第七章simulink章节仿真(习题2答案)

习题解答

MATLAB教程R2008a第七章，习题2

解答过程如下：

一．方程及其初始条件

x”-u(1-x^2)x’+x=0; （1）

x(0)=0,x’(0)=1; （2）

由（1）式可得

x”=u(1-x^2)x’-x

二、建立模型并且赋值

用到的模型分别有：Constant，Product(乘法模块)，Add（加法模块），Gain（增益模块），Integrator（积分模块）,Scop（示波器）。连接后的图如下：

具体操作如下：

Intgartor1:初始值设定为1；

其他设置见图中的标识。

三、显示结果

当增益为2时：

当增益为100时：

simulink 仿真教程(从入门到入土)+报告(真)

Simulink仿真 摘要：simulink作为matlab的衍生模组，具有强大的仿真能力。原则上你可以将任意具有明确映射关系的物理量进行仿真模拟。对于相互间关系不明确的物理量，则可以通过输入输出数据的采集，然后通过模糊控制的方案替代明确的映射关系。本文主要针对的是以电焊机电路为主，其他仿真为辅的教程性质的文章。关键词：matlab Simulink 仿真电焊机教程 第一章初识软件 (2) 1.1 simulink 简介 (2) 1.2 simulink基础页面 (2) 1.3 常用库的介绍 (3) 1.3.1 simulink库 (4) 1.3.1.1 常用模块库 (4) 1.3.1.2 其他常用子库模块 (6) 1.3.2 电气库Simscape (7) 1.3.2.1 Electrical库 (7) 1.3.2.2 Specialized Technology库 (8) 1.4模块连接 (9) 第二章简单仿真系统的建立 (11) 2.1传递函数S信号仿真 (11) 2.1.1 运放环节的等效替代 (11) 2.1.2 等效变换 (12) 2.1.3 逻辑仿真 (13) 2.2电气库仿真 (13) 2.3子系统和模块的建立 (15) 2.3.1 子系统的建立 (15) 2.3.2 模块的建立 (16) 第三章复合仿真 (18) 3.1 m函数模块 (18) 3.1.1 简单编程 (18) 3.1.2 部分函数介绍 (19) 3.2 整体模型 (21) 3.3 仿真注意事项 (22) 3.3.1 注意事项1 (22) 3.3.2 注意事项2 (23) 3.3.3 注意事项3 (24) 3.3.4 注意事项4 (24) 结语 (25)

实验七 SIMULINK仿真集成环境

实验七 SIMULINK 仿真集成环境 一、实验目的 熟悉SIMULINK 的模型窗口、熟练掌握SIMULINK 模型的创建，熟练掌握常用模块的操作及其连接。 二、实验内容 (1) SIMULINK 模型的创建和运行。 (2)一阶系统仿真 三、实验步骤 1. Simulink 模型的创建和运行 (1) 创建模型。 ① 在MATLAB 的命令窗口中输入simulink 语句，或者单击MATLAB 工具条上的SIMULINK 图标，SIMULINK 模块库浏览器。 ②在MA TLAB 菜单或库浏览器餐单中选择File|New|Model ，或者单击库浏览器的图标，即可新建一个“untitle ”的空白模型窗口。 ③打开“Sources ”模块库，选择“Sine Wave ”模块，将其拖到模型窗口，再重复一次；打开“Math Operatioins ”模块库选取“Product ”模块；打开“Sinks ”模块库选取“Scope ”模块。 (2) 设置模块参数 ① 修改模块注释。单击模块的注释处，出现虚线的编辑框，在编辑框中修改注释。 ② 双击下边“Sine Wave ”模块，弹出参数对话框，浆“Frequency ”设置为100；双击“Scope ”模块，弹出示波器窗口，然后单击示波器图标，弹出参数对话框，修改示波器的通道数“Number of axes ”为3. ③如图所示，用信号线连接模块。 (3) 启动仿真 ① 单击工具栏上的图标或者选择Simulation|Start 菜单项，启动仿真；然后双击“Scope ”模块弹出示波器窗口，可以看到波形图。 ② 修改仿真步长。在模块窗口的Simulation 菜单下选择“Configuration Parameters ”命令，把“Max step size ”设置为0.01；启动仿真，观察波形是不是比原来光滑。 ③再次修改“Max step size ”为0.001；设置仿真终止时间为10s ；启动仿真，单击示波器工具栏中的按钮，可以自动调整显示范围，可以看到波形的起点不是零点，这是因为步长改小后，数据量增大，超出了示波器的缓冲。 浆示波器的参数对话框打开，选择“Data history ”页，把“Limit data point tolast ”设置为10000；再次启动仿真，观察示波器将看到完整的波形。 2.. 一阶系统仿真 使用阶跃信号作为输入信号，经过传递函数为1 6.01 s 的一阶系统，观察其输出。 ①设置“Step ”模块的“Step time ”为0；浆仿真参数的最大步长“Max step size ”设置为0.01. 把结果数据输出到工作空间。 ②打开“Sources ”模块库，选取“Clock ”模块添加到模型窗口中。 ③代开“Sinks ”模块库，选取两个“To workspace ”模块添加到模型窗口中，两个模块分别连接输出和“Clock ”模块。

自动实验一——典型环节的MATLAB仿真 报告

班级 姓名 学号 XXXXXX电子与信息工程学院实验报告册 课程名称：自动控制原理实验地点： 实验时间同组实验人： 实验题目：典型环节的MATLAB仿真 一、实验目的： 1．熟悉MATLAB桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK功能模块的使用方法。 2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。 3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。 二、实验原理及SIMULINK图形： 1．比例环节的传递函数为22 12 11 ()2100,200 Z R G s R K R K Z R =-=-=- == 其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图1-3所示。 2．惯性环节的传递函数为 2 21 121 121 2 ()100,200,1 10.21 R Z R G s R K R K C uf Z R C s =-=-=-=== ++ 其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图1-4所示。 3．积分环节(I)的传递函数为 uf C K R s s C R Z Z s G1 , 100 1.0 1 1 ) ( 1 1 1 1 1 2= = - = - = - = 其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图1-5所示。 图1-5 积分环节的模拟电路及及SIMULINK图形 图1-4 惯性环节的模拟电路及SIMULINK图形

4．微分环节(D)的传递函数为 uf C K R s s C R Z Z s G 10,100)(111112==-=-=-= uf C C 01.012=<< 其对应的模拟电路及SIMULINK 图形如图1-6所示。 5．比例+微分环节（PD ）的传递函数为 )11.0()1()(111212+-=+-=-=s s C R R R Z Z s G uf C C uf C K R R 01.010,10012121=<<=== 其对应的模拟电路及SIMULINK 图形如图1-7所示。 6．比例+积分环节（PI ）的传递函数为 )11(1)(11212s R s C R Z Z s G +-=+-=-= uf C K R R 10,100121=== 其对应的模拟电路及SIMULINK 图形如图1-8所示。 三、实验设备： 计算机 Matlab 软件 四、试验内容： 按下列各典型环节的传递函数，建立相应的SIMULINK 仿真模型，观察并记录其单位阶跃响应波形。 ① 比例环节1)(1=s G 和2)(1=s G ； ② 惯性环节11)(1+= s s G 和1 5.01)(2+=s s G ③ 积分环节s s G 1)(1= ④ 微分环节s s G =)(1 ⑤ 比例+微分环节（PD ）2)(1+=s s G 和1)(2+=s s G 图1-6 微分环节的模拟电路及及SIMULINK 图形 图1-7 比例+微分环节的模拟电路及SIMULINK 图形 图1-8 比例+积分环节的模拟电路及SIMULINK 图形曲线

实验三__SIMULINK仿真实验

实验三 SIMULINK 仿真实验 一、实验目的 1.熟悉Simulink 的操作环境并掌握绘制系统模型的方法。 2.掌握Simulink 中子系统模块的建立与封装技术。 3.对简单系统所给出的数学模型能转化为系统仿真模型并进行仿真分析。 二、实验设备及条件 计算机一台（带有MATLAB7.0软件环境）。 三、实验内容 1.建立下图5-1所示的Simulink 仿真模型并进行仿真，改变Gain 模块的增益，观察Scope 显示波形的变化。 图3-1 正弦波产生及观测模型 2．利用Simulink 仿真下列曲线，取πω2=。 t t t t t t x ωωωωωω9sin 9 17sin 715sin 513sin 31sin )(++++=。 仿真参考模型如下图3-2，Sine Wave5模块参数设置如下图3-3，请仿真其结果。

图3-2 ()x t 的仿真参考模型图 图3-3 Sine Wave5模块参数设置图 3. 已知某控制系统的传递函数如题3-4图所示。试利用SIMULINK 建模仿真，并用示波器显示该系统的阶跃响应曲线。(注：系统中e －0.4 s 环节表示的是控制中的延时环节，可用SIMULINK 的连续系统模块库中的“Transport Delay”模块表示) 图3-4 4、已知某控制系统的传递函数如题3-5图所示。 试利用SIMULINK 建模，并实现以下功能： (1) 将已建模型转化为一个名为“mysys”的子系统； (2) 将已建子系统进行适当的封装； (3) 封装完毕后双击子系统图标，在弹出的属性设置窗口中对变量进行赋值(Tm = 0.5，Tp = 1)，并在模型中加入源模块和显示模块，观察系统的阶跃响应曲线。

MATLAB仿真实验全部

实验一 MATLAB 及仿真实验（控制系统的时域分析） 一、实验目的 学习利用MATLAB 进行控制系统时域分析，包括典型响应、判断系统稳定性和分析系统的动态特性； 二、预习要点 1、 系统的典型响应有哪些？ 2、 如何判断系统稳定性？ 3、 系统的动态性能指标有哪些？ 三、实验方法 （一） 四种典型响应 1、 阶跃响应： 阶跃响应常用格式： 1、)(sys step ；其中sys 可以为连续系统，也可为离散系统。 2、),(Tn sys step ；表示时间围0---Tn 。 3、),(T sys step ；表示时间围向量T 指定。 4、),(T sys step Y =；可详细了解某段时间的输入、输出情况。 2、 脉冲响应： 脉冲函数在数学上的精确定义：0 ,0)(1)(0 ?==?∞ t x f dx x f 其拉氏变换为：)()()()(1 )(s G s f s G s Y s f === 所以脉冲响应即为传函的反拉氏变换。 脉冲响应函数常用格式： ① )(sys impulse ； ② ); ,();,(T sys impulse Tn sys impulse ③ ),(T sys impulse Y = （二） 分析系统稳定性 有以下三种方法： 1、 利用pzmap 绘制连续系统的零极点图； 2、 利用tf2zp 求出系统零极点； 3、 利用roots 求分母多项式的根来确定系统的极点 （三） 系统的动态特性分析 Matlab 提供了求取连续系统的单位阶跃响应函数step 、单位脉冲响应函数impulse 、零输入响应函数initial 以及任意输入下的仿真函数lsim.

simulink仿真实验报告

电机与拖动控制实验及其MATLAB仿真： 《电机与拖动控制实验及其MATLAB仿真》是2014年11月18日清华大学出版社出版的图书，作者是曹永娟。 内容简介： 本书分上、下两篇。上篇为电机与拖动控制实验教程，针对MCL 系列电机实验教学系统进行介绍，包括变压器、同步电机、异步电机、直流电机以及直流调速系统、交流调速系统拖动控制实验内容。 目录： 上篇电机与拖动控制实验 第1章电机实验装置和基本要求 1.1MCLⅡ型电机教学实验台 1.2实验装置和挂件箱的使用 1.2.1MCLⅡ型电机实验装置交流及直流电源操作说明 1.2.2仪表的使用 1.2.3挂件箱的使用 1.2.4交直流电机的使用 1.2.5导轨、测速发电机及转速计的使用 第2章电机与拖动控制实验基本要求和安全操作规程 2.1实验基本要求 2.2实验前的准备 2.3实验的进行 2.4实验报告

2.5实验安全操作规程 第3章变压器实验 3.1单相变压器 3.1.1实验目的 3.1.2预习要点 3.1.3实验项目 3.1.4实验设备及仪器 3.1.5实验方法 3.1.6实验报告 3.2三相变压器 3.2.1实验目的 3.2.2预习要点 3.2.3实验项目 3.2.4实验设备及仪器 3.2.5实验方法 3.2.6实验报告 3.3三相变压器的连接组和不对称短路3.3.1实验目的 3.3.2预习要点 3.3.3实验项目 3.3.4实验设备及仪器 3.3.5实验方法

3.3.6实验报告 3.3.7附录 3.4三相变压器的并联运行3. 4.1实验目的 3.4.2预习要点 3.4.3实验项目 3.4.4实验设备及仪器 3.4.5实验方法 3.4.6实验报告 第4章同步电机实验 4.1三相同步发电机的运行特性4.1.1实验目的 4.1.2预习要点 4.1.3实验项目 4.1.4实验设备及仪器 4.1.5实验方法 4.1.6实验报告 4.1.7思考题 4.2三相同步发电机的并联运行4.2.1实验目的 4.2.2预习要点 4.2.3实验项目

SIMULINK仿真实验

SimuLink 仿真二阶微分方程的求解 专业：信息 姓名：王钢明 1031020118 姓名：王某某 1031020124 姓名：何正长 1031020217 指导老师：刘老师 日期：2012—12—25

题目：二阶微分方程的求解 一、实验目的 1、熟悉Simulink 基本用法。 2、了解simulink 的一些模块的意义。 3、掌握模块的选取、复制、删除操作。 4、学会simulink 模块的连接以及模块参数的设置。 二、实验仪器 1、计算机 2、MATLAB 软件环境 三、实验内容 1、求解二阶微分方程x (t)0.4x (t)0.9x (t)0.7u (t)++= 的方程解，其中u (t)是脉冲信号。需要使用Simulink 求解x (t)。 2 、求解二阶微分方程x (t)0.2x (t)0.4x (t)0.2u (t)++= ，其中u (t)是脉冲信号。需要使用Simulink 求解x(t)。 3、求解二阶微分方程x (t)0.5x (t)0.8x (t)0.9u (t)++= 的解x (t)；其中初值为 ， 并且 是一个余弦信号。 四、实验过程 1、求解二阶微分方程x(t)0.4x(t)0.9x(t)0.7u(t)++= 的方程解， 其中u(t)是脉冲信号。需要使用Simulink 求解x(t)。 1.1）用matlab 求解此二阶微分方程： 在matlab 中输入程序： syms t y; u=sin(t); uu=0.7*u; y=dsolve(['D2y+0.4*Dy+0.9*y=',char(uu)]); 程序运行结果：y = exp(-1/5*t)*sin(1/10*86^(1/2)*t)*C2+exp(-1/5*t)*cos(1/10*86^(1/2)*t)*C1-7/17*sin(t)-28/17*cos(t) 1.2）利用simulink 求解此二阶微分方程 x (0)1x (0)3=?? =? u (t)cos(t)=

实验七 SIMULINK仿真实验

实验七 SIMULINK 仿真实验 一、实验目的 1.熟悉Simulink 的操作环境并掌握绘制系统模型的方法。 2.掌握Simulink 中子系统模块的建立与封装技术。 3.对简单系统所给出的数学模型能转化为系统仿真模型并进行仿真分析。 二、实验设备及条件 计算机一台（带有MATLAB6.5以上的软件环境）。 三、实验内容 1.建立下图5-1所示的Simulink 仿真模型并进行仿真，改变Gain 模块的增益，观察Scope 显示波形的变化。 图5-1 正弦波产生及观测模型 2．利用simulink 仿真来实现摄氏温度到华氏温度的转化：325 9c f += T T （c T 范 围在-10℃～100℃），参考模型为图5-2。 图5-2 摄氏温度到华氏温度的转化的参考模型 3．利用Simulink 仿真下列曲线，取πω2=。 t t t t t t x ωωωωωω9sin 917sin 7 15sin 5 13sin 3 1sin )(+ + + + =。 仿真参考模型如下图5-3，Sine Wave5模块参数设置如下图5-4，请仿真其结果。

图5-3 () 的仿真参考模型图图5-4 Sine Wave5模块参数设置图 x t 4.如图5-5所示是分频器仿真框图，其组成仅有三台设备：脉冲发生器，分频器和示波器。分频器送出一个到达脉冲，第一路cnt（计数），它的数值表示在本分频周期记录到多少个脉冲；第二路是hit（到达），就是分频后的脉冲输出，仿真出结果来。 图5-5 分频器仿真框图

5. Simulink 综合演示实验 ---悬吊式起重机动力学仿真 悬吊式起重机结构简图 1. 悬吊式起重机动力学方程 式中，mt 、mp 、I 、c 、l 、F 、x 、θ 分别为起重机的小车质量、吊重、吊重惯量、等价粘性摩擦系数、钢丝绳长（不计绳重），小车驱动力、小车位移以及钢丝绳的摆角。 由（2）、（3）式去掉P ，则有 2. 悬吊式起重机动力学Simulink 仿真 为便于建模，将起重机动力学方程改写为： 由以上二式可建立如图所示的起重机Simulink 模型 ： 图中：lmp=mpl () ) 1(sin 2 2θl x dt d m x c F x m p t ---= () ) 2(cos 2 2θl dt d m g m P p p =-) 3(sin cos )sin (2 2θ θθθ I Pl l x dt d l m p =--小车水平方吊绳垂直方小车的力矩 ()) 5(cos sin 2θθθx l m gl m l m I p p p =++() ) 4(sin 2 2θl x dt d m x c F x m p t ---= ()p t p m m l m x c F x +-+-=θθθθsin cos 2 ()2 sin cos l m I g x l m p p +-=θθθ p t m m += 11k 2 2k l m I l m p p +=

simulink仿真实验报告

simulink仿真实验报告 根据永磁同步电机的应用场合不同，可将转子永磁磁链的位置定在不同的坐标轴上，在不同的坐标轴下，有几种用得比较多的磁场定向控制方式：气隙磁链的定向控制，定子磁链的定向控制，转子磁链的定向控制，阻尼磁链的定向控制。而对于某些运动控制系统，若是以永磁同步电机为执行机构，那么此系统主要采用转子磁链定向控制方式，该方式非常适用于一些小容量调速系统。 永磁同步电机的矢量控制主要方法有： 1、id=0控制 id=0时，从电机端口看，相当于一台他励直流电动机，定子中只有交轴分量，且定子磁动势空间矢量与永磁体空间正交，值等于90度，电动机转矩中只有永磁转矩分量，其值为： 控制时的时间向量如右图所示，反电动势向量与定子电流向量相同。对表面凸出式转子磁路结构电机来说，此时单位电流可获得最大转矩。或者说，在产生所需求的转矩情况下，只需要较小的定子电流，从而使铜耗下降，效率提高，这也是表面凸出式转子磁路结构的永磁电机通常采用的id=0的控制原因，目前，很多无刷直流电机，伺服

电机普遍采用此方案控制电机。 2、最大转矩电流比控制（MPTA） 最大转矩电流比控制也称单位电流输出最大转矩控制，它是凸极永磁同步电机用的较多的一种控制策略，而对于隐极电机来说，最大转矩电流比控制就是id=0控制。 根据电机理论得知，对于凸极转子来说，只有在电压极限圆与电流极限圆共同包含的区域，电机才可以工作，转速越高，电压极限圆越小，即随着转速升高，电压极限圆是一簇以A4为心的椭圆。 电动机最大转矩电流比轨迹为一二次曲线，代表随着转速变化，DQ 轴电流值得选择只有在此曲线上选择时，才可以得到单位电流下的最大转矩。在OA1段上，电动机可以以该轨迹上的各点做恒转矩运行，且通过A1点的电压极限圆所对应的转速即为在该转矩下的转折速度，同时，A1点对应于输出转矩最大时的转折速度。 3、弱磁控制 永磁电机弱磁控制思想来自对他励直流电动机的调磁控制。当他励直

实验二-Simulink仿真实验

实验二-Simulink仿真实验

实验二 Simulink 仿真实验 一、 实验目的： 1、学会使用Matlab 软件中的Simulink 仿真工具。 2、了解二阶系统瞬态响应指标的意义其计算。 二、 实验内容及原理 1、 用Matlab 仿真（simulink ）图示系统输入单位阶跃信号1(t)的响应， 分析响应曲线的稳态响应X oss (t )，振荡频率ωd (rad/s)，超调量M p ， 峰值时间t p ，进入稳态值+5%误差带的调整时间t s 。 X i (s) X o (s) 三、 实验步骤： 1、 使用Matlab 软件，进入Simulink 编辑画面。 2、 用Linear ，Sinks ，Sources,模块库建立系统的函数方块图。 3、 运行Simulink 。 4、 记录输出曲线，分析实验结果。 四．分析实验结果，写出实验报告。 0.02 )450(100 s s

G1=tf([100],[50 4 0]); H1=tf(0.02,1); disp('负反馈系统闭环传递函数为：') sys=feedback(G1,H1) step(sys,1:0.1:200) Step Response Tim e (sec)A m p l i t u d e 00.2 0.4 0.6 0.8 11.21.4 1.6 1.8 System : sys Rise Tim e (sec): 1.11System : sys P eak am plitude: 1.73Overshoot (%): 72.9At tim e (sec): 3.2System : sys Settling Tim e (sec): 38.4

实验六 SIMULINK仿真综合实验

实验6 SIMULINK 仿真综合实验 一、实验目的 1.熟悉Simulink 的操作环境并掌握绘制系统模型的方法。 2.掌握Simulink 中子系统模块的建立与封装技术。 3.对简单系统所给出的数学模型能转化为系统仿真模型并进行仿真分析。 二、实验设备及条件 计算机一台（带有MATLAB7.0以上的软件环境）。 三、实验内容 1.建立下图1所示的Simulink 仿真模型并进行仿真，改变Gain 模块的增益，观察Scope 显示波形的变化。 图1 正弦波产生及观测模型 Sine Wave Scope 1 Gain 2．利用simulink 仿真来实现摄氏温度到华氏温度的转化：325 9 c f +=T T （c T 范围在-10℃～100℃），参考模型为图2。 图2 摄氏温度到华氏温度的转化的参考模型 3．利用Simulink 仿真下列曲线，取πω2=。

t t t t t t x ωωωωωω9sin 9 1 7sin 715sin 513sin 31sin )(++++=。 仿真参考模型如下图3，Sine Wave5模块参数设置如下图4，请仿真其结果。 图3 ()x t ω的仿真参考模型图 图4 Sine Wave5模块参数设置图 4.悬吊式起重机动力学仿真 悬吊式起重机结构简图 1. 悬吊式起重机动力学方程 式中，mt 、mp 、I 、c 、l 、F 、x 、θ 分别为起重机的小车质量、吊重、吊重惯量、等价粘性摩擦系数、钢丝绳长（不计绳重），小车驱动力、小车位移以及 ())1(sin 22 θl x dt d m x c F x m p t ---= ()) 2(cos 22 θl dt d m g m P p p =-)3(sin cos )sin (22 θ θθθ I Pl l x dt d l m p =--小车水平方向受力方程吊绳垂直方向受力方程 小车的力矩平衡方程

实验七-SIMULINK仿真实验

实验七-SIMULINK仿真实验

- 1 - 实验七 SIMULINK 仿真实验 一、实验目的 1.熟悉Simulink 的操作环境并掌握绘制系统模型的方法。 2.掌握Simulink 中子系统模块的建立与封装技术。 3.对简单系统所给出的数学模型能转化为系统仿真模型并进行仿真分析。 二、实验设备及条件 计算机一台（带有MATLAB6.5以上的软件环境）。 三、实验内容 1.建立下图5-1所示的Simulink 仿真模型并进行仿真，改变Gain 模块的增益，观察Scope 显示波形的变化。 图5-1 正弦波产生及观测模型 2．利用simulink 仿真来实现摄氏温度到华氏温度的转化：32 5 9 c f +=T T （c T 范 围在-10℃～100℃），参考模型为图5-2。 图5-2 摄氏温度到华氏温度的转化的参考模型 3．利用Simulink 仿真下列曲线，取πω2=。 t t t t t t x ωωωωωω9sin 9 1 7sin 715sin 513sin 31sin )(++++=。

仿真参考模型如下图5-3，Sine Wave5模块参数设置如下图5-4，请仿真其结果。 图5-3 () x t 的仿真参考模型图图5-4 Sine Wave5模块参数设置图 4.如图5-5所示是分频器仿真框图，其组成仅有三台设备：脉冲发生器，分频器和示波器。分频器送出一个到达脉冲，第一路cnt（计数），它的数值表示在本分频周期记录到多少个脉冲；第二路是hit（到达），就是分频后的脉冲输出，仿真出结果来。 图5-5 分频器仿真框图 - 2 -

实验五 SIMULINK仿真实验

实验五 SIMULINK仿真实验 专业班级16电气工程及其自动一班姓名黄静强 学号 20160500145 指导老师田乐成绩 一、实验目的 1.熟悉Simulink的操作环境并掌握绘制系统模型的方法。 2.掌握Simulink中子系统模块的建立与封装技术。 3.对简单系统所给出的数学模型能转化为系统仿真模型并进行仿真分析。 二、实验设备及条件 计算机一台（带有MATLAB6.0以上的软件环境）。 三、实验内容 1.建立下图5-1所示的Simulink仿真模型并进行仿真，改变Gain模块的增益，观察Scope显示波形的变化。 图5-1 正弦波产生及观测模型

2．利用simulink 仿真来实现摄氏温度到华氏温度的转化：325 9c f +=T T （c T 范围在-10℃～100℃），参考模型为图5-2。 图5-2 摄氏温度到华氏温度的转化的参考模型 3．利用Simulink 仿真下列曲线，取πω2=。 t t t t t t x ωωωωωω9sin 9 17sin 715sin 513sin 31sin )(++++=。 仿真参考模型如下图5-3，Sine Wave5模块参数设置如下图5-4，请仿真其结果。

x t 的仿真参考模型图图5-4 Sine Wave5模块参数设置图图5-3 () 4.如图5-5所示是分频器仿真框图，其组成仅有三台设备：脉冲发生器，分频器和示波器。分频器送出一个到达脉冲，第一路cnt（计数），它的数值表示在本分频周期记录到多少个脉冲；第二路是hit（到达），就是分频后的脉冲输

出，仿真出结果来。 图5-5 分频器仿真框图 四、思考题 有初始状态为0的二阶微分方程为： x x t u 4.02.0)(2.0x '''--= 其中)(t u 是单位阶跃函数，用积分器直接构造求解微分方程的模型，建立模型并仿真。

基于Simulink简单方程组仿真示例

简单系统的仿真分析 建立系统模型 对于简单系统 y t( ) = 2* u (t）if （t）> 25 y t( ) =10* u (t) if (t )<= 25 首先根据系统的数学描述选择合适的Simulink系统模块，然后建立系统模型。 这里所使用的系统模块主要有： (1) Sources 模块库中的Sine Wave模块：用来作为系统的输入信号。 (2) Logic and Bit Operations模块库中的Relational Operator模块：用来实现系统中的时间逻辑关系。 (3) Sources模块库中的Clock模块：用来表示系统运行时间。 (4) Signal Routing模块库中的Switch模块：用来实现系统的输出选择。 (5) Math模块库中的Gain模块：用来实现系统中的信号增益。 简单系统的系统模型。

Simulink是一个用来建模、仿真和分析动态系统的软件包。它基于MATLAB的框图设计环境，支持线性系统和非线性系统，可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统（也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率）。νSimulink提供了一个建立模型方块图的可视的图形用户接口(GUI)，用户可以在这个可视窗口中通过单击和拖动鼠标操作来完成动态系统建模。ν利用这个接口，用户可以像用笔在草纸上绘制模型一样，只要构建出系统的方块图即可。这与以前的仿真软件包要求解算微分方程和编写算法语言程序不同，它提供的是一种更快捷、更直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。 Simulink中包括了许多实现不同功能的模块库。这些模块库把各种功能不同的模块分类存放，如Sources(输入源模块库)、Sinks(输出模块库)、 Math Operations(数学模块库)以及线性模块和非线性模块等各种组件模块库用户也可以自定义和创建自己的模块。利用这些模块，用户可以创建层级式的系统模型，可以自上而下或自下而上地阅读模型，也就是说，用户可以浏览最顶层的系统，然后用鼠标双击模型中的子系统模块，打开并查看该子系统模型。这不仅方便了工程人员的设计，而且可以使自己的模型方块图功能更清晰，结构更合理。 Simulink简介 利用示波器模块或其他的显示模块，用户可以在仿真运行的同时观察仿真结果，而且可以在仿真运行期间改变仿真参数，并同时观察改变后的仿真结果。最后的结果数据可以输出到MATLAB工作区进行后续处理，或利用命令行命令在图形窗口中绘制仿真曲线。MATLAB及其工具箱内还有许多其他的适用于不同工程领域的分析工具。由于MATLAB和Simulink是集成在一起的，因此无论何时用户都可以在这两个环境中仿真、分析和修改模型。 Simulink系统建模的主要特性如下： 框图式建模。支持非线性系统。支持混合系统仿真，即系统中包含连续采样时间和离散采样时间的系统。支持多速率系统仿真，即系统中存在以不同速率运行的组件。 Simulink建立的系统模型可以是层级模型，因此用户可以采用自下而上或自上而下的方式建立模型，并一层一层地查各级模型。用户可以根据需要建立自定义子系统，并把自定义子系统内的模块进行封装，封装后的自定义子系统具有与Simulink内嵌模块同样的属性，并可由用户设置模块的属性参数。 运行Simulink演示程序 ν Simulink自带了许多模型演示程序，这些演示程序分别说明了利用Simulink 模块搭建的功能不同的模型系统。这里以倒立摆系统模型为例介绍系统模型的组成及功能。 4.2.1 演示模型 首先运行MATLAB，在MATLAB的命令窗口内键入下列命：

实验8 simulink仿真

实验8 simulink 仿真 一、实验目的 1、掌握通过模块实现simulink 仿真； 2、掌握子系统的创建与封装方法； 3、掌握利用s-function 实现简单系统的仿真。 二、实验内容 1、设方程???+-=-=)()(bx d y y ay r x x （1）假设r =1，d=0.5，a=0.1，b=0.02，x(0)=25，y(0)=2，通过直接连接simulink 模块的方法仿真x(t)、y(t)以及y(x)的图像。

（2）以a、b、d、r为参数，采用创建子系统与封装的方法实现（1）仿真。子系统结构：

子系统内部： 封装编辑：

参数设置： 结果同上。 （3）利用s-function实现（1）的仿真。模型建立如图：

function [sys,x0,str,ts] = fun(t,x,u,flag) switch flag, case 0, [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes; case 1, sys=mdlDerivatives(t,x,u); case 2, sys=mdlUpdate(t,x,u); sys=[]; case 3, sys=mdlOutputs(t,x,u); case 4, sys=mdlGetTimeOfNextVarHit(t,x,u); sys=[]; case 9, sys=mdlTerminate(t,x,u); sys=[]; otherwise error(['Unhandled flag = ',num2str(flag)]); end function [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes sizes = simsizes; sizes.NumContStates = 2; sizes.NumDiscStates = 0; sizes.NumOutputs = 2; sizes.NumInputs = 0; sizes.DirFeedthrough = 0; sizes.NumSampleTimes = 1; sys = simsizes(sizes);

电机MATLAB仿真实验

(此文档为Word格式，下载后可以任意编辑修改！）（文件备案编号：） 单相变压器空载仿真实验 工程名称： 编制单位： 编制人： 审核人： 批准人： 编制日期：年月日

单相变压器空载仿真实验 一、实验目的 1 用仿真的方法了解并求取变压器的空载特性。 2 通过变压器空载仿真了解并求取变压器的参数和损耗。 二、预习要点 1 变压器空载运行有什么特点？ 2 在变压器空载实验仿真中，如何通过仿真测取变压器的铁耗。 三、仿真项目 1 完成变压器空载运行仿真模型的搭建和参数设定。 2 仿真测取空载特性U0=f(I0)，P0= f(U0)，cosΦ0= f(U0)。 四、仿真方法 1 仿真模块 2 仿真模型

AX 图1 变压器空载实验接线图 图2 单相变压器空载仿真模型示例图 图3 变压器参数设置示例图（右侧饱和曲线数据请输入到左侧Saturation Characteristic 一栏） 3 空载仿真 1）根据图1的接线图进行仿真模型搭建，搭建仿真模型如图2所示，所有频率的设置均改成50。 2）对单相变压器以及其他元器件模块的参数设置，选定额定电压，变压器变比等。设定其额定容量S N =77 V A ，U 1N /U 2N =55/220V 。变压器低压侧接电源，高压侧开路。变压器参数设置如图3所示。

3）可自行根据需要选择需要测量的波形以及有效值量，加入示波器以及计算模块进行测量并设定仿真时间。 4）调节电压源电压，调节范围在（1.25~0.2）U N范围内，测取变压器的U0，I0，P0，cosΦ0以及二次侧电压U AX等数据。 5）测取数据时，在额定电压附近侧的点较密，共测取10组数据记录于下表。 表1 空载实验数据 五、实验报告 1. 完成表1 2. 绘制U0-I0特性曲线 3. 计算变压器变比 4. 计算低压侧的励磁参数

实验四-SIMULINK仿真模型的建立及仿真

实验四 SIMULINK仿真模型的建立及仿真（一） 一、实验目的： 1、熟悉SIMULINK模型文件的操作。 2、熟悉SIMULINK建模的有关库及示波器的使用。 3、熟悉Simulink仿真模型的建立。 4、掌握用不同的输入、不同的算法、不同的仿真时间的系统仿真。 二、实验内容： 1、设计SIMULINK仿真模型。 2、建立SIMULINK结构图仿真模型。 3、了解各模块参数的设定。 4、了解示波器的使用方法。 5、了解参数、算法、仿真时间的设定方法。 例7.1-1 已知质量m=1kg，阻尼b=2N.s/m。弹簧系数k=100N/m，且质量块的初始位移x(0)=0.05m，其初始速度x’(0)=0m/s，要求创建该系统的SIMULINK 模型，并进行仿真运行。 步骤： 1、打开SIMULINK模块库，在MATLAB工作界面的工具条单击SIMULINK图标，或在MATLAB指令窗口中运行simulink，就可引出如图一所示的SIMULINK模块浏览器。 图一：SIMULINK模块浏览器

2、新建模型窗，单击SIMULINK模块库浏览器工具条山的新建图标，引出如图二所示的空白模型窗。 图二：已经复制进库模块的新建模型窗 3、从模块库复制所需模块到新建模型窗，分别在模块子库中找到所需模块，然后拖进空白模型窗中，如图二。 4、新建模型窗中的模型再复制：按住Ctrl键，用鼠标“点亮并拖拉”积分模块到适当位置，便完成了积分模块的再复制。 5、模块间信号线的连接，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入口靠近到一定程度，单十字变为双十字；放开鼠标左键，“虚连线”变变为带箭头的信号连线。如图三所示：

Matlab-SIMULINK仿真实验报告

西安邮电学院 《Matlab》 实验报告 （四） 2011- 2012 学年第 1 学期 专业：自动化 班级：自动0903 学号： 姓名： 2011 年11 月10 日

第四次SIMULINK 仿真实验 一、实验目的 1.熟悉Simulink 的操作环境并掌握绘制系统模型的方法。 2.掌握Simulink 中子系统模块的建立与封装技术。 3.对简单系统所给出的数学模型能转化为系统仿真模型并进行仿真分析。 二、实验设备及条件 计算机一台（带有MATLAB6.5以上的软件环境）。 三、实验内容 1.建立下图5-1所示的Simulink 仿真模型并进行仿真，改变Gain 模块的增益，观察Scope 显示波形的变化。 图5-1 正弦波产生及观测模型 2．利用simulink 仿真来实现摄氏温度到华氏温度的转化：325 9 c f +=T T （c T 范围在-10℃～100℃），参考模型为图5-2。

图5-2 摄氏温度到华氏温度的转化的参考模型 3．利用Simulink 仿真下列曲线，取πω2=。 t t t t t t x ωωωωωω9sin 9 1 7sin 715sin 513sin 31sin )(++++=。 仿真参考模型如下图5-3，Sine Wave5模块参数设置如下图5-4，请仿真其结果。 图5-3 ()x t ω的仿真参考模型图 图5-4 Sine Wave5模块参数设置图

4.如图5-5所示是分频器仿真框图，其组成仅有三台设备：脉冲发生器，分频器和示波器。分频器送出一个到达脉冲，第一路cnt（计数），它的数值表示在本分频周期记录到多少个脉冲；第二路是hit（到达），就是分频后的脉冲输出，仿真出结果来。 图5-5 分频器仿真框图

Simulink建模与仿真

【实验名称】 Simulink建模与仿真 【实验目的】 1．学习SIMULINK 软件工具的使用方法； 2．用SIMULINK 仿真线性系统； 【实验内容】 1．SIMULINK简介 SIMULINK是MATLAB软件的扩展，它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包，它与MATLAB语言的主要区别在于，其与用户交互接口是基于Windows的模型化图形输入，其结果是使得用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建，而非语言的编程上。 所谓模型化图形输入是指SIMULINK提供了一些按功能分类的基本的系统模块，用户只需要知道这些模块的输入输出及模块的功能，而不必考察模块内部是如何实现的，通过对这些基本模块的调用，再将它们连接起来就可以构成所需要的系统模型（以.mdl文件进行存取），进而进行仿真与分析。 2．SIMULINK的启动 进入SIMULINK界面，只要你在MA TLAB命令窗口提示符下键入‘SIMULINK’，按回车键即可启动SIMULINK软件。在启动S IMULINK软件之后，SIMULINK的主要方块图库将显示在一个新的Windows中。 如图8-1所示： ?在MA TLAB命令窗口中输入simulink ： 结果是在桌面上出现一个称为Simulink Library Browser的窗口，在这个窗口中列出了按功能分类的各种模块的名称。 图8-1 SIMULINK的主要方块图库

3．SIMULINK的模块库介绍 ?SIMILINK模块库按功能进行分为以下8类子库： Continuous（连续模块） Discrete（离散模块） Function&Tables（函数和平台模块） Math（数学模块） Nonlinear（非线性模块） Signals&Systems（信号和系统模块） Sinks（接收器模块） Sources（输入源模块） 4．SIMULINK简单模型的建立 （1）建立模型窗口 （2）将功能模块由模块库窗口复制到模型窗口 （3）对模块进行连接，从而构成需要的系统模型 5．SIMULINK功能模块的处理 （1）模块库中的模块可以直接用鼠标进行拖曳（选中模块，按住鼠标左键不放）而放到模型窗口中进行处理。 （2）在模型窗口中，选中模块，则其4个角会出现黑色标记。此时可以对模块进行以下的基本操作： ?移动：选中模块，按住鼠标左键将其拖曳到所需的位置即可。若要脱离线而移动，可按 住shift键，再进行拖曳； ?复制：选中模块，然后按住鼠标右键进行拖曳即可复制同样的一个功能模块； ?删除：选中模块，按Delete键即可。若要删除多个模块，可以同时按住Shift键，再用 鼠标选中多个模块，按Delete键即可。也可以用鼠标选取某区域，再按Delete键 就可以把该区域中的所有模块和线等全部删除； ?转向：为了能够顺序连接功能模块的输入和输出端，功能模块有时需要转向。在菜单 Format中选择Flip Block旋转180度，选择Rotate Block顺时针旋转90度。或 者直接按Ctrl+F键执行Flip Block，按Ctrl+R键执行Rotate Block。 ?改变大小：选中模块，对模块出现的4个黑色标记进行拖曳即可。 ?模块命名：先用鼠标在需要更改的名称上单击一下，然后直接更改即可。名称在功能模

实验十七 连续系统的Simulink仿真 实验报告

电子科技大学中山学院学生实验报告 院别：电子信息学院 课程名称：信号与系统实验 一、实验目的 1.掌握连续系统的Simulnk 建模方法； 2.掌握连续系统时域响应、频域响应的Simulink 仿真方法。 二、实验原理 连续系统的Simulink 仿真分析包括系统模型的创建和仿真分析两个过程。 利用Simulink 模块库中的有关功能模块创建的系统模型，主要有S 域模型、传输函数模型和状态空间模型等形式。 若将信号源子模块库（Sources ）中某种波形的信号源（如正弦或阶跃信号源）加于系统模型的输入端， 图1 系统时域响应Simulink 仿真的模型 以Sources 子模块库中的”lnl ”、Sinks 子模块中的”Outl ”分别作为系统模型的输入端和输出端，如图2所示。 ln1 out1 图2 系统响应Simulink 仿真的综合模型 建立图2形式系统模型并保存之后，利用如下响应的命令，可得到系统的状态空间变量、频率响应曲线、单位冲击响应的波形。 [A,B,C,D]=linmod(‘模型文件名’) %求状态空间矩阵。注意：‘模型文件名’不含扩展名 bode(A,B,C,D)； %绘制系统的频率特性曲线 bode(A,B,C,D,l u :ω0:ωω:?1)； %绘制系统在10~ωω频率范围内，歩长为ω?的频率特性曲线；u i 为输入端口编号，一般取1 Impulse(A,B,C,D) %绘制系统冲击响应的波形 Impulse(A,B,C,D,i u ,t 0:1:t t ?) %绘制系统在时间范围内、歩长为的冲击响应的波形

Step(A,B,C,D) %绘制系统阶跃响应的波形 Step(A,B,C,D,i u ,t : 1 :t t?) %绘制系统在 1 ~t t时间范围内、歩长为t?的阶跃响应的波形 以上命令，可以逐条在命令窗口输入、执行，也可编写成M文件并运行，获得所需结果。 三、实验内容 （题目）3、线性系统如图17-13所示。要求：建立系统的S域模型，编写执行Simullink仿真命令的M文件，求系统的状态空间变量，绘出系统的冲击响应波形和频率响应特性曲线。 解答：（模型图） （m文件） [A,B,C,D]=linmod('OuDi') figure(1) impulse(A,B,C,D,1,0:0.01:100);grid,ylabel('12无线,欧迪,33') figure(2) step(A,B,C,D,1,0:0.01:100);grid,ylabel('12无线,欧迪,33') figure(3) bode(A,B,C,D,1,1:0.01:10);grid,ylabel('12无线,欧迪,33')