simulink仿真实验报告
Simulink仿真实验
1.源代码:clear;>>1.1 : (3+5+8)/5*10ans =321.2 : sin(3*pi)/sqrt(9/5) ans =2.7384e-016>>1.3 : A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]A =1 2 34 5 67 8 9>> B=[7 8 9;4 5 6;1 2 3]B =7 8 94 5 61 2 3>> C=A*BC =18 24 3054 69 8490 114 138>> D=A+BD =8 10 128 10 128 10 12E=A.\CE =18.0000 12.0000 10.000013.5000 13.8000 14.000012.8571 14.2500 15.3333>> F=C./BF =2.57143.0000 3.333313.5000 13.8000 14.000090.0000 57.0000 46.0000>>1.4 : A=[3 1.2 4;7.5 6.6 3.1;5.4 3.4 6.1]A =3.0000 1.20004.00007.5000 6.6000 3.10005.4000 3.40006.1000>> A'ans =3.0000 7.5000 5.40001.2000 6.6000 3.40004.0000 3.1000 6.1000inv(A)ans =2.1555 0.4555 -1.6449-2.1040 -0.2393 1.5013-0.7354 -0.2698 0.7833>> det(A)ans =13.78801.5 : Z=[1+2i 3+4i;5+6i 7+8i]Z =1.0000 +2.0000i3.0000 +4.0000i5.0000 +6.0000i7.0000 +8.0000i 2.for m=1:50for n=1:50A(m,n)=m+n-1;endendB=fliplr(A);F=rot90(A);C=rot90(F);for i=1:50for j=1:50if i<11&&j<11D(i,j)=0;elseD(i,j)=A(i,j);endendendABCD实验一:3.源代码:A=fix(256*rand(50)) for i=1:50for j=1:50if A(i,j)>128D(i,j)=255;elseD(i,j)=0;endendEnd4.源代码:y=2.4+sqrt(0.2)*randn(3,4)y =2.2066 2.5287 2.9318 2.47811.6551 1.88732.3832 2.31652.4561 2.9326 2.5464 2.7246实验二:2.1: Sine Wave Scope|u|Abs2.2:源代码:function [sys,x0,str,ts] =ch2example5fun(t,x,u,flag)% 连续系统状态方程;% x'=Ax+Bu% y =Cx+Du% 定义A,B,C,D矩阵A=[0 1 0;0 0 1;-4 -6 -3];B=[0;0;1];C=[0 4 0];D=0;%-------显示调用该s函数时,调用标志,仿真时间,系统状态,输入信号flagtxuswitch flag,case 0 % flag=0 初始化[sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes(A,B,C,D);% 可将A,B,C,D矩阵送入初始化函数case 1 % flag=1 计算连续系统状态方程(导数)sys=mdlDerivatives(t,x,u,A,B,C,D);case 3 % flag=3 计算输出sys=mdlOutputs(t,x,u,A,B,C,D);case { 2, 4, 9 } % 其他作不处理的flagsys=[]; % 无用的flag时返回sys为空矩阵otherwise% 异常处理error(['Unhandled flag = ',num2str(flag)]);end% 主函数结束% 子函数实现(1)初始化函数----------------------------------function [sys,x0,str,ts] = mdlInitializeSizes(A,B,C,D) %sizes = simsizes; % 获取sizes.NumContStates = 3; % 连续系统的状态数为3sizes.NumDiscStates = 0; % 离散系统的状态数,对于本系统此句可不用sizes.NumOutputs = 1; % 输出信号数目是1sizes.NumInputs = 1; % 输入信号数目是1sizes.DirFeedthrough = 0; % 因为该系统不是直通的sizes.NumSampleTimes = 1; % 这里必须为1sys = simsizes(sizes);str = []; % 通常为空矩阵x0 = [0;0;0]; % 初始状态矩阵x0 (零状态情况)ts = [0 0]; % 表示连续取样时间的仿真% 初始化函数结束% 子函数实现(2)系统状态方程函数-----------------------------function sys=mdlDerivatives(t,x,u,A,B,C,D) % 系统状态方程函数sys = A*x+B*u ; % 这里写入系统的状态方程矩阵形式即可% 系统状态函数结束% 子函数实现(3)系统输出方程函数-----------------------------function sys = mdlOutputs(t,x,u,A,B,C,D)sys = C*x; % 这里写入系统的输出方程矩阵形式即可% 注意,如果使用语句sys = C*x+D*u ;代替上句,即使D=0,% 也要将初始化函数中的sizes.DirFeedthrough 设为1% 即系统存在输入输出之间的直通项, 否则执行将出现错误% 系统输出方程函数结束命令窗口:-----------------(1)仿真开始时刻初始化flag=0调用初始化部分t=[]x=[]u=[]-----------------(2)进入仿真循环,计算0时刻输出flag=3调用输出方程的计算t=0-----------------(3)更新0时刻状态(离散)flag=2调用计算离散状态更新部分,这一步在本S函数中不起作用t=0-----------------(4)更新0时刻状态(连续)flag=1调用计算连续状态部分t=0-----------------(5)第二次仿真循环,计算0.1时刻输出flag=3调用输出方程的计算t=0.1000-----------------(6)更新0.1时刻状态(离散)flag=2调用离散状态计算t=0.1000-----------------(7)更新0.1时刻状态(连续)flag=1调用连续状态计算t=0.1000-----------------(8)下一时刻t=0.2000??(略)t=0.9000??(略)-----------------(9)最后时刻输出计算flag=3t=1-----------------更新最后时刻状态(离散)flag=2t=1-----------------结束flag=9调用终止仿真功能t=1从显示结果可得出Simulink的S函数调用过程。
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。
模糊控制实例及simulink仿真实验报告
模糊控制实例及simulink仿真实验报告
一、背景介绍
模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法,其优点在于可以很好地处理复杂的非线性和不确定性系统,而且不需要精确的数学模型和计算,能够快速实现控制的优化。
二、实例介绍
本次实例采用一个双轮小车为对象,实现小车在平面上向指定位置运动的控制。
通过小车的速度和转向角两个输入变量,输出一个模糊控制信号,控制小车前进和转向。
三、实验过程
1. 建立模糊控制系统模型
打开Simulink软件,建立一个新模型,模型中包括输入变量、输出变量和控制器。
2. 设计输入变量和输出变量
(1)设计输入变量
本实例选择小车速度和转向角两个输入变量,每个变量包含三个模糊集合,速度变量分别为“慢速”、“中速”、“快速”,转向角变量分别为“左转”、“直行”、“右转”。
(2)设计输出变量
模糊控制信号输出变量选择小车的前进和转向,每个变量包含三个模糊集合,分别为“慢行”、“中行”、“快行”、“左转”、“直行”、“右转”。
3. 建立控制器
建立模糊控制器,包含输入变量和输出变量的关系,建立控制规则库和模糊关系。
4. 仿真实验
在Simulink下进行仿真实验,调整控制器参数,观察小车运动状态,对比试验。
四、实验结果
经过多次试验和调整,得到最优的小车模糊控制参数,可以实现小车的平滑运动
和准确转向。
五、实验结论
本实验通过建立一个小车的模糊控制系统,可以有效实现小车的平滑运动和准确转向,控制效果优于传统的PID控制方法。
模糊控制可以很好地处理非线性、不确定性和模糊性的系统,适合许多需要快速优化控制的场合。
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。
实验五 SIMULINK仿真
实验五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。
SIMULINK建模仿真PID控制
实验二PID调节器实验内容:SIMULINK建模仿真学生信息:自动化提交日期:2023年5月28日报告内容:PID调节器一、实验目的1.掌握仿真系统参数设置及子系统封装技术;2.分析PID调节器各参数对系统性能的影响。
二、实验设备1.计算机1台2.MATLAB 7.X软件1套。
三、实验原理说明1.建立新的simulink模块编辑界面,画出如图1所示的模块图。
对应的增益参数分别设为P和I,左击选中全部框图,右击菜单选择“creat subsystem”,变为图2。
图1:图2:2.右击图2中间的框图“Subsystem”,在右击的菜单中选择“Mask Subsystem”,出现下图。
先直接输入disp('PI调节器'),给待封装的子系统命名。
3.选择“Parameters”进行参数设置,点击按钮,添加参数,此参数必须与上文设置的参数对应,否则无效,如下图所示。
4.点击OK,完成子系统的封装。
双击PI调节器模块,出现参数设定对话框如下,可以进行参数调节。
四、实验步骤1.从continue模块集中拉出Derivative、Integrator以及从Math Operations模块集中拉出Gain模块,设计PID调节器,对PID调节器进行封装;2.建立Simulink原理图如下:3.双击PID调节器模块,调整调节器的各参数。
五、实验要求分析调节器各参数对系统性能的影响,撰写实验报告:1.P调节将PID调节器的积分增益和微分增益改为0,使其具有比例调节功能,对系统进行纯比例调节。
调整比例增益(P=0.5,2,5),观察响应曲线的变化。
图1 P=0.5时的阶跃信号及其响应图2 P=2时的阶跃信号及其响应图3 P=5时的阶跃信号及其响应P增大,系统在稳定时的静差减少。
2.PD调节调节器的功能改为比例微分调节,调整参数(P=2,D=0.1,0.5,2,5),观测系统的响应曲线。
图4 P=2,D=0.1时的阶跃信号及其响应图5 P=2,D=0.5时的阶跃信号及其响应图6 P=2,D=2时的阶跃信号及其响应图7 P=2,D=5时的阶跃信号及其响应D增大,系统将会快速收敛,同时系统静差会增大。
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。
曲柄滑块机构运动的Simulink仿真实验报告
成绩 ________实验日期________________ 教师签字________________ 同组者________________ 审批日期________________ 班级________________ 姓名________________实验名称:曲柄滑块机构运动的Simulink仿真一、实验目的1.运用解析法建立曲柄滑块机构的运动学模型,增强运动学问题解析分析能力;2.掌握MA TLAB软件中Simulink模块的使用方法,以及机构运动学仿真的建模流程;3.通过仿真结果分析曲柄滑块机构的速度和加速度随时间的变化关系;二、实验原理简述(运动学建模)图1 曲柄滑块机构模式图图2 曲柄滑块机构向量模型曲柄滑块机构的模式图和向量模型图如图1, 2所示.显然, 机构的矢量方程为:r = r1 + r2 , 在x, y轴上的投影式如下:⎩⎨⎧=+=+sinsincoscos22112211θθθθrrrrr上式两边对时间t求导, 得到速度间的关系:⎪⎩⎪⎨⎧=+=--•••••coscossinsin222111222111θθθθθθθθrrrrr该系统为单自由度(θ1)系统, 选取θ1为独立变量, 机构的输入运动量为θ1, 1•θ,输出变量为θ2, 2•θ, r, •r. 以矩阵的形式描述如下:⎝⎛2222cos sin θθr r ⎪⎪⎭⎫01•••⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛111112cos sin θθθθr r r进一步整理可得:⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛••22222cos sin θθθr r r •-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎪⎭⎫111111cos sin 01θθθr r 对速度关系进一步关于时间t 求导, 得到加速度之间关系:⎪⎩⎪⎨⎧=+-++-=+-+-••••••••••••••0)cos sin ()cos sin ()sin cos ()sin cos (222222111211222222111211θθθθθθθθθθθθθθθθr r rr r 机构的输入运动参数为θ1, ,1•θ 1••θ,输出变量为θ2, 2•θ, 2••θ , r , •r , ••r ,以矩阵形式表达:⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛••••22222cos sin θθθr r r ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+---⎪⎪⎭⎫••••••••-11122221211111222212111cos sin sin sin cos cos 01θθθθθθθθθθθθr r r r r r 因此可以根据两个矩阵方程的输入变量和输出变量在Simulink 中设计逻辑框图, 并在MATLAB 命令窗口中编写方程的源代码, 最终可在虚拟示波器中导出加速度、速度和位移的时间历程曲线.三、加速度求解过程1.Simulink 建模框图图3 匀角加速度(α = 10 rad/s2)下求解加速度和速度以及位移的时间历程曲线的Simulink建模框图2.匀角加速度(α = 10 rad/s2)下求解时间历程曲线的源代码function y = fcn(u)%u(1)=alpha1;u(2)=omega1;u(3)=theta1;u(4)=omega2;u(5)=theta2;%y(1)=alpha2;y(2)=a;y = [0;0];r1 = 15; r2 = 55;A = [r2*sin(u(5)) 1;r2*cos(u(5)) 0];B = [-r1*(u(2)^2)*cos(u(3))-r2*(u(4)^2)*cos(u(5))-r1*u(1)*sin(u(3)); r1*(u(2)^2)*sin(u(3))+r2*(u(4)^2)*sin(u(5))-r1*u(1)*cos(u(3))];y = inv(A)*B;3.运行结果初始条件设置:匀角加速度(α = 10 rad/s2)、仿真时间为5 s下的加速度、速度和位移的时间历程曲线图4 匀角加速度下滑块的加速度时间历程曲线图5 匀角加速度下滑块的速度时间历程曲线图6 匀角加速度下滑块的位移时间历程曲线在匀角加速度(α = 10 rad/s2)条件下, 曲柄滑块的加速度、速度和位移随着时间的增加,并且三个物理量的变化周期越来越小, 此外加速度和速度的振幅也随时间的增加而增大,位移振幅不随时间的增加而增大的,始终保持不变.四、实验结果分析与讨论1.结果分析在初始条件下,曲柄静止不动,滑块没有受到外力作用,因此滑块的加速度为 0,这符合理论预期。
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,iu ,t:1:tt∆) %绘制系统在1~tt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。
simulink 总结报告
实验一 MATLAB及SIMULINK仿真简介报告一、创建一个正弦信号的仿真模型。
1.1步骤(1) 在MATLAB的命令窗口运行simulink命令,或单击工具栏中的图标,就可以打开Simulink模块库浏览器(Simulink Library Browser) 窗口,如图1.1所示(2) 单击图标或选菜单“File”-“New”-“Model”,新建一个名为“untitled”的空白窗口。
(3) 在图1-1的Simulink模块的左侧或右侧子模块窗口中,双击“Source”子模块便可看到各种信号输入源模块(4) 用鼠标单击所需要的输入信号源模块“Sine Wave”(正弦信号),将其拖放到的空白模型窗口“untitled”,则“Sine Wave”模块就添加好了,如图1.2所示。
(5) 用同样的方法打开接收模块库“Sinks”,选择其中的“Scope”模块(示波器)拖放到“untitled”窗口中。
(6) 在“untitled”窗口中,用鼠标指向“Sine Wave”右侧的输出端,当光标变为十字时,按住鼠标拖向“Scope”模块的输入端,松开鼠标按键,就完成了两个模块间的信号线连接,一个简单模型已经建成。
如图1.3所示。
(7) 开始仿真,单击“untitled”模型窗口中“开始仿真”图标,或者选择菜单“Simulink”--“Start”,则仿真开始。
双击“Scope”模块出现示波器显示屏,可以看到黄色的正弦波形。
如图1.4所示。
(8) 保存模型,单击工具栏的图标,将该模型保存为“Ex0701.mdl”文件。
(9) 打开文件,“Ex0701.mdl”文件保存在默认当前路径,可以在图1.1的Simulink模块单击工具栏的图标打开“.mdl”文件。
1.2模拟结果Simulink模拟窗连线图示波器窗口图二、建立二阶系统的仿真模型。
2.1 步骤 方法一:输入信号源使用阶跃信号,系统使用开环传递函数s6.0s 12(1)在“S o u r c e s ”模块库选择“S t e p ”模块,在“C o n t i n u o u s ”模块库选择“Transfer Fcn”模块,在“Math Operations”模块库选择“Sum”模块,在“Sinks”模块库选择“Scope”。
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 sG1=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 00.20.40.60.811.21.41.61.8System : sys Rise Tim e (sec): 1.11System : sys P eak am plitude: 1.73Overshoot (%): 72.9At tim e (sec): 3.2System : sysSettling 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。
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
集美大学计算机工程学院实验报告一、实验目的:1.熟悉Simulink工作环境及特点2.掌握线性系统仿真常用基本模块的用法3.掌握Simulink的建模与仿真方法。
二、实验内容和步骤1.用信号发生器产生0.2Hz,幅度为1V的正弦波和方波信号,并通过示波器观察波形。
启动simulink->选择Blank Model->点击Library Browser选择输入源模块以及接收端模块选择Sources: Sine Wave作为输入源模块,并设置频率参数为2πf即0.4*pi,接收端选择Scope模块开始仿真选择Sources :Signal Generator: Square作为输入源,设置频率,选择示波器开始仿真问题1.1:请总结一下示波器的使用方法,有哪些主要参数需要设置?示波器的参数设置主要有:Number of input ports 这一项用来设置示波器的输入端口数Layout 这一个操作可以用来设置输出格式,比如同时输出三个不同的波形图Time span 这一项用来设置横坐标的长度Time display offset 用来设置横坐标的起始端点,通常都为0Y-Limits 用来设置纵坐标的最大最小值2.Simulink仿真实际应用1建立一个很小的系统,用示波器观察正弦信号的平方的波形,如图所示系统中所需的模块:正弦波模块、示波器模块。
正弦波仿真电路和参数如下:(在Scope的Parameters里面,把Number of Axes设为3,可以变成有3个输入端的示波器)正弦波1参数:1Hz,幅度为1v;正弦波2参数:1Hz,幅度为2v,通过示波器观察结果,写出数学表达式。
该题目需要将示波器的Number of Input Ports设置为3,并且通过设置Layout来改变示波器的输出格式问题2.1:改变两个正弦波的幅度和频率,观察输出的波形?问题2.2:通过m语言编程实现其波形,给出代码和显示图形。
simulink仿真实验报告
Simulink对数字电路与或门的仿真专业:电子信息科学与技术组员:苏呈浩张帆刘凯宝亓帅兵摘要:数字逻辑电路的逻辑验证是一件繁琐的工作,费时又费力。
本文采用MATLAB附带的图形仿真工具Simulink实现了数字逻辑电路的仿真,简单方便,成本低。
为数字逻辑电路的逻辑验证和实验教学提供了一种新的方法。
引言:如何验证数字逻辑电路的设计是否正确?在一般情况下,工程师们采用面包板搭接电路,也有的设计成印刷电路板焊接完成后进行测试。
前者往往由于接触不良而造成功能失常;后者则往往由于设计-焊接-调试的多次反复而花费大量的时间。
随着大量可编程逻辑器件的使用,如何在最短的时间内、用最低的成本对数字逻辑电路进行最全面的功能验证已经成为了一个相当突出的问题。
MATLAB是1980年美国学者Cleve Moler等人推出的交互式仿真语言,已经受到控制界的广泛重视和大力欢迎,在控制领域得到了广泛应用[1]。
本文采用MA TLAB附带的图形仿真工具Simulink进行数字逻辑电路的仿真,确保了电路的功能正确,大大缩短了设计周期,降低了成本。
MATLAB提供的图形界面仿真工具Simulink类似于集成电路实验箱,由一系列模块库组成。
用户只要从模块库中拖放合适的模块,组合在一起即可实现系统的仿真,简单易学。
Simulink提供的模块库有信号源库、输出模块库、线性模块库、非线性模块库、离散模块库、连接模块库以及其他模块库。
用户可以根据需要混合使用各库中的模块来组合系统;也可以封装自己的模块,自定义模块库,从而实现全图形化仿真。
1.基本单元在数字逻辑电路的设计中,最常用的输入信号是时钟信号Clock,最简单的输出设备是示波器,用以观察系统的输出。
在Simulink的模块库中,前者在Extras库的Flip-Flops组中,可以改变时钟的周期,后者是Sinks库中的示波器Graph,可以改变信号幅度和时间的标尺。
为了将多路信号输入一个示波器,可以使用Connections库中的多路开关Mux将多路信号集中后送到Graph中,这样,Graph就以不同的颜色显示各信号,这三种模块示于图1(a)中。
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。
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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
流电动机端电压达到极限电压时,为使电动机能恒功率运行于更高转速时,应减低电动机的励磁电流,以保证电压的平衡,永磁电机的励磁磁动势因由永磁体产生而无法调节,只能通过调节定子电流,即增加定子直轴去磁分量来维持高速运行时电压的平衡,达到弱磁扩速的目的。