Simulink熟悉與及其應(yīng)用上機試驗報告

1、上機實驗報告實驗項目名稱 Simulink 熟悉與及其應(yīng)用所屬課程名稱系統(tǒng)仿真與 MATLAB實驗概述：【實驗?zāi)康募耙蟆勘静糠值哪康脑谟趯W習 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 仿真運行參數(shù)的設(shè)置等。通過該實驗，要求能夠做到不查參考書，能熟練編寫基本的 simulink 應(yīng)用。【實驗環(huán)境】(使用的軟件)微機WindowsXPMatlab7.0實驗內(nèi)容:1建立如圖 1 所示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的 Simulink 模型，并用示波器(

2、Scope)觀測其單位階躍和斜坡響應(yīng)曲線。單位階躍模型R(t)圖 1斜坡輸入模型單位階躍響應(yīng)曲線斜坡響應(yīng)曲線2建立如圖 2 所示 PID 控制系統(tǒng)的 Simulink 模型， 對系統(tǒng)進行單位階躍響應(yīng)仿真，用 plot 函數(shù)繪制由響應(yīng)曲線。其中kp=10,ki=3,kd=2。要求 PID 部分用subsystem 實現(xiàn)，參數(shù)kp、ki、kd通過 subsystem 參數(shù)輸入來實現(xiàn)。圖 2Simulink 模型：Subsystem(PIDController)內(nèi)容:單位階躍響應(yīng)輸由圖像:輸由指令：plot(ScopeData(:,1),ScopeData(:,2),-r)xlabel(Time)y

3、label(Output)title(階躍響應(yīng)輸由曲線,)gridon操作步驟：將 Scope 中的 Parameter 選項中的 Savetoworkspace 選中，然后運行上述指令。3建立求解非線性微 4 為建技的數(shù)值解并繪制函數(shù)的波形（X 與 X，的波形），其就婚科。）=2模型：x（0）初值設(shè)置為 2。微分方程的數(shù)值解為：x=0輸由圖像: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 c(t)值，并畫由其響應(yīng)曲線。建立模型:輸由(c(t)圖像:圖 5具體要求如下：采用自頂向下的設(shè)計思路。(2)對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

4、信號 input 與輸由信號 output。(4)輸由數(shù)據(jù) output 到 MATLAB 工作空間，并繪制圖形。模型：5圖 5 所示為簡化的飛行控制系統(tǒng)、試建立此動態(tài)系統(tǒng)的simulink 模型并進行簡單的仿真分析。其中，系統(tǒng)輸入input 為單位階躍曲線，ka2人1。25Gsss0.8Workspace 輸由圖像：操作代碼：plot(ScopeData_exp5.time,ScopeData_exp5.signals.values,-r)xlabel(Time)ylabel(Output)title(實驗五階躍響應(yīng)輸由曲線,)gridon輸由圖像:實險五階躍響應(yīng)輸出曲線6圖 6 所示為彈簧

5、一質(zhì)量一阻尼器機械位移系統(tǒng)。請建立此動態(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)o 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) K=5;并且質(zhì)量塊的初始位移與初始速度均為 0。說明：外力 F由用戶自己定義，目的是使用戶對系統(tǒng)在不同作用下的性能有更多的了解。圖 6 彈簧一質(zhì)量一阻尼器機械位移系統(tǒng)示意圖提示：(1)首先根據(jù)牛頓運動定律建立系統(tǒng)的動態(tài)方程，如下式所示：d2ytdytm;fkytFtdt2dt(2)由于質(zhì)量塊的位移yt未知，故在建立系統(tǒng)模型時.使用積分模塊 Integrator 對位移的微分進

6、行積分以獲得位移分器初估值均為 0。為建立系統(tǒng)模型.將系統(tǒng)動態(tài)方程轉(zhuǎn)化為如下的形式:d2ytFtfdyt，且積dt2mmdt然后以此式為核心建立系統(tǒng)模型Simulink模型:仿真輸生結(jié)果：y的圖像如下所示，每條曲線對應(yīng)不同的信號(F(t)來源【小結(jié)】通過本次實驗，我學習到了很多關(guān)于 MatlabSimulink 的知識,對于系統(tǒng)仿真相關(guān)的內(nèi)容有了更加深入的了解。在做實驗二 PID 控制器的仿真實驗的時候，步長設(shè)置由現(xiàn)了錯誤，我在網(wǎng)上查找了很多資料才解決的。在這個實驗中，我發(fā)現(xiàn)了很多自己的不足，比如對設(shè)計子系統(tǒng)模塊的相關(guān)步驟不熟練，參數(shù)設(shè)置由錯等等問題。通過這次上機實驗，我發(fā)現(xiàn)了很多自身的不足之處，但是也從中學到了很多，比方說現(xiàn)在我已經(jīng)對 Simuli