文档介绍：实验一典型环节的MATLAB仿真
一、实验目的
,初步了解SIMULINK功能模块的使用方法。
,加深对各典型环节响应曲线的理解。
。
二、SIMULINK的使用
MATLAB中SIMULINK是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。利用SIMULINK功能模块可以快速的建立控制系统的模型,进行仿真和调试。
,在命令窗口栏“>>”提示符下键入simulink命令,按Enter键或在工具栏单击按钮,即可进入如图1-1所示的SIMULINK仿真环境下。
,新建一个simulink仿真环境常规模板。
图1-1 SIMULINK仿真界面
图1-2 系统方框图
,创建所需要的系统。
以图1-2所示的系统为例,说明基本设计步骤如下:
1)进入线性系统模块库,构建传递函数。点击simulink下的“Continuous”,再将右边窗口中“Transfer Fen”的图标用左键拖至新建的“untitled”窗口。
2)改变模块参数。在simulink仿真环境“untitled”窗口中双击该图标,即可改变传递函数。其中方括号内的数字分别为传递函数的分子、分母各次幂由高到低的系数,数字之间用空格隔开;
设置完成后,选择OK,即完成该模块的设置。
3)建立其它传递函数模块。按照上述方法,在不同的simulink的模块库中,建立系统所需的传递函数模块。例:比例环节用“Math”右边窗口“Gain”的图标。
4)选取阶跃信号输入函数。用鼠标点击simulink下的“Source”,将右边窗口中“Step”图标用左键拖至新建的“untitled”窗口,形成一个阶跃函数输入模块。
5)选择输出方式。用鼠标点击simulink下的“Sinks”,就进入输出方式模块库,通常选用“Scope”的示波器图标,将其用左键拖至新建的“untitled”窗口。
6)选择反馈形式。为了形成闭环反馈系统,需选择“Math”模块库右边窗口“Sum”图标,并用鼠标双击,将其设置为需要的反馈形式(改变正负号)。
7)连接各元件,用鼠标划线,构成闭环传递函数。
8)运行并观察响应曲线。用鼠标单击工具栏中的“”按钮,便能自动运行仿真环境下的系统框图模型。运行完之后用鼠标双击“Scope”元件,即可看到响应曲线。
三、实验原理
其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图1-3所示。
图1-3 比例环节的模拟电路及SIMULINK图形
其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图1-4所示。
(I)的传递函数为
其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图1-5所示。
图1-4 惯性环节的模拟电路及SIMULINK图形
图1-5 积分环节的模拟电路及及SIMULINK图形
(D)的传递函数为
其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图1-6所示。
图1-6 微分环节的模拟电路及及SIMULINK图形
+微分环节(PD)的传递函数为
其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图1-7所示。
+积分环节(PI)的传递函数为
图1-7 比例+微分环节的模拟电路及SIMULINK图形曲线
其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图1-8所示。
图1-8 比例+积分环节的模拟电路及SIMULINK图形曲线
四、实验内容
按下列各典型环节的传递函数,建立相应的SIMULINK仿真模型,观察并记录其单位阶跃响应波形。
①比例环节和;
②惯性环节和
③积分环节
④微分环节
⑤比例+微分环节(PD)和
⑥比例+积分环节(PI)和
五、实验报告
。
2. 记录各环节的单位阶跃响应波形,并分析参数对响应曲线的影响。
3. 写出实验的心得与体会。
六、预****要求
,画好将创建的SIMULINK图形。
。
实验二线性系统时域响应分析
一、实验目的
( )函数和impulse( )函数的使用方法,研究线性系统在单位阶跃、单位脉冲及单位斜坡函数作用下的响应。
。
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二、基础知识及MATLAB函数
(一)基础知识