MATLAB Simulink系统建模与仿真 实验报告
Matlab simulink 上机实验报告 简单版
201006113 11002 Matlab上机实验报告
◆实验一: Smulink动态仿真集成环境
➢ 1.目的要求
➢熟悉simulink环境, 掌握simulink的仿真方法。
➢ 2.掌握要点
➢熟悉simulink环境, 掌握simulink的仿真方法。
➢ 3.实验内容
➢熟悉simulink环境；
➢熟悉基本的模块库以及功能模块
➢搭建简单的电路进行仿真；
➢对分析参数对结果的影响；
1.建立如图所示的仿真系统.
完成过程:
********* ***** 结果如下:
◆ 2.建立如图所示的仿真系统.
◆将红色区域部分创建并封装装成子系统
完成过程:
没有设置子系统时:
没有设置子系统时的结果如下:
以下开始设置子系统并封装: 修改变量后:
最终如下图所示:
开始封装设置过程: 设置子系统各个参数
设置完成后如下图所示:
双击设置好的封装并分别输入与变量对应的参数如下:
运行结果如下:。
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。
Simulink建模与仿真
《通信系统仿真》实验报告姓名杨利刚班级A0811 实验室203 组号28 学号28 实验日期实验名称实验三Simulink建模与仿真实验成绩教师签字一、实验目的1、了解simulink的相关知识2、掌握Matlab/simulink提供的基本模块库和常用的模块3、掌握simulink建模仿真的基本方法二、实验原理Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。
Simulink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，并且提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。
Simulink基本库是系统建模中最常用的模块库，原则上一切模型都是可以由基本库中的模块来构建，为了方便专业用户使用，Simulink还提供了大量的专业模块库，如为通信系统和信号处理而提供的CDMA参考库、通信模块库和DSP模块库等，但是，建议初学者不宜过多使用这些专业库，而应当从所建摸的系统原理入手，利用基本模块来构建系统，以深入理解系统运行情况。
Simulink的常用库模块有12个：（1）连续时间线性系统库；（2）非连续系统库；（3）离散系统库；（4）查表操作模块；（5）数学函数库；（6）模型检查和建模辅助工具；（7）端口和子系统；（8）信号路由库；（9）信号属性转换库；（10）信号源库；（11）信宿和仿真显示仪器库；（12）用户自定义函数库。
Simulink的建模主要是子系统的建模，子系统建模完成后，再对其进行封装，即完成了一个基本模型的建立。
三、实验内容1、现有对RLC充放电电路进行仿真的模型。
请参照仿真模型，进行Simulink的建模仿真，相关参数按照例题中的参数设置。
MATLAB实验SIMULINK仿真
实验九SIMULINK仿真一、实验目的SIMULINK是一个对动态系统（包括连续系统、离散系统和混合系统）进行建模、仿真和综合分析的集成软件包，是MA TLAB的一个附加组件，其特点是模块化操作、易学易用，而且能够使用MATLAB提供的丰富的仿真资源。
在SIMULINK环境中，用户不仅可以观察现实世界中非线性因素和各种随机因素对系统行为的影响，而且也可以在仿真进程中改变感兴趣的参数，实时地观察系统行为的变化。
因此SIMULINK已然成为目前控制工程界的通用软件，而且在许多其他的领域，如通信、信号处理、DSP、电力、金融、生物系统等，也获得重要应用。
对于信息类专业的学生来说，无论是学习专业课程或者相关课程设计还是在今后的工作中，掌握SIMULINK，就等于是有了一把利器。
本次实验的目的就是通过上机训练，掌握利用SIMULINK对一些工程技术问题（例如数字电路）进行建模、仿真和分析的基本方法。
二、实验预备知识1. SIMULINK快速入门在工程实际中，控制系统的结构往往很复杂，如果不借助专用的系统建模软件，则很难准确地把一个控制系统的复杂模型输入计算机，对其进行进一步的分析与仿真。
1990年，Math Works软件公司为MATLAB提供了新的控制系统模型图输入与仿真工具，并命名为SIMULAB，该工具很快就在控制工程界获得了广泛的认可，使得仿真软件进入了模型化图形组态阶段。
但因其名字与当时比较著名的软件SIMULA类似，所以1992年正式将该软件更名为SIMULINK。
SIMULINK的出现，给控制系统分析与设计带来了福音。
顾名思义，该软件的名称表明了该系统的两个主要功能：Simu（仿真）和Link（连接），即该软件可以利用系统提供的各种功能模块并通过信号线连接各个模块从而创建出所需要的控制系统模型，然后利用SIMULINK提供的功能来对系统进行仿真和分析。
⏹SIMULINK的启动首先启动MATLAB，然后在MA TLAB主界面中单击上面的Simulink按钮或在命令窗口中输入simulink命令。
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。
MATLABSimulink和控制系统仿真实验报告
MATLAB/Simulink与控制系统仿真实验报告姓名：喻彬彬学号：K031541725实验1、MATLAB/Simulink 仿真基础及控制系统模型的建立一、实验目的1、掌握MATLAB/Simulink 仿真的基本知识；2、熟练应用MATLAB 软件建立控制系统模型。
二、实验设备电脑一台；MATLAB 仿真软件一个三、实验内容1、熟悉MATLAB/Smulink 仿真软件。
2、一个单位负反馈二阶系统，其开环传递函数为210()3G s s s =+。
用Simulink 建立该控制系统模型，用示波器观察模型的阶跃响应曲线，并将阶跃响应曲线导入到MATLAB 的工作空间中，在命令窗口绘制该模型的阶跃响应曲线。
3、某控制系统的传递函数为()()()1()Y s G s X s G s =+，其中250()23s G s s s+=+。
用Simulink 建立该控制系统模型，用示波器观察模型的阶跃响应曲线，并将阶跃响应曲线导入到MATLAB 的工作空间中，在命令窗口绘制该模型的阶跃响应曲线。
4、一闭环系统结构如图所示，其中系统前向通道的传递函数为320.520()0.11220s G s s s s s+=+++，而且前向通道有一个[-0.2，0.5]的限幅环节，图中用N 表示，反馈通道的增益为1.5，系统为负反馈，阶跃输入经1.5倍的增益作用到系统。
用Simulink 建立该控制系统模型，用示波器观察模型的阶跃响应曲线，并将阶跃响应曲线导入到MATLAB 的工作空间中，在命令窗口绘制该模型的阶跃响应曲线。
四、实验报告要求实验报告撰写应包括实验名称、实验内容、实验要求、实验步骤、实验结果及分析和实验体会。
五、实验思考题总结仿真模型构建及调试过程中的心得体会。
题1、（1）利用Simulink的Library窗口中的【File】→【New】，打开一个新的模型窗口。
（2）分别从信号源库（Sourse）、输出方式库（Sink）、数学运算库（Math）、连续系统库（Continuous）中，用鼠标把阶跃信号发生器（Step）、示波器（Scope）、传递函数（Transfern Fcn）和相加器（Sum）4个标准功能模块选中，并将其拖至模型窗口。
实验报告5Simulink仿真[推荐五篇]
![实验报告5Simulink仿真[推荐五篇]](https://img.taocdn.com/s3/m/938234db5ff7ba0d4a7302768e9951e79b896917.png)
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。
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。
利用Matlab和Simulink进行系统仿真设计
实验三 利用Matlab 和Simulink 进行系统仿真设计一．实验目的通过实验对一个汽车运动控制系统进行实际设计与仿真，掌握控制系统性能的分析和仿真处理过程，熟悉用Matlab 和Simulink 进行系统仿真的基本方法。
二. 实验设备个人计算机，Matlab 软件。
三. 实验准备预习本实验相关说明，复习PID 控制器的原理和作用，明确汽车运动控制系统问题的描述及其模型表示，编写本次仿真练习的相应程序。
四. 实验说明本实验是对一个汽车运动控制系统进行实际设计与仿真，其方法是先对汽车运动控制系统进行建摸，然后对其进行PID 控制器的设计，建立了汽车运动控制系统的模型后，可采用Matlab 和Simulink 对控制系统进行仿真设计。
注意：设计系统的控制器之前要观察该系统的开环阶跃响应，采用阶跃响应函数step( )来实现，如果系统不能满足所要求达到的设计性能指标，需要加上合适的控制器。
然后再按照仿真结果进行PID 控制器参数的调整，使控制器能够满足系统设计所要求达到的性能指标。
五. 实验内容1. 问题的描述如下图所示的汽车运动控制系统，设该系统中汽车车轮的转动惯量可以忽略不计，并且假定汽车受到的摩擦阻力大小与汽车的运动速度成正比，摩擦阻力的方向与汽车运动的方向相反，这样，该汽车运动控制系统可简化为一个简单的质量阻尼系统。
根据牛顿运动定律，质量阻尼系统的动态数学模型可表示为：⎩⎨⎧==+v y u bv v m 系统的参数设定为：汽车质量m =1000kg ，比例系数b =50 N ·s/m ，汽车的驱动力u =500 N 。
根据控制系统的设计要求，当汽车的驱动力为500N 时，汽车将在5秒内达到10m/s 的最大速度。
由于该系统为简单的运动控制系统，因此将系统设计成10％的最大超调量和2％的稳态误差。
这样，该汽车运动控制系统的性能指标可以设定为：上升时间：t r <5s ；最大超调量：σ％<10％；稳态误差：e ssp <2％。
国开电大 Matlab语言及其应用 实验任务：Simulink系统 建模与仿真实验报告
实验报告班级：姓名：学号：实验二名称：实验任务：Simulink系统建模与仿真实验内容与实验要求：simulink是matlab提供的可视化仿真环境。
通过一个二阶系统实例体会simulink仿真过程、步骤、参数设置等特点。
用两种方法：直接使用系统函数模块建立一个二阶系统，系统的开环传递函数为：使用系统串联的模式重新建立上面的二阶系统。
熟悉simulink环境。
理解其中的基本库和基本模块。
熟悉建模的步骤和参数的设置。
实验步骤：1、启动Simulink，打开Simulink模块库（1）启动Simulink。
单击MATLAB Command窗口工具条上的Simulink图标，或者在MATLAB命令窗口输入simulink，即弹出图示的模块库窗口界面(Simulink Library Browser)。
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。
可按以下方法打开子模块库:①用鼠标左键点击某子模块库(如【Continuous】)，Simulink浏览器右边的窗口即显示该子模块库包含的全部标准模块。
②用鼠标右键点击Simulink菜单项，则弹出一菜单条，点击该菜单条即弹出该子库的标准模块窗口.如单击左图中的【Sinks】,出现“Open the‘Sinks’Library”菜单条，单击该菜单条，则弹出右图所示的该子库的标准模块窗口。
2、打开空白模型窗口；①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。
MATLAB实验报告(word文档良心出品)
《MATLAB/Simulink与控制系统仿真》实验报告专业：班级：学号：姓名：指导教师：实验1、MATLAB/Simulink 仿真基础及控制系统模型的建立一、实验目的1、掌握MATLAB/Simulink 仿真的基本知识；2、熟练应用MATLAB 软件建立控制系统模型。
二、实验设备电脑一台；MATLAB 仿真软件一个 三、实验内容1、熟悉MATLAB/Smulink 仿真软件。
2、一个单位负反馈二阶系统，其开环传递函数为210()3G s s s=+。
用Simulink 建立该控制系统模型，用示波器观察模型的阶跃响应曲线，并将阶跃响应曲线导入到MATLAB 的工作空间中，在命令窗口绘制该模型的阶跃响应曲线。
图 1系统结构图图 2示波器输出结果图3、某控制系统的传递函数为()()()1()Y s G s X s G s =+，其中250()23s G s s s+=+。
用Simulink 建立该控制系统模型，用示波器观察模型的阶跃响应曲线，并将阶跃响应曲线导入到MA TLAB 的工作空间中，在命令窗口绘制该模型的阶跃响应曲线。
图 3系统结构图 图 4 示波器输出结果图图 5 工作空间中仿真结果图形化输出4、一闭环系统结构如图所示，其中系统前向通道的传递函数为320.520()0.11220s G s s s s s+=+++g ，而且前向通道有一个[-0.2，0.5]的限幅环节，图中用N 表示，反馈通道的增益为1.5，系统为负反馈，阶跃输入经1.5倍的增益作用到系统。
用Simulink 建立该控制系统模型，用示波器观察模型的阶跃响应曲线，并将阶跃响应曲线导入到MATLAB 的工作空间中，在命令窗口绘制该模型的阶跃响应曲线。
图 6 系统结构图图 7 示波器输出结果实验2 MATLAB/Simulink 在控制系统建模中的应用一、实验目的1、掌握MATLAB/Simulink 在控制系统建模中的应用； 二、实验设备电脑一台；MA TLAB 仿真软件一个 三、实验内容1、给定RLC 网络如图所示。
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。
matlab实验报告和 Simulink方法及仿真实验 山东建筑大学
matlab实验报告和Simulink方法及仿真实验山东建筑大学姓名:XX学号201009班级: 095班山东建筑大学机电工程学院2013.07.01~2013.07.07第二部分Simulink方法及仿真实验一、开环系统1、如图所示，当输入信号分别是方波信号和正弦信号时，分析输出信号的波形。
积分环节的特点是输出量为输入量对时间的累积，输出幅值呈线性增长。
（a）输入信号是方波信号输入信号波形图输出信号波形图分析：当输入信号时方波信号时，输出信号等于对方波信号时间的累积。
当方波信号在高电位时，输出为线性增长；当方波信号在零电位时，输出信号不增加，并且是保持不变的，因此是一条直线，在时间的积累下，输出信号就是如图所示的波形。
2、如图所示，开环系统是一阶惯性环节的开环系统。
当输入信号分别是方波信号和正弦信号时，分析输出信号的波形。
一阶惯性环节逇输出需要延迟一段时间才能够接近所要求的输出量，但是它也是从输入开始的时候就有了输出。
（a）输入信号是方波信号输入信号波形图输出信号波形图分析：当输入信号是方波信号时，输出量一开始就有了，且从0开始逐渐增大，当达到1/2周期时，输出量达到了最大值；当方波信号为零电位时，输出量有不断减小，在一个周期时变为0，如此周期变化下去，因此可以得到输出信号的波形图如图所示。
3如图所示，开环系统是微分环节的开环系统。
当输入信号分别是方波信号和正弦信号时，分析输出信号的波形。
微分环节的输出为输入的倒数，反映了输入的变化趋势，因此，可以对输入的变化趋势经行预测。
微分环节可以对系统提前施加校正作用，以提高系统的灵敏度。
（a）输入信号是方波信号输入信号波形图输出信号波形图分析：当输入信号是方波信号时，在0~T/2和T/2~T内，方波信号处于高电位和点电位不发生变化，因此输出信号应该为0，在T/2时刻，输入信号从高电位变为地点为，变化率趋紧负无穷大，因此输出信号应该是接近负无穷大；同理，在T时刻，输出信号应该是接近正无穷大，但是由于系统的原因，都不会无穷大，而是以比较大的值，并且会有一定的时间延迟。
实验二-Simulink仿真实验
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(100s sH1=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 00.20.40.60.811.21.41.61.8System : 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实验三频域分析实验一、实验目的学会使用Matlab 绘制系统Nyquist 图和Bode 图。
二、实验内容及原理两单位负反馈控制系统开环传递函数分别为：)5)(1(5)(1++=s s s s G 和)1()1(10)(22-+=s s s s G 1、利用Matab 软件画出开环Nyquist 曲线。
东南大学-实验五--Matlab-Simulink仿真实验报告
东南大学自动控制实验室实验报告课程名称：自动控制原理实验实验名称：实验五Matlab/Simulink仿真实验院（系）：自动化专业：自动化姓名：学号：实验室：417 实验组别：同组人员：实验时间：2016年12月09日评定成绩：审阅教师：目录一.实验目的 (3)二．预习要求 (3)三. 实验内容 (3)四、实验小结 (11)一、实验目的（1）学习系统数学模型的多种表达方法，并会用函数相互转换。
（2）学习模型串并联及反馈连接后的系统传递函数。
（3）掌握系统BODE图，根轨迹图及奈奎斯特曲线的绘制方法。
并利用其对系统进行分析。
（4）掌握系统时域仿真的方法，并利用其对系统进行分析。
二、预习要求参阅相关Matlab/Simulink参考书，熟悉能解决题目问题的相关Matlab函数。
三、实验内容1．已知，求H(s)的零极点表达式和状态空间表达式。
（1）运算代码>> num=[0.051];>> den=conv([0.2,1],[0.1,1]);>> sys=tf(num,den);>> zpk(sys)>> [a,b,c,d]=tf2ss(num,den)（2）结果零极点表达式：状态空间表达式：其中：2．已知，。
（1）求两模型串联后的系统传递函数。
运算代码：>> num1=[1,5];>> den1=conv([1,0],conv([1,1],[1,2]));>> sys1=tf(num1,den1);>> num2=[1];>> den2=[1 1];>> sys2=tf(num2,den2);>> sys3=series(sys1,sys2)结果：（2）求两模型并联后的系统传递函数。
运算代码：>> sys4=parallel(sys1,sys2)结果：（3）求两模型在负反馈连接下的系统传递函数。
MATLABSimulink与控制系统仿真实验报告
MATLABSimulink与控制系统仿真实验报告MATLAB/Simulink与控制系统仿真实验报告姓名：喻彬彬学号：K031541725实验1、MATLAB/Simulink仿真基础及控制系统模型的建立一、实验目的1、掌握MATLAB/Simulink仿真的基本知识；2、熟练应用MATLAB软件建立控制系统模型。
二、实验设备电脑一台；MATLAB仿真软件一个三、实验内容1、熟悉MATLAB/Smulink仿真软件。
2、一个单位负反馈二阶系统，其开环传递函数为G(s)10。
用Simulink建立该s23s控制系统模型，用示波器观察模型的阶跃响应曲线，并将阶跃响应曲线导入到MATLAB 的工作空间中，在命令窗口绘制该模型的阶跃响应曲线。
3、某控制系统的传递函数为Y(s)G(s)s50。
用Simulink建其中G(s)2X(s)1G(s)2s3s立该控制系统模型，用示波器观察模型的阶跃响应曲线，并将阶跃响应曲线导入到MATLAB的工作空间中，在命令窗口绘制该模型的阶跃响应曲线。
4、一闭环系统结构如图所示，其中系统前向通道的传递函数为20，而且前向通道有一个[-，]的限幅环节，图中用N 表G(s)s12s20s示，反馈通道的增益为，系统为负反馈，阶跃输入经倍的增益作用到系统。
用Simulink建立该控制系统模型，用示波器观察模型的阶跃响应曲线，并将阶跃响应曲线导入到MATLAB的工作空间中，在命令窗口绘制该模型的阶跃响应曲线。
四、实验报告要求实验报告撰写应包括实验名称、实验内容、实验要求、实验步骤、实验结果及分析和实验体会。
五、实验思考题总结仿真模型构建及调试过程中的心得体会。
1题1、利用Simulink的Library窗口中的【File】→【New】，打开一个新的模型窗口。
分别从信号源库、输出方式库、数学运算库、连续系统库中，用鼠标把阶跃信号发生器、示波器、传递函数和相加器4个标准功能模块选中，并将其拖至模型窗口。
MATLABsimulink系统仿真分析仿真报告
MATLABsimulink系统仿真分析仿真报告仿真报告课程名称：自动化技术导论报告题目：MATLAB/simulink系统仿真分析班级姓名学号xxxxxx自动化学院2016年4月认形式，如图一所示。
指令窗该窗是进行各种MATLAB操作的最主要窗口。
在该窗内，可键入各种送给MATLAB 运作的指令、函数、表达式；显示除图形外的所有运算结果；运行错误时，给出相关的出错提示。
当前目录浏览器在该浏览器中，展示着子目录、M文件、MAT文件和MDL文件等。
对该界面上的M文件，可直接进行复制、编辑和运行；界面上的MAT数据文件，可直接送入MATLAB工作内存。
此外，对该界面上的子目录，可进行Windows平台的各种标准操作。
此外，在当前目录浏览器正下方，还有一个“文件概况窗”，该窗显示所选文件的概况信息。
工作空间浏览器该浏览器默认位于当前目录浏览器的后台，罗列出MATLAB工作空间中所有的变量名、大小、字节数。
在该窗中，对可变量进行观察、图示、编辑、提取和保存。
历史指令窗该窗记录已经运行过的指令、文字都允许复制、重运行及用于产生M文件。
捷径(start)键引出通往本MATLAB所包含的各种组件、模块库、图形用户界面、帮助分类目录、演示算例等的捷径，以及向用户提供自建快捷操作的环境。
下面对几个常用菜单、窗口功能的使用进行介绍。
1.菜单栏MATLAB操作界面菜单提供了“file”、“Edit”、“View”、“Web”、“Window”和“Help”菜单。
(1)“File”菜单主要负责新建M文件、图形窗口、仿真模型和GUI设计模型，以及数据导入、路径和属性设置及退出等功能。
(2)Edit菜单的个菜单项与Windows的Edit菜单相似。
(3)View菜单(4)Web菜单(5)Windows菜单Windows菜单提供了在已打开的窗口之间切换的功能。
(6)Help菜单Help菜单提供了进入各类帮助系统的方法。
(7)开始菜单①上半部分是交互界面窗口的列表；②下半部分是常用的子菜单项，包括Desktop Tools，Web，Preferences，Help和Demos2.工具栏（如图）3.通用操作界面窗口(1)命令窗口（Command Window）在命令窗口中可键入各种Matlab的命令、函数和表达式，并显示除图形外的所有运算结果。
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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。
通过模型窗口菜单中的“Simulation--Configuration Parameters”命令打开设置仿真参数的对话框，选择可变步长的ode23t算法，仿真起始时间设置为0s，终止时间设置为0.2s，其他参数采用默认设置。
在三相故障模块设置在0.02s时刻变压器低压母线发生三相短路故障。
运行仿真，得到变压器低压侧的三相短路电流波形如下图所示：可见，短路电流周期分量的幅值为10.64kA，冲击电流为17.39kA，与理论计算相比有差别，这是由于电源模块的内阻设置不同而造成的。
实验二同步发电机突然短路的暂态过程仿真2.1 发电机端突然发生三相短路的Simulink仿真模型构建根据给出的发动机参数，添加下列模块：（1）p.u.标准同步发电机模块（Synchronous Machine pu Standard）（2）常数模块（Constant）（3）电压测量模块（Voltage Measurement ）（4）放大器模块（Gain）（5）信号选择模块（Bus Selector）其他模块选取与前相同，建立Simulink仿真模型如下图所示：2.2 发电机端突然发生三相短路的Simulink仿真参数设置2.2.1 同步发电机模块设置同步发电机功率为200MVA，电压13.8kV，频率50Hz，电抗设置如图，d轴时间常数选择“Short-circuit”，q轴时间常数选择“Open-circuit”。
时间常数设置如图，定子电阻（p.u.）0.005，惯性系数3.2，摩擦系数0，极对数32，初始条件栏将由Powergui模块自动设定。
参数设置如下图：2.2.2 变压器模块设置功率210MVA，频率50Hz，接线方式为yD1，二次侧中性点接地，绕组参数：一次侧电压13.8kV，二次侧电压230kV，电阻均为0.0027，电感均为0.08，励磁电阻500，励磁电感500。
参数设置如下图：2.2.3 Powergui模块初始化设置双击Powergui模块，打开潮流计算和电机初始化窗口，设定同步发电机为平衡节点“Swing bus”。
初始化后，与同步发电机模块输入端口相连的两个常数模块Pm和Vf以及同步发电机模块中的“Init.Cond.”将会自动设置。
数据如下图所示：2.3 发电机端突然发生三相短路的Simulink仿真结果及分析选择Ode15算法，仿真结束时间取1s。
设置故障模块在0.02025s—1s发生三相短路故障。
开始仿真，得到发电机端突然三相短路后的三相定子电流波形图如下图所示：其中，A相定子电流的冲击电流标幺值为9.1048，和理论计算值存在0.95%的误差。
短路后定子电流的d轴和q轴分量Id、Iq以及励磁电流If的仿真波形如下图所示：现设置在0.02025s时发生BC两相短路故障。
开始仿真，得到发电机端突然两相短路后的三相定子电流仿真波形如下图：实验三小电流接地系统单相故障3.1 小电流接地系统仿真模型构建3.1.1 中性点不接地系统的仿真模型及计算利用Simulink建立一个10kV中性点不接地系统仿真模型，添加下列模块：（1）输电线路模块（Three-Phase PI Section Line）（2）信号接收模块（From）（3）信号输出模块（Demux）（4）输入加法器模块（Sum）（5）三相序分量模块（Discrete 3-phase Sequence Analyzer）（6）万用表模块（MultiMeter）建立中性点不接地系统仿真模型如下图所示：各模块参数设置如下：（1）三相电源模块：电压10.5kV，接线方式Y形连接，其他参数设置与实验一相同。
（2）输电线路模块Line1~Line4：线路长度分别为130km、175km、1km、150km，其他参数设置相同。
下图为Line1参数设置。
（3）线路负荷模块：Load1~Load3设置其有功负荷分别为1MW、0.2MW、2MW，其它参数相同。
Load4设置为纯电阻负荷，有功负荷为1MW。
下图分别为Load1、Load4参数设置。
（4）三相电压电流测量模块：勾选使用标签，按线路设置标签序号。
下图为线路一测量模块的参数设置。
（5）故障模块设置：选择在第三条出线的1km处（即Line3与Line4之间）发生A相金属性单相接地，故障模块的参数设置如下图所示：系统的零序电压3U0及每条线路始端的零序电流3I0采用下图连接方式测量得到：故障点的接地电流Id可用下图万用表测量得到：根据以上设置的参数，可以通过计算得到系统在第三条出线的1km处（即Line3与Line4之间）发生A相金属性单相接地时各线路始端的零序电流有效值为：线路1：5.75A，线路2：13.5A，接地点的电流为20.18A。
3.1.2 中性点经消弧线圈接地系统的仿真模型及计算在上实验基础上，在电源中性点添加一个电感线圈，其他参数不变。
仿真模型如下图所示：根据线路参数，如果要使接地点电流近似为0，计算得需要的补偿电感应为L=0.9566H，由于完全补偿存在串联谐振过电压问题，因此实际工程常采用过补偿方式，当取过补偿度为10%时，经计算消弧线圈电感为L=0.8697H。
消弧线圈参数设置如下图：3.2 小电流接地系统仿真结果及分析在仿真开始前，选择离散算法，仿真结束时间取0.2s，利用Powergui模块设置离散方式，时间为1x10^-5s，系统在0.04s时发生A相金属性单相接地。
3.2.1 中性点不接地系统的仿真结果分析设置好参数，运行10kV中性点不接地仿真模型，得到系统三相对地电压和线电压的波形，如下图所示。
从图中可见，系统在0.04s时发生A相金属性单相接地后，A相对地电压变为零，BC相对地电压升高3倍，但线电压仍然保持对称故对负荷没有影响。
系统的零序电压3U0及线路一始端的零序电流3I0、故障点的接地电流Id波形如下图所示：仿真得到的各线路始端零序电流，接地电流Id的有效值为：线路一：5.83A，线路二：7.99A，线路三：13.86A，Id=20.64A。
与理论计算值相比，仿真结果略大，但误差不大于3%。
从上图中可以看出，在中性点不接地方式下，非故障线路的零序电流超前零序电压90°；故障线路的零序电流为全系统非故障元件对地电容电流之总和，零序电流滞后零序电压90°；故障线路的零序电流和非故障线路的零序电流相位差为180°。
故障后的零序分量还可以采用下图所示的“三相序分量模块”方法来得到，下图所示波形为故障线路零序电流的幅值和相位图。
由图中可得故障线路零序电流的幅值为I0=6.52A，则3I0的有效值为13.83A，与从上图中线路三测量得到的13.86A仅相差0.2%。
3.2.2 中性点经消弧线圈接地系统的仿真结果及分析设置好参数，运行10kv中性点经消弧线圈接地系统仿真模型，得到系统三相对地电压和线电压的波形与不接地系统仿真图相同。
系统的零序电压3U0及线路一始端的零序电流3I0、消弧线圈电流IL、故障点的接地电流Id波形如下图所示：从上图所知，当单相接地故障的暂态过程结束后，故障点的接地电流Id的有效值在2.9A 左右，远小于中性点不接地系统的接地电流，因此补偿的效果十分明显。
对于非故障线路来说，其零序电流仍是本身的电容电流，零序电流超前零序电压90°，电容电流的实际方向为由母线流向线路，这与中性点不接地系统是相同的。
但是对于故障路线路来说，其零序电流将大于本身的电容电流，并且电容电流的实际方向也是由母线流向线路。
因此，在这种情况下无法用电流方向的差别来判断故障线路，也很难用零序电流的大小来找出故障线路。
实验四Simulink在变压器微机继电保护中的应用举例4.1 变压器仿真模型构建根据双侧电源的双绕组变压器的简单电力系统接线图，利用Simulink绘制仿真电路图如下：（1）电源模块：电源EM与电源EN电势相位差10°，其他设置相同，下图为电源EN参数设置：（2）变压器模块：勾选“饱和铁心（Saturable core）”，为了简化仿真，变压器两侧的绕组接线方式相同，电压等级也相同，参数设置如下图所示：（3）三相电压电流测量模块UM、UN将在变压器两侧测量到的电压、电流信号转变成Simulink信号，相当于电压、电流互感器的作用。