MATLAB实验六《SIMULINK交互式仿真》.docx

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MATLAB实验六《SIMULINK交互式仿真》

实验六SIMULINK交互式仿真

一、实验目的

1、熟悉SIMULINK交互式仿真集成环境。

2、掌握连续时间系统建模的方法。

二、实验主要仪器与设备

装配有MATLAB7.6软件的计算机

三、预习要求

做实验前必须认真复习第七章SIMULINK交互式仿真集成环境。

四、实验内容及实验步骤

示的SIMULINK模块库浏览器。

图7.2SIMULINK模块库浏览器

4、开启空白（新建）模型窗

单机Simulink模块库浏览器工具条上的图标“

”；或在选择下拉菜单项{File：

New}，引出如图7.3所示的空白模型窗（注：

窗中的模块是后一个步骤复制进

去的）。

5、从模块库复制所需模块到空白（新建）模型窗（见图7.3）

把连续模块子库中的积分器“拖”进空白模型窗；

再用鼠标点亮该模块，选中下拉菜单项{Format：

FlipBlock}，使增益模块

翻转180度。

把Simulink\MathOperations子库中的求和模块“拖”进

空白模型窗；再把Simulink\Sink\Scope>示波器模块“拖”进空白模型窗。

7.3制进库模块的新建模型窗

6、新建模型窗中的模型再复制

在该新建模型窗中，可以通过再复制，产生建模所需的2个积分模块和2个增益

模块。

具体操作方法是：

按住[Ctrl]键，用鼠标“点亮并拖拉”积分模块

到适当的位置，便完成积分模块的复制，而这被再复制的积分模块会自动改名为

,以作区分。

见一个所需的增益模块，可采用类似方法获得。

7、模块连接线的形成方法随信号起始端位置不同而不同，具体如下。

起始端位于模块输出口的信号线生成法。

使光标靠近模块输出口；待光标变

为“单线十字叉”时，按下鼠标左键；移动十字叉，拖出一根“虚连线”；光标

与另一个模块输出口靠近到一定程度，单十字叉变为双十字叉；放开鼠标左键，

”虚连线”便变为带箭头的信号连线。

起始端位于其他信号线上的信号线生成法。

使光标置于已经存在的其他信号线

之上；按下鼠标右键，光标变为“单线十字叉”；运动鼠标，引出”虚连线”；当

鼠标与待连接模块输入口靠得足够近，单十字叉变为双十字叉；放开鼠标右键，

“虚连线”便变为带箭头的信号连线。

双击相应的信号线，给信号线作标注，如x’’,x’,x等。

图7.4已构建完成的新建模型窗

8、根据理论数学模型设置模块参数

为使构造的Simulink模型与理论数学模型一致，须对模块进行如下参数设置。

设置增益模块参数：

双击模型窗中的增益模块，引出如图7.1-5

所示的参数设置窗；把Gain增益栏中的数字1改写为所需的2；单击【OK】键，

完成设置；此时，新建模型窗中增益模块上会出现数字2。

参照以上方法，把增益模块的增益系数修改为100.

图7.5参数已经修改为2的Grain增益模块参数设置窗

修改求和模块输入口的代数符号：

双击求和模块，引出如图7.1-6所示的参数设置窗；

把符号列表栏中的默认符号（++）修改成代数符号（--）；单击【OK】键，完成设置；

图7.6改变输出入口符号的求和模块参数设置窗

据初始位移x（0）=0.05m对积分模块的初始状态进行设置：

双击积分模块

，引出如图7.7所示的参数设置窗；把初始条件Initialcondition栏中的默认0

初始修改为题目给定的0.05；单击[OK]键，关闭该窗口，完成设置。

图7.7实现初始化位移0.05设置的Integrator1设置窗

9仿真运行参数采用默认解算器“ode45”、默认“变步长”和默认仿真终止时间10.

10把新建模型保存为exm070101.mdl.

11试运行，以便发现问题加以改善。

双击示波器模块，引出示波器显示窗，并使它不与exm070101模型窗重叠。

单击exm070101模型窗上的“

”仿真启动键，使该模型运行；在示波器上呈现

的运行结果可能如图7.8所示。

图7.8坐标范围设置不当时的信号

单击Scope显示窗上的纵坐标范围自动设置图标“

”，示波器显示窗改变为图7.9所

示。

在显示窗中，可以看到位移x（t）的变化曲线。

同时可以发现：

纵坐标的适当范

围大致在【-0.06,0.06】；仿真时间取【0,5】即可；显示的曲线不够光滑。

图7.9采用轴自动设置功能的信号显示

12、据试运行结果，进行仿真参数的再设置

示波器纵坐标设置：

用鼠标单击示波器的黑色显示屏，在弹出菜单中选择AxesProperties，

引出纵坐标设置对话窗7.10所示；把纵坐标的下限、上限分别设置为（-0.06）和（+0.06）;单

击【OK】，完成设置。

示波器时间显示范围的修改:

单击示波器的参数设置图标“

”，引出示波器参数设置窗；

在General卡片的Axes区的Timerange栏中，填写5或auto；单击【OK】，完成设置。

图7.10对显示屏的纵坐标范围进行设置7.11对示波器时间显示范围的设置

·仿真终止时间最简捷的修改方法：

在exam070101模型窗“仿真终止时

间”栏“

”中的默认值10改变为5。

·显示曲线的光滑化设置：

选中exam070101模型窗的下拉菜单项Simulation\Configuration

Parameters，引出仿真参数配置窗，如图7.12所示；再在该窗左侧的选择栏中，选中Data

Import/Export项，与之相应的参数设置栏便出现在窗口的右侧；把右半窗下方Saveoptions

区中Refinefactor栏中的默认值1改为5；单击OK，完成设置。

7.12通过仿真参数配置窗设置输出光滑因子

完成以上修改后的模型窗如图7.13所示。

再运行exam070101,可得比较满意的位移变化曲线

（见图7.14所示）。

顺便指出：

模型运行后，在模块输出口的信号线上会出现double字样。

这

表示该信号是采用“双精度”类型数据运算。

如果用户不希望这类标识出现，那么应取消对下

拉菜单项Format\PortsignalDisplays\PortDataTypes的勾选。

图7.13仿真参数调整运行后的exam070101模型

在模型窗中，x’’,x’,x等信号名称是模型创建者根据需要写入的。

标识信号名称的操作方法

是：

用鼠标双击信号附近的适当位置后，就会出现一个虚线框，该虚线框中允许输入任何

文字。

13、仿真结果显示

原本比较稀疏的解计算器数据，经设定的“光滑因子”下的插值，增加了用于描绘曲线的

数据点数，因此使示波器显示出更为光滑的曲线，如图7.14所示。

图7.14适当地显示仿真所得的位移变化曲线

五、实验小结