连续系统的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.掌握连续系统Simulink 的建模方法。

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，则在系统模型的输出端用示波器观察零状态响应的

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、单位阶跃响应和单位冲激响应的波形。

[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 :ω

: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

:

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,i

u ,t

:

1

:t

t∆) %绘制系统在

1

~t

t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

1

、已知连续系统的系统函数为。用系统函数的形式建立系统

模型，进行Simulink仿真，（1）绘出阶跃响应波形（2）绘出系统的频率特性图。

2、已知连续系统的微分方程为

建立系统模型，进行Simulink仿真。（1）若f(t)=,绘出系统零状

态响应波形（2）分析系统的频率特性

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。

四、实验结果

内容1：[A,B,C,D]=linmod('exp1701')

figure(1)

step(A,B,C,D,1,0:0.1:25);

figure(2)

bode(A,B,C,D,1,0:0.01:1000);

内容2：[A,B,C,D]=linmod('exp170202')

figure(1)

bode(A,B,C,D,1,0:0.01:1000);

内容3：[A,B,C,D]=linmod('exp170303')

figure(1)

impulse(A,B,C,D,1,0:0.01:100);

figure(2)

bode(A,B,C,D,1,0:0.01:10);