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实验四 SIMULINK 仿真一、 实验目的熟悉SIMULINK 模块库中常用标准模块的功能及其应用，利用SIMULINK 标准模块建立系统仿真模型，模型封装步骤和参数设置等。
二、 实验题目1. 建立单位负反馈开环传递函数如下所示二阶系统的闭环SIMULINK 仿真模型s6.0s 12当输入信号源分别为阶跃信号、斜坡信号、正弦信号时，给出系统输出的波形图输入信号源为阶跃信号输入信号源为斜坡信号输入信号源为正弦信号 2. 系统的微分方程为：()()xx r ay y y d bx =-⎧⎨=-+⎩ 设r=1,d=0.5,a=0.1,b=0.02,x(0)=25,y(0)=2 i. 利用MATLAB 所提供的函数，编写求解上述微分方程的M 文件，求出x(t),y(t)； %OdeFun2.m,x'=DY(1),y'=DY(2). function DY=OdeFun2(t,Y) DY=zeros(2,1);DY(1)=Y(1)*(1-0.1*Y(2));DY(2)=Y(2)*((-0.5)+0.02*Y(1));在命令窗口输入以下代码，运行结果如下图所示 [t,Y]=ode45('OdeFun2',[0 12],[25;2]); plot(t,Y(:,1),'-',t,Y(:,2),'')试建立系统的SIMULINK模型，并给出x(t),y(t)的曲线波形由Simlink仿真得到的波形如下图所示对比以上波形基本一致，初始值分别为0和25，在图上可以很好的体现出来。
3. 蹦极跳的数学模型为：12()mxmg b x x a x a x x =+-- 0()0Kxx b x x ->⎧=⎨≤⎩其中m 为物体的质量，g 为重力加速度，x 为物体的位置，第二项表示绳索的弹力，K 为绳索的弹性系数，第三项和第四项表示空气的阻力。
设蹦极者的初始位置为x(0)= -30, 起始速度为 x(0)'=0; 其余的参数为a1=a2=1, m=70kg, g=10m/s 2，K=20， 试建立系统的SIMULINK 模型，并给出x(t),x'(t)的曲线波形由于在做仿真时当设置设蹦极者的初始位置为x(0)= -30, 时，示波器示数过于缓慢，所以在本实验中取值x(0)= -5,起始速度为 x(0)'=0;做出波形如图所示4.建立单闭环调速系统的SIMULINK模型，并对PID控制器进行封装和对P,I,D参数进行设置,den(s)=0.005s+1。
实验四MA TLAB/simulink 实例操作及应用1、构件一个Simulink 模型来求解以下方程：)(10t f y y +-=∙，y(0)=2其中，30,4sin 2)(≤≤=t t t f提示：初始值y(0)=2,在积分模块中initial condition 设置。
2、学会将simulink 仿真结果输出MATLAB 工作空间，并在MATLAB 中，编程实现可视化已知t t x cos sin -=∙，90≤≤t ，x(0)=3；利用simulink 把时间t 和x 输出到MATLAB 工作空间，再利用编程完成t 和x 的关系曲线可视化，并以红色的大点（markersize 为20）标识出t[0,9]之间x 的最大值。
提示：工作空间数据导入/导出设置，结果参考图：图13、一个弹簧阻尼单自由度系统，如图2所示，已知质量kg m 2=，阻尼系数m s N c /4⋅=，弹簧刚度m N k /40=，且质量块的初始位移mx 5.0)0(=，其初始速度s m x /0)0('=；试利用simulink 建立其仿真模型，通过示波器观察质量块的位移变化曲线图，以及XY Graph 观察位移和速度关系的相轨迹图。
要求：（1）仿真时间设置为6s（2）设置XY Graph 模块x-min 为-0.5；x-max 为0.5；y-min 为-1；y-max 为1图24、使用simulink 对单自由度系统进行仿真对于一个弹簧阻尼单自由度系统，受到正弦型干扰力作用下，如图3所示，其中质量m=1，阻尼系数c=4，弹簧刚度k=3，)3/2sin(2π+=t F ，（已统一量纲）；试求其小车的位移变化曲线图，以及位移和速度关系的相轨迹图。
图3步骤：（1）建立系统的数学模型。
F kx dtdx cdtx d m=++22参数代入，得x dtdx t dtx d 34)3/2sin(222--+=π（2）建立仿真模块，设置修改相应模块，模块连接。
matlab实验心得总结在通过完成一系列的Matlab实验后，我对这个强大的数学计算软件有了更深入的认识。
通过这些实验，我不仅学到了如何使用Matlab进行数据处理和分析，还体会到了它在科学研究和工程应用中的广泛使用。
实验一：Matlab基础操作在第一次接触Matlab时，我首先学习了它的基本操作。
Matlab提供了友好的用户界面和丰富的命令工具，使得数据处理变得简单且高效。
在实验中，我学会了如何定义变量、进行基本的数学运算和使用矩阵操作等。
这些基础操作为后续的实验打下了坚实的基础。
实验二：数据可视化数据可视化在科学研究和工程领域中起着重要的作用。
在这个实验中，我学会了如何利用Matlab绘制各种图形，如折线图、散点图和柱状图等。
通过调整图形的样式和颜色，使得数据更加直观和易于理解。
同时，我还学会了如何添加标题、坐标轴标签和图例，使得图形具有更好的可读性。
实验三：模拟与仿真Matlab不仅可以进行数据处理和图形绘制，还可以进行模拟和仿真。
在这个实验中，我学会了如何使用Matlab进行数学模型的建立和仿真。
通过设定合适的参数和方程，我可以模拟出各种现实世界中的物理、生物和工程现象。
这对于科学研究和工程设计具有重要的意义。
实验四：信号处理信号处理是Matlab的一个重要应用领域。
在这个实验中，我学会了如何使用Matlab对信号进行分析和处理。
通过应用不同的滤波器，我可以去除信号中的噪声和干扰，提取出感兴趣的信息。
同时，我还学会了如何进行频域分析，通过傅里叶变换将信号转换到频率域，进一步分析信号的频谱特性。
实验五：数值计算Matlab还提供了强大的数值计算功能。
在这个实验中，我学会了如何使用Matlab进行数值计算和优化。
通过使用不同的数值求解方法，我可以解决复杂的数学方程和优化问题，得到精确的计算结果。
这对于科学研究和工程计算具有重要的价值。
总结起来，通过这些实验，我对Matlab的应用能力有了明显的提升。
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。
matlab simulink仿真实验报告[Abstract]本篇报告介绍了一项利用Matlab和Simulink进行仿真实验的过程和结果。
实验主要涉及对加速度计数据的滤波和降噪处理，以及利用观测器估计一个非线性系统的状态变量。
本文介绍了实验设计的思路和步骤，详细讲解了实验中所使用到的算法和模型，并对实验结果进行了分析和总结。
[Keywords][Introduction]在自动化控制、机器人技术、航天航空、汽车电子等领域中，传感器和估计器是广泛应用的两类算法。
传感器可以测量物理量，如位置、速度、加速度等，并将其转化为电信号输出。
估计器则通过对物理模型的建模和输出信号的处理，来推测和估计系统的状态变量。
加速度计可以测量物体在三个轴向上的加速度，同时可以进行数据滤波和降噪。
估计器可以用于非线性系统的状态估计，具有广泛的应用前景。
[Simulation Process]1. 数据采集处理加速度计可以用于测量物体在三个轴向上的加速度。
由于传感器的噪声和误差，采集的数据往往不够准确和稳定，需要通过滤波和降噪等算法进行处理。
本实验中采用了常用的Butterworth低通滤波器和移动平均滤波器来对加速度计数据进行处理。
Butterworth低通滤波器是一种线性相位滤波器，可以将高频信号滤去，降低信号噪声。
在Matlab中，可以通过函数[b,a] = butter(n,Wn,'low')生成Butterworth低通滤波器。
其中，n为滤波器的阶数，Wn为截止频率。
移动平均滤波器是一种简单有效的滤波方法，可以对信号进行平均处理，消除信号的高频成分和噪声。
在Matlab中，可以通过函数smooth(x,n)生成移动平均滤波器。
其中，x为待处理的信号，n为滤波器窗口大小。
2. 状态估计模型状态估计模型是一种建立在数学模型基础上的估计方法，常常用于非线性系统的状态估计。
本实验中，给定了以下非线性系统的模型：$$\begin{cases}x_{1}' = x_{2} \cos(x_{1}) \\x_{2}'= u\end{cases}$$其中，x1和x2为系统状态变量，u为系统的控制输入。
竭诚为您提供优质文档/双击可除simulink仿真实验心得体会篇一：matlab与simulink仿真学习心得matlab与simulink仿真学习心得班级：07610学号：0720xx姓名：吕天雄一matlab学习心得体会与编程实践学习matlab的心得体会真正开始接触matlab是大二上就开始了，到现在已经一年多了，在此之间，matlab的确为我提供了很多便利。
matlab的确不愧成为是草稿纸上的语言。
我们不必去为很简单的显示效果图形去找一些什么其他软件或者研究比较复杂的计算机图形学，一个plot或者别的函数往往就可以得到很满意的效果。
其实最初开始学习matlab的时候感觉这个东西和c没什么两样，但是后来具体到一些东西，比如信号处理和数学建模上以后才感觉到使用matlab编写程序去验证结果比c 要节省很多时间，而且matlab写东西基本都是按照自己的思路平铺直叙很少去考虑什么函数的嵌套调用或者指针等等很头疼的东西。
关于matlab的学习，我感觉其实百度和matlab自带的help基本能够解决绝大数问题，而且一些比较好的论坛比如都会为你产生很大的帮助，关键是在于多动手实践，多思考。
但是matlab毕竟只是一个工具，原理和一些基本的编程素质还是必须有的，否则matlab最多也只能是验证一些别人的东西而已，根本帮不上什么忙的。
遇到的一些问题的思考方式与解决办法最开始用matlab的时候是在大物实验，实验要求去根据测量得到的数据作出图。
但是手动用铅笔去画确实很麻烦，所以用matlab确实可以省去很大的麻烦。
但是第一次遇到问的时候是有关极化坐标下的曲线拟合。
首先是一个物理实验的问题；在做一个关于光的偏振的实验的时候，最后的结果要在一个极化坐标下显示出来；因为数据是离散的，所以显示出来的图像是一个折来折去的一个东东；然后很自然的想法是对这个曲线进行插值处理。
但是极化坐标下matlab并未提供插值处理的函数，interp1这个函数只能在笛卡尔坐标系，也就是直角坐标系下使用。
学生实验报告开课学院及实验室: 机电学院2012年12月21日学院机电学院年级、专业、班姓名学号实验课程名称MATLAB程序设计成绩实验项目名称实验4: 数据和函数的可视化指导老师一、实验目的1、掌握MATLAB绘图的基本步骤和相关指令调用的先后顺序。
2、掌握MATLAB绘图指令的调用方法。
二、实验内容数学函数从形式上可以分为离散函数和连续函数。
MATLAB对这两种函数数据的可视化都提供了相应的指令。
仔细阅读教材【例5.1-1】的实现代码, 运行并保存结果；并改用stem函数, 画出【例5.1-1】的序列图。
仔细阅读教材【例5.1-2】的实现代码, 运行并保存结果；并分别使用描点和连折线方式, 画出连续函数y=xcosx的近似图形（采样点数自定, 要求画出的图尽量接近原连续函数的图）。
仔细阅读【例5.2-2】的实现代码, 理解plot指令画多条曲线的运用方法, 运行并保存结果；并使用plot函数和legend函数, 在同一个图形窗口上画出y=sint和y=sin(2t)在[0,2pi]区间上的图形, 并标出图例。
仔细阅读【例5.2-4】的实现代码, 理解图形标识选项的运用方法, 运行并保存结果；并修改代码, 把“sin(t)”字体改为正体, 大小改为20, “极大值”改为宋体。
阅读【例5.2-6】, 理解使用hold on指令画多幅图的方法, 运行并保存结果。
阅读【例5.2-8】, 理解使用subplot函数画多个子图的方法, 运行并保存结果。
（1）综合实验: 阅读以下关于通过绘制二阶系统阶跃响应综合演示图形标识的示例, 理解示例中所有图形标识指令的作用, 掌握各个图形标识指令的运用方法, 并在原指令上改动以实现以下功能:（2）把横坐标范围改为0至5pi, 纵坐标范围改为0至2；（3）把图中的横轴的刻度改为从0开始到4pi, 中间各点间隔为pi/2；纵轴刻度改为从0开始到1.5, 中间各点间隔为0.3；（4）把图中的α改为σ。
《MATLAB/Simulink与控制系统仿真》实验报告专业：班级：学号：姓名：指导教师：实验1、MATLAB/Simulink 仿真基础及控制系统模型的建立一、实验目的1、掌握MATLAB/Simulink 仿真的基本知识；2、熟练应用MATLAB 软件建立控制系统模型。
二、实验设备电脑一台；MATLAB 仿真软件一个 三、实验内容1、熟悉MATLAB/Smulink 仿真软件。
2、一个单位负反馈二阶系统，其开环传递函数为210()3G s s s=+。
用Simulink 建立该控制系统模型，用示波器观察模型的阶跃响应曲线，并将阶跃响应曲线导入到MATLAB 的工作空间中，在命令窗口绘制该模型的阶跃响应曲线。
图 1系统结构图图 2示波器输出结果图3、某控制系统的传递函数为()()()1()Y s G s X s G s =+，其中250()23s G s s s+=+。
用Simulink 建立该控制系统模型，用示波器观察模型的阶跃响应曲线，并将阶跃响应曲线导入到MA TLAB 的工作空间中，在命令窗口绘制该模型的阶跃响应曲线。
图 3系统结构图 图 4 示波器输出结果图图 5 工作空间中仿真结果图形化输出4、一闭环系统结构如图所示，其中系统前向通道的传递函数为320.520()0.11220s G s s s s s+=+++g ，而且前向通道有一个[-0.2，0.5]的限幅环节，图中用N 表示，反馈通道的增益为1.5，系统为负反馈，阶跃输入经1.5倍的增益作用到系统。
用Simulink 建立该控制系统模型，用示波器观察模型的阶跃响应曲线，并将阶跃响应曲线导入到MATLAB 的工作空间中，在命令窗口绘制该模型的阶跃响应曲线。
图 6 系统结构图图 7 示波器输出结果实验2 MATLAB/Simulink 在控制系统建模中的应用一、实验目的1、掌握MATLAB/Simulink 在控制系统建模中的应用； 二、实验设备电脑一台；MA TLAB 仿真软件一个 三、实验内容1、给定RLC 网络如图所示。
MATLAB/Simulink 电力系统建模与仿真实验报告姓名：******专业：电气工程及其自动化班级：*******************学号：*******************实验一无穷大功率电源供电系统三相短路仿真1.1 无穷大功率电源供电系统仿真模型构建运行MATLAB软件，点击Simulink模型构建，根据电路原理图，添加下列模块：（1）无穷大功率电源模块（Three-phase source）（2）三相并联RLC负荷模块（Three-Phase Parallel RLC Load）（3）三相串联RLC支路模块（Three-Phase Series RLC Branch）（4）三相双绕组变压器模块（Three-Phase Transformer (Two Windings)）（5）三相电压电流测量模块（Three-Phase V-I Measurement）（6）三相故障设置模块（Three-Phase Fault）（7）示波器模块（Scope）（8）电力系统图形用户界面（Powergui）按电路原理图连接线路得到仿真图如下：1.2 无穷大功率电源供电系统仿真参数设置1.2.1 电源模块设置三相电压110kV，相角0°，频率50Hz，接线方式为中性点接地的Y形接法，电源电阻0.00529Ω，电源电感0.000140H，参数设置如下图：1.2.2 变压器模块变压器模块参数采用标幺值设置，功率20MVA，频率50Hz，一次测采用Y型连接，一次测电压110kV，二次侧采用Y型连接，二次侧电压11kV，经过标幺值折算后的绕组电阻为0.0033，绕组漏感为0.052，励磁电阻为909.09，励磁电感为106.3，参数设置如下图：1.2.3 输电线路模块根据给定参数计算输电线路参数为：电阻8.5Ω，电感0.064L，参数设置如下图：1.2.4 三相电压电流测量模块此模块将在变压器低压侧测量得到的电压、电流信号转变成Simulink信号，相当于电压、电流互感器的作用，勾选“使用标签（Use a label）”以便于示波器观察波形，设置电压标签“Vabc”，电流标签“Iabc”，参数设置如下图：1.2.5 故障设置模块勾选故障相A、B、C，设置短路电阻0.00001Ω，设置0.02s—0.2s发生短路故障，参数设置如下图：1.2.6 示波器模块为了得到仿真结果准确数值，可将示波器模块的“Data History”栏设置为下图所示：1.3 无穷大功率电源供电系统仿真结果及分析得到以上的电力系统参数后，可以首先计算出在变压器低压母线发生三相短路故障时短路电流周期分量幅值和冲击电流的大小，短路电流周期分量的幅值为Im=10.63kA，时间常数Ta=0.0211s，则短路冲击电流为Iim=17.3kA。
实验四MA TLAB/simulink 实例操作及应用
1、构件一个Simulink 模型来求解以下方程：
)(10t f y y +-=∙
，y(0)=2
其中，30,4sin 2)(≤≤=t t t f
提示：初始值y(0)=2,在积分模块中initial condition 设置。
2、学会将simulink 仿真结果输出MATLAB 工作空间，并在MATLAB 中，编程实现可视化
已知t t x cos sin -=∙
，90≤≤t ，x(0)=3；利用simulink 把时间t 和x 输出到MATLAB 工作空间，再利用编程完成t 和x 的关系曲线可视化，并以红色的大点（markersize 为20）标识出t[0,9]之间x 的最大值。
提示：工作空间数据导入/导出设置，
结果参考图：
图1
3、一个弹簧阻尼单自由度系统，如图2所示，已知质量kg m 2=，阻尼系数m s N c /4⋅=，弹簧刚度m N k /40=，且质量块的初始位移m
x 5.0)0(=，其初始速度s m x /0)0('
=；试利
用simulink 建立其仿真模型，通过示波器观察质量块的位移变化曲线图，以及XY Graph 观察位移和速度关系的相轨迹图。
要求：（1）仿真时间设置为6s
（2）设置XY Graph 模块x-min 为-0.5；x-max 为0.5；y-min 为-1；y-max 为1
图2
4、使用simulink 对单自由度系统进行仿真
对于一个弹簧阻尼单自由度系统，受到正弦型干扰力作用下，如图3所示，其中质量m=1，阻尼系数c=4，弹簧刚度k=3，)3/2sin(2π+=t F ，（已统一量纲）；试求其小车的位移变化曲线图，以及位移和速度关系的相轨迹图。
图3
步骤：（1）建立系统的数学模型。
F kx dt
dx c
dt
x d m
=++22
参数代入，得
x dt
dx t dt
x d 34
)3/2sin(222
--+=π
（2）建立仿真模块，设置修改相应模块，模块连接。
（3）设置仿真时间为20s ，设置XY Graph 模块：x-min 为-0.7；x-max 为0.7；y-min 为-0.5；x-max 为0.7；
（4）仿真，观察结果，保存图形，写出报告。
结果参考图：
图4 图5
5、考虑图中所示的两个质量块的系统，假设参数值是m1=5,m2=3,c1=4,c2=8,k1=1,k2=4。
f(t)为单位阶跃信号，试建立一个Simulink 模型，求系统受到单位阶跃信号，x1和x2的响应曲
线。
初始条件为：0)0(,5.0)0(,0)0(,2.0)0(2211====∙
∙
x x x x 。
图6
提示：用状态空间模型建立仿真模型。
6、已知汽车被动悬架1/4两自由度动力学模型，如图所示，按照牛顿第二定律以及相关的振动理论，线性被动悬架车身与车轮两个自由度的车辆振动模型的振动微分方程为：
⎩⎨⎧=-+----=-+-+0)()()(0)()(0x x k x x c x x k x m x x c x x k x m t t t s s t s s t
t t s s t s s s s
图中及公式中的符号含义：s m 为簧载质量；t m 为非簧载质量；s x 为簧载质量位移；t x 为非簧载质量位移；s k 为弹簧刚度；t k 为轮胎刚度；s c 为减震器阻尼；
0x 为路面输入。
该模型中的部分参数见表1。
表1 模型中的部分参数
已知，当路面输入x0为单位阶跃信号时，
（1）试根据车辆振动模型的振动微分方程，在SIMULINK中建立仿真模型，获得车身和车轮的运动规律曲线。
（2）仿真时间为5s；
（3）将仿真数据保存到工作空间，并绘制出结果图（见参考图）。
