离散系统的Simulink仿真

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.掌握离散系统Simulink的建模方法。

2.掌握离散系统时域响应、频域响应的Simulink仿真方法。

二、实验原理

离散系统的Simulink建模、仿真方法与连续系统相似，其系统模型主要有z 域模型、传输函数模型和状态空间模型等形式。

现采用图1的形式建立系统仿真模型，结合如下仿真的命令，可得到系统的状态空间变量、频率响应曲线、单位阶跃响应和单位冲激响应的波形。

图1 系统响应Simulink仿真的综合模型

仿真命令：

[A,B,C,D]=dlinmod（‘模型文件名’）%求状态空间矩阵，注意：‘模型文件名’不含扩展名

dimpulse(A,B,C,D) %求冲激响应

dimpulse(A,B,C,D,1,N

1:N

2

) %求k=N

1

~N

2

区间（步长为1）的冲激响应

dimpulse(A,B,C,D,1,N 1:△N: N 2) %求冲激响应在k=N 1~N 2区间（步长为△N ）的

部分样值

dstep(A,B,C,D) %求阶跃响应 dstep(A,B,C,D,1,N 1:△N:N 2)

dbode(A,B,C,D,T s ) %求频率响应（频率范围：

Ts ~

0π

ω=，即π~00=）。T s 为

取样周期，一般去T s =1.

dbode(A,B,C,D, T s ,i u ,w 0:△w:w 1) %求频率响应（频率=范围：ω=w 0~w 1，即θ=

（w 0~w 1）T s ，△w 为频率步长）；i u 为系统输入端口的编号，系统只有一个输入端口时取i u =1.

以上命令，可以逐条在MATLAB 命令窗口输入、执行，也可编写成M 文件并运行。

三、实验内容

1.离散系统时域框图如图2所示。建立Simulink 模型，求其状态空间矩阵、系统函数、冲激响应、阶跃响应和频率特性。

图2 图3

2.离散系统z 域框图如图3所示。建立Simulink 模型，求其状态空间矩阵、系统函数、冲激响应、阶跃响应和频率特性。

3.离散系统差分方程为)2(2)()2(6

1

)1(61)(-+=---+

k f k f k y k y k y 。建立Simulink 模型，求其状态空间矩阵、系统函数、冲激响应、阶跃响应和频率特性。

四、实验结果

内容1：syms z

[A,B,C,D]=dlinmod('exp180101')

I=[1 0;0 1];

H=C*inv(z*I-A)*B+D

figure(1);

subplot(2,1,1);dimpulse(A,B,C,D);grid;

subplot(2,1,2);dstep(A,B,C,D);grid;

figure(2);

dbode(A,B,C,D,1,1,0:0.01:6*pi);grid;

内容2：syms z

[A,B,C,D]=dlinmod('exp180202')

figure(1);

subplot(2,1,1);dimpulse(A,B,C,D);grid; subplot(2,1,2);dstep(A,B,C,D);grid; figure(2);

dbode(A,B,C,D,1,1,0:0.01:6*pi);grid;

内容3：syms z

[A,B,C,D]=dlinmod('exp180303')

I=[1 0;0 1];

H=C*inv(z*I-A)*B+D

figure(1);

subplot(2,1,1);dimpulse(A,B,C,D);grid;

subplot(2,1,2);dstep(A,B,C,D);grid;

figure(2);

dbode(A,B,C,D,1,1,0:0.001:6*pi);grid;