（1）打开Simulink模型窗口（Untitled）
（2）选取模块或模块组
在Simulink模型或模块库窗口内，用鼠标左键单击所需模块图标，图标四角出现黑色小方点，表明该模块已经选中。
（3）模块拷贝及删除
在模块库中选中模块后，按住鼠标左键不放并移动鼠标至目标模型窗口指定位置，释放鼠标即完成模块拷贝。
模块的删除只需选定要删除的模块，按Backspace或者Delete键即可。
（4）模块调整
a.改变模块位置、大小
b.改变模块方向
使模块输入输出端口的方向改变。
选中模块后，右键选取菜单Format中的RotateBlock，可使模块旋转90o。
c.模块的连接
模块之间的连接是用连接线将一个模块的输出端与另一模块的输入端连接起来，也可用分支线把一个模块的输出端与几个模块的输入端连接起来。
连接线生成是将鼠标置于某模块的输出端口显一个十字光标，按下鼠标左键拖动鼠标至另一模块的输入端口即可。
分支线则是将鼠标置于分支点，按下鼠标右键，其余同上。
（二）仿真
Simulink模型窗口下仿真
a.模块参数设置
用鼠标双击指定模块图标，打开模块对话框，根据对话框栏目中提供的信息进行参数设置或修改。
以下为降压斩波电路中各模块的参数设置：
升压斩波电路模块参数与降压斩波电路的基本相同，只有示波器的不同：
b.仿真运行和终止：
在模型窗口选取菜单【Simulation：
Start】，仿真开始，至设置的仿真终止时间，仿真结束。
若在仿真过程中要中止仿真，可选择【Simulation：
Stop】菜单。
也可直接点击模型窗口中的Startsimulation（或Stopsimulation）启动（或停止）仿真。
四、仿真结果分析
（1）降压斩波电路（Buck）
1、原理图
2、仿真模型
3、波形图
（1）占空比25%
（2）占空比70%
（二）升压斩波电路（Boost）
1、原理图
2、仿真模型
3、波形图
（1）占空比25%
（2）占空比70%
（三）总结
通过本次课程设计，我受益匪浅。
随着科技的发展，计算机的使用对我们来说越来越重要。
而对于我们自动化专业来说，利用计算机软件进行设计也占有相当大的比重。
Matlab软件可以实现各种电路的建模及仿真，对我们来说用途很大。
而且在设计中我们也能更好的吸收课本上的知识，更大的拓宽我们的视野。
在这短短几天的设计中，有悲有喜。
查阅资料的过程中，发现好多东西是在平常的学习中没有学到的，或者说是被遗漏掉的，而在重拾起来的过程中又感觉到了辛苦和喜悦。
这不仅让我更加了解Matlab软件中Simulink的相关知识，还让我意识到知识的无穷性。
建立仿真模型比较简单，所以这个过程还是比较顺利的，但是在仿真的时候却出现了很多困难。
刚开始仿真时，示波器里总是不显示波形，不管怎么修改模块的参数，波形总是不出现，我苦恼了好久，后来经过同学的帮助，修改了几个参数，波形终于出现了，但不是正确波形，没办法就只好继续修改参数。
后来经过无数次的修改，终于得出了正确的仿真波形。
那一刻，真的很开心。
非常感谢学校为我们提供这些亲自动手的机会，让我们不至于变成理论的奴隶。
只有在实践的过程中才能发现自己的不足，才能提高自己的动手能力，才能更好地提高。
而且这次课程设计还让我还意识到，在做这些设计的时候不仅要有足够的勇气和毅力去克服各种困难和挫折，而且还要有足够的理论知识，这样才能更快更好地对设计过程中出现的问题进行分析和解决。
升级会员 