《实验四-SIMULINK仿真模型的建立及仿真.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验四-SIMULINK仿真模型的建立及仿真.docx（9页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、实验四SIMULINK仿真模型的建立及仿真(一)一、实验目的：1、熟悉SIMULINK模型文件的操作。2、熟悉SIMULINK建模的有关库及示波器的使用。3、熟悉Simulink仿真模型的建立。4、掌握用不同的输入、不同的算法、不同的仿真时间的系统仿真。二、实验内容：1、设计SIMULINK仿真模型。2、建立SIMULINK结构图仿真模型。3、了解各模块参数的设定。4、了解示波器的使用方法。5、了解参数、算法、仿真时间的设定方法。例7.1-1已知质量m=1kg，阻尼b=2N.s/m。弹簧系数k=100N/m，且质量块的 初始位移x(0)=0.05m，其初始速度x (0)=0m/s，要求创建该系
2、统的SIMULINK 模型，并进行仿真运行。步骤：1、打开SIMULINK模块库，在MATLAB工作界面的工具条单击SIMULINK图标， 或在MATLAB指令窗口中运行simulink，就可引出如图一所示的SIMULINK模块 浏览器。图一：SIMULINK模块浏览器2、新建模型窗，单击SIMULINK模块库浏览器工具条山的新建图标，引出如图 二所示的空白模型窗。图二：已经复制进库模块的新建模型窗3、从模块库复制所需模块到新建模型窗，分别在模块子库中找到所需模块， 然后拖进空白模型窗中，如图二。4、新建模型窗中的模型再复制：按住Ctrl键，用鼠标“点亮并拖拉”积分模 块到适当位置，便完成了积
3、分模块的再复制。5、模块间信号线的连接，使光标靠近模块输出口；待光标变为“单线十字叉” 时，按下鼠标左键；移动十字叉，拖出一根“虚连线”；光标与另一个模块输入 口靠近到一定程度，单十字变为双十字；放开鼠标左键，“虚连线”变变为带箭 头的信号连线。如图三所示：I urn it led |Eile Sdi t Eiw inulation Farnat tools Help 孑n昌1莅电峭1牛*合1匀急 卜 |i3 oJI图三：已构建完成的新模型窗6、根据理论数学模型设置模块参数： 设置增益模块Gain参数，双击模型窗重的增益模块Gain，引出如图四 所示的参数设置窗，把Gain增益栏中默认数字改为
4、2,单击OK键，完成设置;Fund ion Block Faraiet ers: Gain项HanceJlelDIddItG-slnEleTi&nt-wi se gain (r = K. oi mat ilz Earn (y = or y = u*K).图四：参数已经修改为2的Gain增益模块设置窗 参照以上方法把Gain1 增益模块的增益系数改为100；号, 修改求和模块输入口的代数符号，双击求和模块，引出如图五所示的参数 设置窗，把符号栏中的默认符号（+ ）修改成所需的代数符号（-）,单击OK 键，完成设置;rl Function Block Faraieters: Add5UJTiAdd
5、 oi subtract inriuts. Spectiy one ot the falldiq1.de：8) s11trig coiLtaininE 十 Df 一 foi eacli poit | for spacei betveen fort 5 (e. g.44 |_|4+)1) zc4 1a.i*? = L, sptcifi e：5 the： lYanbe、 of ii叩nl pDtr+ = to be suirmei. VitiQn. th-si- s i onlr inut part, addaver ell li me ns ions airana oci Eicd d.iman
6、.EionKain | 51 gita.1 ittrlDutes |I cori EhADe: | TecfaitEuliiList of miEns:FS4nrlci 1 imo I.1 for iiihiri t d)：QKCancelEclfAppL?图五：改变输入口符号的求和模块参数设置窗 对积分模块Integrator1的初始状态进行设置：双击积分模块 Integrator1，引出如图六所示的参数设置窗，把初始条件Initial condition 栏中的默认0初始修改为题目给定的0.05，单击OK键，完成设置。R Fund ion Block Faraiet ers: Integr
7、ator!ntegiatorCont inuoiiE-tlTia mt aeiatlod or the iroat ElEnal.一 Paraneters Eiteriul reset: |u：ineniti以】oonditicn. mixce: prdha.1iiitiik condition:D. 0 5LLnlt outputUpper 三白Ruycltion limi 1 :|TllC3a.tu.ri.tian limi 1 :|-iafr Shjov saturation lortShnM state paitAb sol ul e to era lie e:aut :I Uiuoi
8、fD limit axtdlirttarizLiLEV Enable zero croEEirE detect ionSlate 】mm已： (ft. =.j posit Lor/ )OKCB.ILC el I HeLpApply图六：实现初始位移0.05设置的Integrators设置窗7、仿真运行参数采用默认解算器“ ode45”、默认“变步长”和默认仿真终止 时间108、把新建模型保存为exm070101.mdl9、试运行，以便发现问题加以改善 双击Scope示波器模块，引出示波器显示窗，并使它不与exm070101模型 窗重叠。 单击exm070101模型窗上的仿真启动键，使该模型运行
9、，在示波器上呈现的 运行结果可能如图七所示。图七：坐标范围设置不当时的信号显示 单击Scope显示窗上的纵坐标范围自动设置图标，示波器显示窗改变为如图 八所示。在显示窗中，可以看到位移x(t)的变化曲线，同时可以发现：纵坐标 的适当范围大致在-0.06, 0.06；仿真时间取0,5即可，显示曲线不够光滑。图八：采用轴自动设置功能后的信号显示110、据试运行结果，进行仿真参数的再设置示波器纵坐标设置：用鼠标点击示波器的黑色显示屏，在弹出菜单中选择 Axes Properties，引出纵坐标设置对话窗（如图九），把纵坐标的下限、上限分 别设置为-0.06和0.06，点击OK键，完成设置；J 1 S
10、cope31 praperties:图九：对显示屏的纵坐标范围进行设置示波器时间显示范围的修改：单击示波器的参数设置图标，引出示波器参数 设置窗（如图十）；在General卡片的Axes区的Time range栏中填写5或auto,点击OK 键，完成设置;Time range.Tick Iskels:SsmpiingNurtier of swes: H图十：对示波器时间显示范围的设置显示曲线的光滑化设置：选中exm070101模型窗的下拉菜单项 SimulationConfiguration Parameters，引出仿真参数配置窗（如图十一）；再 在该窗左侧的选择栏中，选中Data Impo
11、rt/Export项，与之相应的参数设置栏 便出现在窗口的右侧；把右半窗下方Save options区中Refine factor栏中的 默认值改为5,点击OK键，完成设置；图十一：通过仿真参数配置窗设置输出曲线光滑因子完成以上修改后的模型窗（如图十二），再次运行exm070101，可得比较满 意的位移变化曲线，如图十三。-0.D10.D2-0.D3图十二：仿真参数调整运行后的exm070101模型Eile fidi t Ei 电眉 Simulation Fxarnat Cools Help图十三：适当地显示仿真所得的位移变化曲线 1CL 01 doubledoubledouble1皿double* jinio J.4-455:Integ ratorldflubleInteiratoiI untitled *J Scoperime offset 00.050.D2 -三、实验小结在本次实验中，根据物理定理建立微分方程，并以此微分方程创建SIMULINK 模型的完整步骤：微分方程的整理，模块的复制，信号线的构画，模块参数设置， 示波器的调整，仿真参数的设置。通过这次实验，让我知道了连续时间系统的建 模与仿真，在实验中，要根据理论数学模型，从系统角度出发，对各模块的非结 构参数进行设置，还要根据经验或采用默认方法，对仿真解算器和仿真终止时间 进行设置。
