simulink仿真实验报告
MatlabSimulink课程上机实验汇报
模糊控制
模糊控制概述
模糊控制是以模糊集合论,模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的计算 机智能控制。在传统的控制领域里,控制系统动态模式的精确与否是影 响控制优劣的最主要关键,系统动态的信息越详细,则越能达到精确控 制的目的。传统的控制理论对于明确系统有强而有力的控制能力,但对 于过于复杂或难以精确描述的系统,则显得无能为力。因此便尝试着以 模糊数学来处理这些控制问题。
PID控制器参数的工程整定方法,主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有其特点, 其共同点都是通过试验,然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的 控制器参数,都需要在实际运行中进行最后调整与完善。现在一般采用的是临界比例法。
PID控制
1.2 PID控制器的参数整定
模糊控制
模糊集合
经典集合论中任意一个元素与任意一个集合之间的关系,只是“属于”或“不属于”,两者必居其一 而且只居其一。它描述的是有明确分界线的元素组合。经典集合用0或1简单地表示“属于”或“不属于” 的分类对比,而模糊集合则是把它扩展成用0~1之间的连续变化值来描述元素的属于程度。经典集合中元 素必须符合特征函数,而模糊集合实际上是将经典集合论中的特征函数表示扩展到用隶属度函数来表示。
隶属度函数实质上反映的是事物的渐变性,要遵守一些基本规则。 1.表示隶属度函数的模糊集合必须是凸模糊集合 2.变量所取隶属度函数通常是对称和平衡的 3.隶属度函数要遵从语意顺序和避免不恰当重叠 4.隶属度函数的选择需要考虑重叠指数
模糊控制
模糊集合
隶属度函数举例
实验7 Simulink仿真技术
实验七Simulink仿真技术1 实验目的:了解对动态系统进行建模、仿真与分析工具-------Simulink掌握Simulink仿真的方法和步骤2 实验相关的知识重点:Simulink是MATLAB下的一个软件包。
使用Simulink进行仿真一般分为两步:1、在仿真模型编辑窗口中搭建好自己的仿真模型,设置好具体模型参数和仿真参数;2、开始仿真,Simulink将根据用户搭建的模型,模拟系统在用户设定条件下的具体行为。
一个典型的Simulink模型由信源、系统及信宿等3部分组成可,它们的关系如下图所示:信源提供系统的输入信号,如常量、正弦波、方波等;系统是对仿真对象的数学抽象,比如是连续线性系统,还是连续非线性系统?对输入信号进行求和,还是对输入信号进行一次调制:信宿是收信号的的部分,用户可以把它送到“示波器”中显示出来,或者保存到相应的mat文件中去。
一、模型文件操作Simulink所建立的模型文件的后缀名为*.mdl。
模型文件实际是一个结构化了的ASCII文件,它描述了模型的关键字和参数。
同MATLAB的M文件一样它可以进行新建、打开、保存、打印等操作。
二、模块的操作1. 模块的选定:2.模块大小的调整:3.模块方向的调整:4.模块位置的调整:5.模块的删除:6.模块参数的设置三、信号线的操作1.信号线的连接:2.信号线的折曲:3.折点的移动:4.信号线的删除:5.信号线的标签:6.信号线标签的传递:四、模型的注释建立Simulink模型应该养成添加模型注释的良好习惯。
方法是:在模型编辑窗任意位置双击鼠标左键,将弹出一个编辑窗,可以在其中写入注释内容。
在模块库浏览器中的Simulink结点下包含了搭建一个Simulink模型所需的基本模块,这些是首先应该掌握的。
下面主要对其中的Sources模块库、Sinks 模块库、Continuous模块库、Discrete模块库、Math Operations模块进行介绍。
实验二、SIMULINK仿真(报告完整版)
由两种方法可以看出,运用函数编程编写代码进行试验时比较麻烦,调试比较
麻烦,但是运用 SIMULINK 模型来搭建系统,可视化比较好,而且在调试参数 时可以很简单的进行调整,即调试系统是比较简单。
SIULINK 模型与现实中的方框图的整体结构很相似,运用起来更加简单。因此在
进行控制模型调试过程最好运用 SIMULINK 方法。 3. 蹦极跳的数学模型为:
系统的 SIMULINK 模型如图(9)所示:
图(9)
x(t),x'(t)的曲线波形如图(10)所示:
图(10)
4. 建立单闭环调速系统的 SIMULINK 模型,并对 PID 控制器进行封装和对 P,I,D 参数进行设置。
单闭环调速系统的 SIMULINK 模型如图(11)所示,其中各个模块的参数可以再模
图(5)
(2)将(1)中的开环传递函数转换为状态空间模型。
实验代码:
[A,B,C,D]=tf2ss(1,[1 0.6 0])
执行结果:
A = -0.6000 1.0000 B = 1 0 C = 0 0
0 D = 0
1
2. 系统的微分方程为: x x(r ay ) y y (d bx) 设 r=1,d=0.5,a=0.1,b=0.02,x(0)=25,y(0)=2 1) 利用 MATLAB 所提供的函数,编写求解上述微分方程的 M 文件,求出 x(t),y(t);
mx mg b( x) x a1 x a2 x x
Kx x 0 b( x ) x0 0 其中 m 为物体的质量,g 为重力加速度,x 为物体的位置,第二项表示绳索的 弹力,K 为绳索的弹性系数,第三项和第四项表示空气的阻力。 设蹦极者的初始位置为 x(0)= -30, 起始速度为 x(0)'=0; 其余的参数为 a1=a2=1, m=70mg,g=10m/s2.试建立系统的 SIMULINK 模型,并给出 x(t),x'(t)的曲线波形
实验报告五SIMULINK仿真实验
实验五SIMULINK仿真实验一、实验目的考察连续时间系统的采样控制中,零阶保持器的作用与采样时间间隔对Ts 对系统稳定性的影响二、实验步骤开机执行程序,用鼠标双击图标,进入MA TLAB命令窗口:Command Windows在Command Windows窗口中输入:simulink,进入仿真界面,并新建Model文件在Model界面中构造连续时间系统的结构图。
作时域仿真并确定系统时域性能指标。
图(6-1)带零阶保持器的采样控制系统如下图所示。
作时域仿真,调整采样间隔时间Ts,观察对系统稳定性的影响。
图(6-2)参考输入量(给定值)作用时,系统连接如图(6-1)所示:图(6-3)三、实验要求(1)按照结构图程序设计好模型图,完成时域仿真的结构图(2)认真做好时域仿真记录(3)参考实验图,建立所示如图(6-1)、图(6-2)、图(6-3)的实验原理图;(4)将鼠标移到原理图中的PID模块进行双击,出现参数设定对话框,将PID 控制器的积分增益和微分增益改为0,使其具有比例调节功能,对系统进行纯比例控制。
1. 单击工具栏中的图标,开始仿真,观测系统的响应曲线,分析系统性能;调整比例增益,观察响应曲线的变化,分析系统性能的变化。
2. 重复步骤2-3,将控制器的功能改为比例微分控制,观测系统的响应曲线,分析比例微分控制的作用。
3. 重复步骤2-3,将控制器的功能改为比例积分控制,观测系统的响应曲线,分析比例积分控制的作用。
4. 重复步骤2-3,将控制器的功能改为比例积分微分控制,观测系统的响应曲线,分析比例积分微分控制的作用。
5. 参照实验一的步骤,绘出如图(6-2)所示的方块图;6. 将PID控制器的积分增益和微分增益改为0,对系统进行纯比例控制。
不断修改比例增益,使系统输出的过渡过程曲线的衰减比n=4,记下此时的比例增益值。
7. 修改比例增益,使系统输出的过渡过程曲线的衰减比n=2,记下此时的比例增益值。
simulink仿真实验报告
simulink仿真实验报告Simulink仿真实验报告一、引言Simulink是一种基于模型的设计和仿真工具,广泛应用于各领域的工程设计和研究中。
本次实验将利用Simulink进行系统仿真实验,通过搭建模型、参数调整、仿真运行等过程,验证系统设计的正确性和有效性。
二、实验目的本实验旨在帮助学生掌握Simulink的基本使用方法,了解系统仿真的过程和注意事项。
通过本实验,学生将能够:1. 熟悉Simulink的界面和基本操作;2. 理解和掌握模型构建的基本原理和方法;3. 学会调整系统参数、运行仿真和分析仿真结果。
三、实验内容本实验分为以下几个步骤:1. 绘制系统模型:根据实验要求,利用Simulink绘制出所需的系统模型,包括输入、输出、控制器、传感器等。
2. 参数设置:针对所绘制的系统模型,根据实验要求设置系统的参数,例如增益、阻尼系数等。
3. 仿真运行:通过Simulink的仿真功能,对所构建的系统模型进行仿真运行。
4. 仿真结果分析:根据仿真结果,分析系统的动态性能、稳态性能等指标,并与理论值进行对比。
四、实验结果与分析根据实验要求,我们绘制了一个负反馈控制系统的模型,并设置了相应的参数。
通过Simulink的仿真功能,我们进行了仿真运行,并获得了仿真结果。
仿真结果显示,系统经过调整参数后,得到了较好的控制效果。
输出信号的稳态误差较小,并且在过渡过程中没有发生明显的振荡或超调现象。
通过与理论值进行对比,我们验证了系统的稳态稳定性和动态响应性能较为理想。
五、实验总结通过本次实验,我们掌握了使用Simulink进行系统仿真的基本方法和技巧。
了解了系统模型构建的基本原理,并学会了参数调整和仿真结果分析的方法。
这对于我们今后的工程设计和研究具有重要的意义。
六、参考文献1. 《Simulink使用手册》,XXX出版社,20XX年。
2. XXX,XXX,XXX等.《系统仿真与建模实践教程》. 北京:XXX出版社,20XX年。
simulink仿真实验报告
simulink仿真实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是通过使用Simulink软件来进行仿真实验,掌握Simulink仿真工具的基本使用方法,并且了解如何应用Simulink软件来进行系统建模和仿真分析。
二、实验内容1. Simulink软件的基本介绍2. Simulink仿真工具的使用方法3. Simulink模型建立与参数设置4. Simulink仿真结果分析三、实验步骤及方法1. Simulink软件的基本介绍Simulink是一种基于模块化编程思想的图形化编程工具,可以用于建立各种系统模型,并且进行系统仿真分析。
在Simulink中,用户可以通过拖动不同类型的模块来搭建自己所需要的系统模型,并且可以对这些模块进行参数设置和连接操作。
2. Simulink仿真工具的使用方法首先,在打开Simulink软件后,可以看到左侧有一系列不同类型的模块,包括数学运算、信号处理、控制系统等。
用户可以根据自己需要选择相应类型的模块,并将其拖入到工作区域中。
然后,用户需要对这些模块进行参数设置和连接操作,以构建出完整的系统模型。
最后,在完成了系统模型的构建后,用户可以进行仿真分析,并且观察系统的运行情况和输出结果。
3. Simulink模型建立与参数设置在本次实验中,我们主要是以一个简单的控制系统为例来进行仿真分析。
首先,我们需要将数学运算模块、控制器模块和被控对象模块拖入到工作区域中,并将它们进行连接。
然后,我们需要对这些模块进行参数设置,以确定各个模块的输入和输出关系。
最后,在完成了系统模型的构建后,我们可以进行仿真分析,并观察系统的运行情况和输出结果。
4. Simulink仿真结果分析在完成了Simulink仿真实验之后,我们可以得到一系列仿真结果数据,并且可以通过Simulink软件来对这些数据进行进一步的分析和处理。
例如,在本次实验中,我们可以使用Simulink软件来绘制出控制系统的输入信号、输出信号和误差曲线等图形,并且可以通过这些图形来判断系统是否满足预期要求。
仿真软件操作实验报告(3篇)
第1篇实验名称:仿真软件操作实验实验目的:1. 熟悉仿真软件的基本操作和界面布局。
2. 掌握仿真软件的基本功能,如建模、仿真、分析等。
3. 学会使用仿真软件解决实际问题。
实验时间:2023年X月X日实验地点:计算机实验室实验器材:1. 仿真软件:XXX2. 计算机一台3. 实验指导书实验内容:一、仿真软件基本操作1. 打开软件,熟悉界面布局。
2. 学习软件菜单栏、工具栏、状态栏等各个部分的功能。
3. 掌握文件操作,如新建、打开、保存、关闭等。
4. 熟悉软件的基本参数设置。
二、建模操作1. 学习如何创建仿真模型,包括实体、连接器、传感器等。
2. 掌握模型的修改、删除、复制等操作。
3. 学会使用软件提供的建模工具,如拉伸、旋转、镜像等。
三、仿真操作1. 设置仿真参数,如时间、步长、迭代次数等。
2. 学习如何进行仿真,包括启动、暂停、继续、终止等操作。
3. 观察仿真结果,包括数据、曲线、图表等。
四、分析操作1. 学习如何对仿真结果进行分析,包括数据统计、曲线拟合、图表绘制等。
2. 掌握仿真软件提供的分析工具,如方差分析、回归分析等。
3. 将仿真结果与实际数据或理论进行对比,验证仿真模型的准确性。
实验步骤:1. 打开仿真软件,创建一个新项目。
2. 在建模界面,根据实验需求创建仿真模型。
3. 设置仿真参数,启动仿真。
4. 观察仿真结果,进行数据分析。
5. 将仿真结果与实际数据或理论进行对比,验证仿真模型的准确性。
6. 完成实验报告。
实验结果与分析:1. 通过本次实验,掌握了仿真软件的基本操作,包括建模、仿真、分析等。
2. 在建模过程中,学会了创建实体、连接器、传感器等,并能够进行模型的修改、删除、复制等操作。
3. 在仿真过程中,成功设置了仿真参数,启动了仿真,并观察到了仿真结果。
4. 在分析过程中,运用了仿真软件提供的分析工具,对仿真结果进行了数据分析,并与实际数据或理论进行了对比,验证了仿真模型的准确性。
matlab simulink仿真实验报告
matlab simulink仿真实验报告[Abstract]本篇报告介绍了一项利用Matlab和Simulink进行仿真实验的过程和结果。
实验主要涉及对加速度计数据的滤波和降噪处理,以及利用观测器估计一个非线性系统的状态变量。
本文介绍了实验设计的思路和步骤,详细讲解了实验中所使用到的算法和模型,并对实验结果进行了分析和总结。
[Keywords][Introduction]在自动化控制、机器人技术、航天航空、汽车电子等领域中,传感器和估计器是广泛应用的两类算法。
传感器可以测量物理量,如位置、速度、加速度等,并将其转化为电信号输出。
估计器则通过对物理模型的建模和输出信号的处理,来推测和估计系统的状态变量。
加速度计可以测量物体在三个轴向上的加速度,同时可以进行数据滤波和降噪。
估计器可以用于非线性系统的状态估计,具有广泛的应用前景。
[Simulation Process]1. 数据采集处理加速度计可以用于测量物体在三个轴向上的加速度。
由于传感器的噪声和误差,采集的数据往往不够准确和稳定,需要通过滤波和降噪等算法进行处理。
本实验中采用了常用的Butterworth低通滤波器和移动平均滤波器来对加速度计数据进行处理。
Butterworth低通滤波器是一种线性相位滤波器,可以将高频信号滤去,降低信号噪声。
在Matlab中,可以通过函数[b,a] = butter(n,Wn,'low')生成Butterworth低通滤波器。
其中,n为滤波器的阶数,Wn为截止频率。
移动平均滤波器是一种简单有效的滤波方法,可以对信号进行平均处理,消除信号的高频成分和噪声。
在Matlab中,可以通过函数smooth(x,n)生成移动平均滤波器。
其中,x为待处理的信号,n为滤波器窗口大小。
2. 状态估计模型状态估计模型是一种建立在数学模型基础上的估计方法,常常用于非线性系统的状态估计。
本实验中,给定了以下非线性系统的模型:$$\begin{cases}x_{1}' = x_{2} \cos(x_{1}) \\x_{2}'= u\end{cases}$$其中,x1和x2为系统状态变量,u为系统的控制输入。
simulink实验报告
simulink实验报告Simulink实验报告引言:Simulink是一种功能强大的图形化建模和仿真环境,广泛应用于控制系统设计、信号处理和通信系统等领域。
本实验报告将介绍Simulink的基本概念和使用方法,并通过一个具体的示例来展示Simulink的应用。
一、Simulink简介Simulink是MathWorks公司开发的一款基于模块化的仿真工具,它可以与MATLAB紧密集成,为系统建模和仿真提供了强大的支持。
相比于传统的编程方法,Simulink使用图形化界面,使得系统建模更加直观和易于理解。
Simulink 提供了丰富的模块库,用户可以通过拖拽和连接不同的模块来构建系统模型,并进行仿真和分析。
二、Simulink的基本概念1. 模块库:Simulink提供了各种各样的模块库,包括数学运算、信号处理、控制系统等。
用户可以从库中选择所需的模块,将其拖拽到工作区,并进行连接和参数配置。
2. 模块:模块是Simulink中的基本单元,它代表了系统中的一个功能模块或组件。
每个模块都有输入和输出端口,用户可以通过连接不同的模块来构建系统模型。
3. 信号:信号是模块之间传递的数据,可以是连续的或离散的。
Simulink支持多种信号类型,如模拟信号、数字信号、布尔信号等。
4. 仿真:Simulink提供了强大的仿真功能,用户可以通过设置仿真参数和模型参数,对系统进行仿真和分析。
仿真结果可以以图表、曲线等形式展示,帮助用户理解系统的行为和性能。
三、Simulink的应用示例:PID控制器设计以PID控制器设计为例,演示Simulink的应用过程。
1. 建立模型首先,我们需要建立一个PID控制器的模型。
在Simulink的模块库中,我们可以找到PID控制器的模块,并将其拖拽到工作区。
然后,我们需要连接输入信号、输出信号和反馈信号,并设置PID控制器的参数。
2. 设置仿真参数在进行仿真之前,我们需要设置仿真参数。
实验报告5Simulink仿真[推荐五篇]
实验报告5Simulink仿真[推荐五篇]第一篇:实验报告 5 Simulink仿真实验五 Simulink仿真(一)一、实验目的1、熟悉Simulink仿真环境2、了解Simulink基本操作3、了解Simulink系统建模基本方法3、熟悉Simulink仿真系统参数设置和子系统封装的基本方法二、实验内容1、在matlab命令窗口中输入simulink,观察其模块库的构成;2、了解模块库中常用模块的使用方法;3、已知单位负反馈系统的开环传递函数为G=100s+2s(s+1)(s+20)建立系统的模型,输入信号为单位阶跃信号,用示波器观察输出。
4、建立一个包含Gain、Transfer Fcn、Sum、Step、Sine Wave、Zero-Pole、Integrator、Derivative等模块构成的自定义模块库Library1;5、建立如图7-12所示的双闭环调速系统的Simulink的动态结构图,再把电流负反馈内环封装为子系统,建立动态结构图。
三、实验结果及分析:图5-1图5-2图5-3图5-4双闭环调速系统的Simulink的动态结构图图5-5把电流负反馈内环封装为子系统的动态结构图双击Subsystem模块,编辑反馈电流环Subsystem子系统,如图5-6所示:图5-6分析:Simulink是Mathworks开发的MATLAB中的工具之一,主要功能是实现动态系统建模、仿真与分析。
可以在实际系统制作出来之前,预先对系统进行仿真与分析,并可对系统做适当的适时修正或按照仿真的最佳效果来调试及整定控制系统的参数,达到提高系统性能。
减少涉及系统过程中的反复修改的时间、实现高效率地开发系统的目标。
Simulink提供了建模、分析和仿真各种动态系统的交互环境,包括连续系统、离散系统和混杂系统,还提供了采用鼠标拖放的方法建立系统框图模型的图形交互界面。
第二篇:仿真实验报告仿真软件实验实验名称:基于电渗流的微通道门进样的数值模拟实验日期:2013.9.4一、实验目的1、对建模及仿真技术初步了解2、学习并掌握Comsol Multiphysics的使用方法3、了解电渗进样原理并进行数值模拟4、运用Comsol Multiphysics建立多场耦合模型,加深对多耦合场的认识二、实验设备实验室计算机,Comsol Multiphysics 3.5a软件。
simulink仿真实验报告
Simulink仿真实验报告1. 引言本报告旨在对Simulink仿真实验进行全面、详细、完整且深入地探讨。
Simulink 是一种基于模型的设计和仿真环境,广泛应用于工程领域。
本实验通过使用Simulink进行系统建模和仿真,以验证系统的性能和可行性。
2. 实验目的本实验的主要目的是熟悉Simulink的基本操作和功能,并通过实际案例来了解系统建模和仿真的过程。
具体目标如下: 1. 掌握Simulink的界面和基本操作; 2. 学习如何建立系统模型; 3. 了解如何进行仿真和分析。
3. 实验步骤3.1 Simulink介绍Simulink是一种图形化的建模和仿真环境,可以用于设计和分析各种系统。
它提供了丰富的工具箱和模块,使得系统建模变得更加简单和直观。
3.2 Simulink界面Simulink的界面由多个窗口组成,包括模型窗口、库浏览器、信号浏览器等。
模型窗口是主要的工作区域,用于建立和编辑系统模型。
3.3 系统建模在Simulink中,系统模型由各种模块和连接线组成。
模块可以是数学运算、信号源、控制器等。
通过拖拽和连接这些模块,可以建立系统的结构。
3.4 仿真设置在进行仿真前,需要设置仿真参数,如仿真时间、步长等。
这些参数会影响仿真的准确性和效率。
3.5 仿真分析仿真完成后,可以对系统的性能进行分析。
Simulink提供了丰富的工具和图表,可以用于绘制系统的输出响应、频谱分析等。
4. 实验案例本实验选取了一个简单的控制系统作为案例,用于说明Simulink的应用过程。
4.1 系统描述控制系统包括一个输入信号、一个控制器和一个输出信号。
输入信号经过控制器后,通过输出信号进行输出。
4.2 模型建立在Simulink的模型窗口中,通过拖拽和连接模块,可以建立控制系统的模型。
首先添加输入信号模块,然后添加控制器模块,最后添加输出信号模块。
4.3 仿真设置设置仿真参数,如仿真时间为10秒,步长为0.01秒。
simulink仿真实验报告
simulink仿真实验报告Simulink 仿真实验报告引言:Simulink 是一种常用的建模和仿真工具,它可以帮助工程师们在设计和开发过程中进行系统级建模和仿真。
本文将通过一个实际的仿真实验来展示 Simulink 的应用。
一、实验背景在现代工程领域中,系统的建模和仿真是非常重要的一步。
通过仿真实验,我们可以在实际制造之前对系统进行测试和优化,节省了时间和成本。
本实验的目标是使用 Simulink 对一个电机驱动系统进行建模和仿真,以验证其性能和稳定性。
二、实验步骤1. 系统建模在 Simulink 中,我们首先需要将电机驱动系统进行建模。
我们可以使用Simulink 提供的各种组件来构建系统模型,例如传感器、控制器、电机等。
在本实验中,我们将使用 PID 控制器来控制电机的转速。
2. 参数设置在建模过程中,我们需要设置各个组件的参数。
例如,我们需要设置 PID 控制器的比例、积分和微分系数,以及电机的转动惯量和阻尼系数等。
这些参数的设置将直接影响系统的性能。
3. 仿真运行在模型建立和参数设置完成后,我们可以进行仿真运行。
通过设置仿真时间和输入信号,我们可以观察系统在不同条件下的响应情况。
例如,我们可以通过改变输入信号的频率和幅度来测试系统的稳定性和鲁棒性。
4. 结果分析仿真运行完成后,我们可以分析仿真结果。
通过观察输出信号的波形和频谱,我们可以评估系统的性能和稳定性。
例如,我们可以计算系统的响应时间、超调量和稳态误差等指标,以评估系统的控制效果。
三、实验结果在本实验中,我们成功建立了一个电机驱动系统的 Simulink 模型,并进行了仿真运行。
通过观察仿真结果,我们发现系统在不同输入信号条件下的响应情况。
在一些情况下,系统的响应时间较短,稳态误差较小,表现出良好的控制效果。
然而,在一些极端情况下,系统可能出现超调或不稳定的现象,需要进一步优化参数和控制策略。
四、实验总结通过本次仿真实验,我们深入了解了 Simulink 的应用和优势。
实验六 SIMULINK 仿真
实验六 SIMULINK 仿真
一、实验目的
学习使用SIMULINK 进行系统仿真的方法
二、实验内容:
1、Simulink 的基本操作
(1)运行Simulink
(2)常用的标准模块
(3)模块的操作
2、系统仿真及参数设置
(1)算法设置(Solver)
(2)工作空间设置(Workspace I/O)
3、已知系统结构图如下
图.含饱和非线性环节系统方框图
已知输入为信号电平从1~6,非线性环节的上下限为±1,取步长h=0.1,仿真时间为10秒,试绘制系统的响应曲线。
4
、PID 控制系统的结构如图所示,试设计串联补偿器,使系统速度稳态误差小于10%,相角裕量PM=45º,并对系统进行仿真。
图 典型PID 控制系统结构图
三、预习要求:
利用所学知识,熟悉实验内容中1到2的相应内容,编写实验内容中3、4 的相应程序,并写在预习报告上。
simulink仿真实验报告
simulink仿真实验报告Simulink是一种基于MATLAB的图形化建模和仿真环境,用于建立和仿真各种复杂系统。
通过在Simulink中设计和配置系统的模型,可以进行系统的仿真并分析其性能。
Simulink在工程领域有着广泛的应用,特别是在控制系统设计、信号处理和通信系统等方面。
在进行Simulink仿真实验时,需要进行实验设计、建立系统模型、配置参数、运行仿真以及分析结果等步骤。
以下为一份Simulink仿真实验报告中可能包含的相关参考内容。
1. 实验目的与背景:简要介绍所要仿真的系统、实验目的及应用背景。
2. 实验设计:详细描述实验设计的步骤和方法,包括建立系统模型的原理、假设和建模方法。
3. 系统建模:详细说明建立系统模型的过程,可以包括系统的输入输出定义、关键参数的选择、系统方程的建立等内容。
4. 系统参数配置:描述对系统模型进行参数配置的方法和过程,包括各个参数的取值、单位和意义等。
5. 仿真运行:详细描述仿真运行的设置和过程,包括仿真时间设置、仿真模式选择、初始化条件等。
6. 仿真结果分析:对仿真结果进行详细分析和解释,可以包括输出曲线、系统响应特性、系统性能指标的计算等。
7. 结果讨论与分析:对实验结果进行讨论和分析,比较不同参数配置的结果差异,提出改进和优化的建议。
8. 实验总结:总结实验过程中的经验和教训,总结实验结果和结论。
9. 参考文献:列出在实验报告中引用的相关参考文献,包括书籍、期刊论文、技术报告等。
总之,Simulink仿真实验报告应该包含实验目的与背景、实验设计、系统建模、系统参数配置、仿真运行、仿真结果分析、结果讨论与分析、实验总结以及参考文献等内容。
这样的报告能够清晰地展示实验过程和结果,使得读者能够全面了解实验的目的、方法和结论。
实验二SIMULINK仿真
实验二SIMULINK仿真实验二:SIMULINK仿真一、实验目的:1. 掌握MATLAB/SIMULINK软件的基本操作;2. 了解SIMULINK的工作原理;3. 通过SIMULINK仿真,对系统进行建模和测试。
二、实验原理:MATLAB/SIMULINK是用于科学计算、工程应用和实验室数据可视化的高级技术计算语言和交互式环境。
它提供了计算、可视化和编程等功能,可以在一个集成的面向对象环境中进行操作,方便实验研究和分析。
在SIMULINK中,可以使用图形化方式建立模型,通过连接不同的模块和输入输出信号来描述系统的动态行为。
通过对模型进行参数调整和信号传递,可以实现系统的仿真和测试。
三、实验步骤:1. 打开MATLAB/SIMULINK软件;3. 在模型中添加各种模块,如输入信号源、系统模块和输出信号显示;4. 连接模块和信号线,建立系统模型;5. 设置模型参数,如采样时间、模拟时间等;6. 运行模型,进行系统仿真;7. 观察仿真结果,并进行数据分析。
四、实验结果:本实验使用SIMULINK建立了一个简单的控制系统模型,并进行了仿真测试。
系统模型包括一个阻尼器和一个负载,输入信号是一个正弦波。
根据实验中建立的模型,设置参数并运行仿真。
观察仿真结果,可以看到负载在输入信号作用下进行了振动,阻尼器对振动进行了控制,使得负载的振动幅值减小。
五、实验总结:通过实验,我们掌握了MATLAB/SIMULINK软件的基本操作和SIMULINK的工作原理。
通过SIMULINK的图形化建模和仿真分析,我们可以更方便地进行系统建模和测试。
在以后的学习和工作中,我们可以利用SIMULINK对系统进行仿真和优化,提高系统的性能和稳定性。
同时,我们也可以利用SIMULINK进行系统设计和参数调整,便于系统的实际应用。
[1]MATLAB/SIMULINK软件使用手册;[2]系统建模与仿真教程。
matlab中Simulink 的仿真实验报告
Simulink 的仿真实验报告1.实验目的:熟悉使用Simulink的各种使用方法及仿真系统2.数学建模:假设系统的微分方程为:r''(t)+3r'(t)+2r(t)=e(t) , 其中e(t)=u(t)求该系统的零状态响应令等式右边为零,则可求得方程的两个特征根为:r1=-1, r2=-2所以设该系统的零状态响应为:r(t)=Ae^-t+Be^-2t+C其中C为方程的一个特解,由微分方程可知,等式右边没有冲激函数及冲激函数的微分,故系统在零负到零正的过程中没有发生跳变,则C为一个常数。
将C带入方程可解得C=1/2由于零状态响应时系统的初值都为零即r(0-)=0 , r'(0-)=0,且系统无跳变,则r(0+)='(0+)=0.带入r(t)得:A+B+1/2=0-A-2B+1/2=0解得:A=-3/2 B=1所以系统的零状态响应为:r(t)=-3/2e^-t+e^-2t+1/2Simulink仿真:根据系统的微分方程可编辑仿真模型如下图打开开始按键,可以得到波形图:验证仿真结果:由前面得到的系统零状态响应结果:r(t)=-3/2e^-t+e^-2t+1/2可编辑仿真模型:>> t=(0::10);>> plot(t,((-3)/2)*exp((-1)*t)+exp((-2)*t)+1/2)实验结论:Simulink仿真结果和函数仿真结果基本一致,所以simulink仿真是正确的。
实验心得:1.此实验是利用matlab对一个微分方程进行建模求解,既要求我们掌握对微分方程的求解,又要求掌握用matlab对微分方程进行建模,所以要求我们对软件得熟悉。
2.信号与系统的实验主要是用matlab分析或验证书上的东西,前提当然是学好书本上的知识,再学好matlab这个软件。
3.用simulink仿真的时候,对函数用积分器较好,不知为什么用微分器做不出来,报错显示不出图形。
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 917sin 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。
x t 的仿真参考模型图图3-3 Sine Wave5模块参数设置图图3-2 ()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3-44、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。
图3-55、直流电路如图3-6所示,参数如下:R1=2,R2=4,R3=12,R4=4,R5=12,R6=4,R7=2,Us=10V 。
用示波器观察i3,U4,U7的值。
图3-6set(0,'showhiddenhandles','on');set(gcf,'menubar','figure') 10.8s s 1s Tm 2+++⋅InputG1(s)1s Tp 1+⋅G2(s)Output。
MATLAB Simulink系统建模与仿真 实验报告
MATLAB/Simulink 电力系统建模与仿真实验报告姓名:******专业:电气工程及其自动化班级:*******************学号:*******************实验一无穷大功率电源供电系统三相短路仿真1.1 无穷大功率电源供电系统仿真模型构建运行MATLAB软件,点击Simulink模型构建,根据电路原理图,添加下列模块:(1)无穷大功率电源模块(Three-phase source)(2)三相并联RLC负荷模块(Three-Phase Parallel RLC Load)(3)三相串联RLC支路模块(Three-Phase Series RLC Branch)(4)三相双绕组变压器模块(Three-Phase Transformer (Two Windings))(5)三相电压电流测量模块(Three-Phase V-I Measurement)(6)三相故障设置模块(Three-Phase Fault)(7)示波器模块(Scope)(8)电力系统图形用户界面(Powergui)按电路原理图连接线路得到仿真图如下:1.2 无穷大功率电源供电系统仿真参数设置1.2.1 电源模块设置三相电压110kV,相角0°,频率50Hz,接线方式为中性点接地的Y形接法,电源电阻0.00529Ω,电源电感0.000140H,参数设置如下图:1.2.2 变压器模块变压器模块参数采用标幺值设置,功率20MVA,频率50Hz,一次测采用Y型连接,一次测电压110kV,二次侧采用Y型连接,二次侧电压11kV,经过标幺值折算后的绕组电阻为0.0033,绕组漏感为0.052,励磁电阻为909.09,励磁电感为106.3,参数设置如下图:1.2.3 输电线路模块根据给定参数计算输电线路参数为:电阻8.5Ω,电感0.064L,参数设置如下图:1.2.4 三相电压电流测量模块此模块将在变压器低压侧测量得到的电压、电流信号转变成Simulink信号,相当于电压、电流互感器的作用,勾选“使用标签(Use a label)”以便于示波器观察波形,设置电压标签“Vabc”,电流标签“Iabc”,参数设置如下图:1.2.5 故障设置模块勾选故障相A、B、C,设置短路电阻0.00001Ω,设置0.02s—0.2s发生短路故障,参数设置如下图:1.2.6 示波器模块为了得到仿真结果准确数值,可将示波器模块的“Data History”栏设置为下图所示:1.3 无穷大功率电源供电系统仿真结果及分析得到以上的电力系统参数后,可以首先计算出在变压器低压母线发生三相短路故障时短路电流周期分量幅值和冲击电流的大小,短路电流周期分量的幅值为Im=10.63kA,时间常数Ta=0.0211s,则短路冲击电流为Iim=17.3kA。
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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4.2.5实验方法4.2.6实验报告4.3三相同步电机参数的测定4.3.1实验目的4.3.2预习要点4.3.3实验项目4.3.4实验设备及仪器4.3.5实验方法4.3.6实验报告第5章异步电机实验5.1三相鼠笼异步电动机的工作特性5.1.1实验目的5.1.2预习要点5.1.3实验项目5.1.4实验设备及仪器5.1.5实验方法及步骤5.1.6实验报告5.2三相鼠笼式异步电动机的启动5.2.1实验目的5.2.2预习要点5.2.3实验项目5.2.5实验方法5.2.6实验报告5.2.7思考题5.3三相绕线式异步电动机的启动和调速5.3.1实验目的5.3.2预习要点5.3.3实验项目5.3.4实验设备及仪器5.3.5实验方法5.3.6实验报告5.3.7思考题5.4单相电阻启动异步电动机5.4.1实验目的5.4.2预习要点5.4.3实验项目5.4.4实验设备及仪器5.4.5实验方法5.4.6实验报告5.4.7思考题5.5双速异步电动机5.5.1实验目的5.5.2预习要点5.5.3实验项目5.5.4实验设备及仪器5.5.5实验方法5.5.6实验报告5.5.7思考题第6章直流电机6.1直流发电机6.1.1实验目的6.1.2预习要点6.1.3实验项目6.1.4实验设备及仪器6.1.5实验方法6.1.6实验报告6.1.7思考题6.2直流他励电动机6.2.1实验目的6.2.2预习要点6.2.3实验项目6.2.4实验设备及仪器6.2.5实验方法6.2.6实验报告6.2.7思考题6.3并励直流电动机6.3.1实验目的6.3.2预习要点6.3.3实验项目6.3.4实验设备及仪器6.3.5实验方法6.3.6实验报告6.3.7思考题第7章电力拖动控制实验7.1晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定7.1.1实验目的7.1.2实验项目7.1.3实验系统组成和工作原理7.1.4实验设备及仪器7.1.5实验方法7.1.6实验报告7.2晶闸管直流调速系统主要单元调试7.2.1实验目的7.2.2实验项目7.2.3实验设备及仪器7.2.4实验方法7.3不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究7.3.1实验目的7.3.2预习要求7.3.3实验项目7.3.4实验设备及仪表7.3.5实验方法7.3.6实验报告7.3.7思考题7.4双闭环晶闸管不可逆直流调速系统7.4.1实验目的7.4.2实验项目7.4.3实验系统组成及工作原理7.4.4实验设备及仪器7.4.5实验方法7.4.6实验报告7.5双闭环三相异步电动机调压调速系统7.5.1实验目的7.5.2实验项目7.5.3实验系统的组成及工作原理7.5.4实验设备及仪器7.5.5实验方法7.6异步电动机SPWM与电压空间矢量变频调速系统7.6.1实验目的7.6.2实验项目7.6.3实验系统的组成及工作原理7.6.4实验设备和仪器7.6.5实验方法7.6.6实验报告7.6.7思考题下篇电机与拖动控制的MATLAB仿真第8章Simulink简介8.1Simulink的工作环境8.1.1Simulink启动8.1.2Simulink模块库8.2Simulink的基本操作8.2.1模块的基本操作8.2.2信号线的基本操作8.3子系统的建立与封装8.3.1子系统的建立8.3.2子系统的封装8.4Simulink系统的仿真8.4.1系统运行仿真步骤8.4.2Simulink的仿真算法8.4.3示波器的使用第9章变压器的MATLAB仿真9.1单相变压器空载运行状态仿真9.1.1建立仿真模型9.1.2设置模块参数9.1.3仿真结果及分析9.2三相变压器负载运行仿真9.2.1建立仿真模型9.2.2设置模块参数9.2.3仿真结果及分析9.3单相变压器空载合闸仿真9.3.1建立仿真模型9.3.2设置模块参数9.3.3仿真结果及分析9.4三相变压器突然短路仿真9.4.1建立仿真模型9.4.2设置模块参数9.4.3仿真结果及分析9.5变压器连接组标号仿真9.5.1建立仿真电路9.5.2设置模块参数9.5.3仿真结果及分析第10章三相同步发电机的MATLAB仿真10.1三相同步发电机的功角特性仿真10.1.1建立仿真模型(M语言程序设计) 10.1.2仿真结果及分析10.2三相同步发电机突然短路仿真10.2.1建立仿真模型10.2.2设置模块参数10.2.3仿真结果及分析第11章异步电动机的MATLAB仿真11.1三相异步电动机机械特性的仿真11.1.1建立仿真模型(M语言程序设计) 11.1.2仿真结果及分析11.2三相异步电动机直接启动仿真11.2.1建立仿真模型11.2.2设置模块参数11.2.3仿真结果及分析11.3三相异步电动机自耦变压器降压启动11.3.1建立仿真模型11.3.2设置模块参数11.3.3仿真结果及分析11.4三相异步电动机定子回路串电阻启动11.4.1建立仿真模型11.4.2设置模块参数11.4.3仿真结果及分析11.5绕线型异步电动机转子串电阻启动11.5.1建立仿真模型11.5.2设置模块参数11.5.3仿真结果及分析11.6三相异步电动机能耗制动仿真11.6.1建立仿真模型11.6.2设置模块参数11.6.3仿真结果及分析11.7三相异步电动机正反转仿真11.7.1建立仿真模型11.7.2设置模块参数11.7.3仿真结果及分析11.8三相鼠笼式异步电动机改变定子电压调速仿真11.8.1建立仿真模型11.8.2设置模块参数11.8.3仿真结果及分析11.9三相鼠笼式异步电动机变频调速11.9.1建立仿真模型11.9.2设置模块参数11.9.3仿真结果及分析11.10三相绕线型异步电动机转子串电阻调速11.10.1建立仿真模型11.10.2设置模块参数11.10.3仿真结果及分析第12章直流电机的MATLAB仿真12.1直流电动机直接启动仿真12.1.1建立仿真模型12.1.2设置模块参数12.1.3仿真结果及分析12.2直流电动机分级启动仿真12.2.1建立仿真模型12.2.2设置模块参数12.2.3仿真结果及分析12.3直流电动机能耗制动仿真12.3.1建立仿真模型12.3.2设置模块参数12.3.3仿真结果及分析12.4直流电动机调压调速仿真12.4.1建立仿真模型12.4.2设置模块参数12.4.3仿真结果及分析12.5直流电动机弱磁调速仿真12.5.1建立仿真模型12.5.2设置模块参数12.5.3仿真结果及分析第13章拖动控制系统的MATLAB仿真13.1晶闸管直流电动机开环调速13.1.1建立仿真模型13.1.2设置模块参数13.1.3仿真结果及分析13.2带转速负反馈的有静差直流调速系统仿真13.2.1建立仿真模型13.2.2设置模块参数13.2.3仿真结果及分析13.3转速电流双闭环控制的直流调速系统仿真13.3.1建立仿真模型13.3.2设置模块参数13.3.3仿真结果及分析13.4恒压频比控制的异步电动机变频调速系统的仿真13.4.1建立仿真模型13.4.2设置模块参数13.4.3仿真结果及分析13.5异步电动机矢量控制变频调速系统的仿真13.5.1建立仿真模型13.5.2设置模块参数13.5.3仿真结果及分析参考文献。