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实验九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。
目 录1引言——机械振动的仿真原理 (5)1.1 Matlab Simulink 功能简述 (5)1.2机械振动的物理模型 (5)1.2.1简谐振动的物理模型 (5)1.2.2阻尼振动的物理模型 (6)1.2.3受迫振动的物理模型 (6)1.3 Matlab Simulink 仿真原理简述 (8)2简谐振动方程的解及其模拟仿真 (9)2.1简谐振动方程的求解 (9)2.2简谐振动模型的仿真研究 (9)2.2.1基本模型的建立 (9)2.2.2 速度、加速度的监测 (11)2.2.3 动能、势能、机械能监测 (12)2.3简谐振动的图像分析 (13)3阻尼振动方程的求解和仿真模拟 (15)3.1弹簧振子做阻尼振动方程的求解 (15)3.2弹簧振子做阻尼振动的模拟仿真研究 (15)3.3阻尼振动的图像分析 (18)4受迫振动的方程的求解和仿真模拟 (20)4.1弹簧振子做受迫振动方程的求解 (20)4.2弹簧振子做受迫振动的仿真模拟研究 (21)4.2.1策动力频率0ωω<时弹簧振子的受迫振动仿真模拟 (21)4.2.2策动力频率0ωω>时弹簧振子受迫振动的仿真模拟 (24)4.2.3策动力频率0ωω=时弹簧振子的仿真模拟 (26)4.3受迫振动的图像分析 (27)5几点补充说明与仿真模拟中问题分析 (29)5.1物理振动模型建立的补充说明 (29)5.2方程求解中的补充说明 (29)5.3仿真模拟中的问题分析 (29)6结语 (31)参考文献 (32)附录 (33)致谢 (34)摘要机械振动主要有简谐振动，阻尼振动，受迫振动三种。
对三种振动建立模型，列出振动方程，再对三种振动给定初始条件，就可以利用Matlab Simulink功能对三种振动进行仿真模拟，得出振动的位移，速度，加速度，动能，势能，机械能随时间的变化关系图像。
另外，我们对振动方程求解，得出振子位移关于时间的函数，再分别对其求一阶、二阶导数，就可以得出速度、加速度函数，再经过简单运算就可以得到动能、势能、机械能函数。
山东大学
Ｍatｌａb 课程作业
学院：机械工程学院
专业：
姓名:
学号:
基于Simｕｌink仿真得振动学问题解决实例1.单自由度无阻尼自由振动仿真
表达式：
仿真框图：
参数设置：k=1０0N/m m＝4kｇ
初始状态：初速度为0 初始位移为５仿真结果：
2.简谐波形得里沙茹图形分析
仿真框图：
参数设置：K=100m＝４→raｄ／ｓ
Sin wａve参数设置：Ａｍplｉtｕde1 ；Fｒeqｕencｙ 5 １０15
初始状态：①→φ=
②→φ=
③＝１，=5→φ=45；
④＝1，＝−5→φ=135;
⑤＝0,=−1→φ=１80
ＸY Graph参数
x-mｉn －2；x-max 2；
y－min—2; y-ｍａx 2
Frｅquency 5时仿真结果:
Ｆrｅquenｃy 1０时仿真结果：
Ｆreｑｕency 15时仿真结果：
3.单自由度有阻尼自由振动
表达式:
仿真框图：
参数设置：ﻫ令k=１00,m＝１0，ｃ=10 初始状态：ﻫ初始速度为0，位移为1仿真结果：
４、衰减振荡得阻尼比得估计
参数：ｋ=1００,m=10，c=２
初始条件:x0=1，v0＝0
仿真图框：
初始振幅为1，约7个周期时衰减为０、25,对数减幅：δ＝（ｌn４）/７≈0、０99
阻尼比§≈δ/2≈0、0３2
理论值§＝0、5c(km)−0、5≈0、０32
5、单自由度有阻尼+正弦激励
表达式：
令激励
则方程变形为
参数设置：
令k=４，ｍ=1，c=０、2
初始状态：ﻫ初始速度为0,位移为0、０5 仿真框图：
仿真结果：
6、利用速度共振得里沙茹图进行固有频率与阻尼系数分析仿真框图:
改变激励频率：=1、２；1、6;1、8；１、9;１、95；2；2、05;2、1;2、2等
7、两自由度无阻尼系统自由振动
表达式:
参数设置:m1=１，m2=2 k１=1,ｋ2=1，k３=2
初始状态:①速度0，ｍ1、m2位移均为１
②速度0，m１位移1，m2位移−0、5
③速度0,m1位移1，m2位移0 仿真结果：
①②
③。
