当前位置：文档之家 › 广西大学 实验8：Simulink建模与仿真实验报告

广西大学 实验8：Simulink建模与仿真实验报告

  • 格式：doc
  • 大小：718.20 KB
  • 文档页数：14

计算机仿真实验报告 实验八 第 1 页 共 14 页 广西大学实验报告纸 姓名： 电气工程学院自动化2 2011年1月1日

实验内容_______________________________________________指导老师________________ 【实验名称】Simulink建模与仿真

【实验目的】 1． 学习SIMULINK 软件工具的使用方法； 2． 用SIMULINK 仿真线性系统； 【实验设备】 1) PC机一台 2) MATLAB软件 【实验内容】 1．SIMULINK简介 SIMULINK是MATLAB软件的扩展，它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包，它与MATLAB语言的主要区别在于，其与用户交互接口是基于Windows的模型化图形输入，其结果是使得用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建，而非语言的编程上。 所谓模型化图形输入是指SIMULINK提供了一些按功能分类的基本的系统模块，用户只需要知道这些模块的输入输出及模块的功能，而不必考察模块内部是如何实现的，通过对这些基本模块的调用，再将它们连接起来就可以构成所需要的系统模型（以.mdl文件进行存取），进而进行仿真与分析。 2． SIMULINK的启动 进入SIMULINK界面，只要你在MATLAB命令窗口提示符下键入‘SIMULINK’，按回车键即可启动SIMULINK软件。在启动S IMULINK软件之后，SIMULINK的主要方块图库将显示在一个新的Windows中。 如图8-1所示： ► 在MATLAB命令窗口中输入simulink ： 结果是在桌面上出现一个称为Simulink Library Browser的窗口，在这个窗口中列出了按功能分类的各种模块的名称。 计算机仿真实验报告 实验八 第 2 页 共 14 页 图8-1 SIMULINK的主要方块图库 3．SIMULINK的模块库介绍

►SIMILINK模块库按功能进行分为以下8类子库： Continuous（连续模块） Discrete（离散模块） Function&Tables（函数和平台模块） Math（数学模块） Nonlinear（非线性模块） Signals&Systems（信号和系统模块） Sinks（接收器模块） Sources（输入源模块） 4．SIMULINK简单模型的建立 （1）建立模型窗口 （2）将功能模块由模块库窗口复制到模型窗口 计算机仿真实验报告 实验八 第 3 页 共 14 页 （3）对模块进行连接，从而构成需要的系统模型 5．SIMULINK功能模块的处理 （1）模块库中的模块可以直接用鼠标进行拖曳（选中模块，按住鼠标左键不放）而放到模型窗口中进行处理。

（2）在模型窗口中，选中模块，则其4个角会出现黑色标记。此时可以对模块进行以下的基本操作：

 移动：选中模块，按住鼠标左键将其拖曳到所需的位置即可。若要脱离线而移动，可按住shift键，再进行拖曳；  复制：选中模块，然后按住鼠标右键进行拖曳即可复制同样的一个功能模块；  删除：选中模块，按Delete键即可。若要删除多个模块，可以同时按住Shift键，再用鼠标选中多个模块，按Delete键即可。也可以用鼠标选取某区域，再按Delete键就可以把该区域中的所有模块和线等全部删除；  转向：为了能够顺序连接功能模块的输入和输出端，功能模块有时需要转向。在菜单Format中选择Flip Block旋转180度，选择Rotate Block顺时针旋转90度。或者直接按Ctrl+F键执行Flip Block，按Ctrl+R键执行Rotate Block。  改变大小：选中模块，对模块出现的4个黑色标记进行拖曳即可。  模块命名：先用鼠标在需要更改的名称上单击一下，然后直接更改即可。名称在功能模块上的位置也可以变换180度，可以用Format菜单中的Flip Name来实现，也可以直接通过鼠标进行拖曳。Hide Name可以隐藏模块名称。  颜色设定： Format菜单中的Foreground Color可以改变模块的前景颜色，Background Color可以改变模块的背景颜色；而模型窗口的颜色可以通过Screen Color来改变。  参数设定：用鼠标双击模块，就可以进入模块的参数设定窗口，从而对模块进行参数设定。参数设定窗口包含了该模块的基本功能帮助，为获得更详尽的帮助，可以点击其上的help按钮。通过对模块的参数设定，就可以获得需要的功能模块。  属性设定：选中模块，打开Edit菜单的Block Properties可以对模块进行属性设定。包括Description属性、 Priority优先级属性、Tag属性、Open function属性、Attributes format string属性。其中Open function属性是一个很有用的属性，通过它指定一个函数名，则当该模块被双击之后，Simulink就会调用该函数执行，这种函数在MATLAB中称为回调函数。 计算机仿真实验报告 实验八 第 4 页 共 14 页 - +  模块的输入输出信号：模块处理的信号包括标量信号和向量信号；标量信号是一种单一信号，而向量信号为一种复合信号，是多个信号的集合，它对应着系统中几条连线的合成。缺省情况下，大多数模块的输出都为标量信号，对于输入信号，模块都具有一种“智能”的识别功能，能自动进行匹配。某些模块通过对参数的设定，可以使模块输出向量信号。 6．SIMULINK应用举例 以具有双积分环节的系统G（S）为例，该系统的开环是不稳定的，为了使系统稳定，使用超前校正环节K（S）进行串联校正，见图8-2。

图8-2 系统结构框图 在建模之前，你需要创建一个工作区域。创建一个工作区域的方法为，选择File 项，

然后再选择New ，这将开始一个新的窗口，其窗口名为“Untiledl”，可以在该窗口内构造系统模型，并称这个窗口为工作窗口。 为了得到这个系统的阶跃响应，可以由两个传递函数、一个求和点、一个输入源及两个输出观测点等6个部分组成这个系统。 输入源的元件位于Sources 库；传递函数与综合点方块都位于线性部分（Linear）库中。用同样方法，可将该库中的Transfer Fcn与Sum图形拖曳到工作空间，然后关闭Linear库； 如何得到其仿真的输出结果。在Sinks库中有三个功能方块可用于显示或存储输出结果。Scope 功能块可以像一台示波器，实时地显示任何信号的仿真结果。To Workspace功能块可以把输出值以矢量的形式存储在MATLAB工作空间中，这样可以在MATLAB环境下分析与绘制其输出结果。To File功能块可以把数据存储到一个给定名字的文件中。用同样方法，将Scope拖曳到工作空间，并关闭Sinks库窗口。 打开Sum功能块，在List of Signs处输入“+”、“—”符号。如果综合点超过了两个输入点，只要简单地输入其正、负号，即可自动地增加其相应地输入点。 打开StepFcn功能块，有三个空白框可以填入参数。Steptime是阶跃响应的初始时间。

)5()10(10)(1)(2SSSKSSG

)(SK)(SG计算机仿真实验报告 实验八

第 5 页 共 14 页 此项可填0，即零时刻开始阶跃响应。另外两项为初始值（Initial value）和终值（Final value）。这两项可分别输入0和1。 打开工作空间功能块。输入y作为变量名（Variable name），对应最大行数项（Maximum number of rows），输入100。每一行对应一个时间间隔。在系统仿真过程中，可以输入0到9.9，间隔为0.1，生成100个点。 最后，要将这些方块连接起来。除Sources与Sinks功能块外，所有其他方块中至少有一个输出点，即在方块旁有一个符号﹥指向外面，也至少有一个输入点，即在方块旁有一个符号﹥指向里面，Sources功能块没有输入点，只有输出点，而Sinks功能块没有输出点，因此它仅有一个输入点。系统的仿真方块图见图8-3。

图8-3 系统的仿真方块图 7．SIMULINK仿真的运行

构建好一个系统的模型之后，接下来的事情就是运行模型，得出仿真结果。运行一个仿真的完整过程分成三个步骤：设置仿真参数、启动仿真和仿真结果分析。

（1）设置仿真参数和选择解法器 设置仿真参数和选择解法器，选择Simulation菜单下的Parameters命令，就会弹出一个仿真参数对话框，它主要用三个页面来管理仿真的参数。

I． Solver页，它允许用户设置仿真的开始和结束时间，选择解法器，说明解法器参数及选择一些输出选项。

★ 仿真时间：注意这里的时间概念与真实的时间并不一样，只是计算机仿真中对计算机仿真实验报告 实验八 第 6 页 共 14 页 时间的一种表示，比如10秒的仿真时间，如果采样步长定为0.1，则需要执行100步，若把步长减小，则采样点数增加，那么实际的执行时间就会增加。一般仿真开始时间设为0，而结束时间视不同的因素而选择。总的说来，执行一次仿真要耗费的时间依赖于很多因素，包括模型的复杂程度、解法器及其步长的选择、计算机时钟的速度等等。

★ 仿真步长模式：用户在Type后面的第一个下拉选项框中指定仿真的步长选取方式，可供选择的有Variable-step（变步长）和Fixed-step（固定步长）方式。变步长模式可以在仿真的过程中改变步长，提供误差控制和过零检测。固定步长模式在仿真过程中提供固定的步长，不提供误差控制和过零检测。用户还可以在第二个下拉选项框中选择对应模式下仿真所采用

II. Workspace I/O页，作用是管理模型从MATLAB工作空间的输入和对它的输出。 III．Diagnostics页，允许用户选择Simulink在仿真中显示的警告信息的等级。 （2）、启动仿真 I．设置仿真参数和选择解法器之后，就可以启动仿真而运行。 选择Simulink菜单下的start选项来启动仿真，如果模型中有些参数没有定义，则会出现错误信息提示框。如果一切设置无误，则开始仿真运行，结束时系统会发出一鸣叫声。

II．除了直接在SIMULINK环境下启动仿真外，还可以在MATLAB命令窗口中通过函数进行，格式如下：

[t,x,y]=sim(‘模型文件名’,[to tf],simset(‘参数1’,参数值1,‘参数2’,参数值2, …)) 其中to为仿真起始时间，tf为仿真终止时间。[t,x,y]为返回值，t为返回的时间向量值，x为返回的状态值，y为返回的输出向量值。simset定义了仿真参数，包括以下一些主要参数：

合集下载

第8讲SIMULINK建模与仿真

第8讲SIMULINK建模与仿真


图6.8 非线性系统模块库及其功能
模块功能说明： 模 块 功 能 说数 明据 ：类 型 转 换 器
数据类型转换器 信号分解器
信号分解器 从 G o to 模 块 中 获 得 信 号
从 G o to 模 块 中 获 得 信 号 函数调用发生器
函数调用发生器
向 G o to 模 块 传 递 信 号 向 G o to 模 块 传 递 信 号
求取信号的绝对值输出强制系统输入为零的代数状态按位逻辑运算逻辑真值查找输出输入复数的幅值与相位输出系统输入的实部或虚部点乘运算信号增益信号逻辑运算幅值与相位转化为复数形式特定的一些数学函数矩阵增益求取输入的最小或最大值乘法或除法器从输入实部与虚部构造复数关系运算器求整运算器符号运算渐变增益对输入求和或差三角与双曲函数图67数学运算库及其能模块功能说明
使能触发子系统
For 循 环 子 系 统
For 循
环
函
子系统
数调用
子
系
统
函
数
调
用
If
子条
系件
统子
系
统
I f 条 件 条子 件系 执统 行 子 系 统
条 件 执 行 通子 用系 子统 系 统
通 用 子 系子统 系 统 示 例
S w iSt cwh - iCt acshe －子 C系a s统e 子 系 统
模 块 功 能 说模明块：功 能 说 明 ： 以 数 值以形数式值显形示式输 显入 示信 输号 入 信 号 悬 浮 信 号 显悬示浮器信 号 显 示 器 为 子为系子统系或统模或型模提 型供 提输 供出 输端 出口 端 口 信号显示器 信号显示器 当 输 入 非当零输时入停非止零仿时真停 止 仿 真 中 断 输 出 信 号中 断 输 出 信 号 将 仿 真将数仿据真写数入据. m写a 入t文 件m a t 文 件 将将仿仿真真数数据据输输出出到到M AMTaLtlAa bB工工 作 空 间 使 用 M使A 用T L MA Ba t图la b形图显形示 显数 示据 数 据
simulink仿真实验报告

simulink仿真实验报告


第二步：添加连接线。 在完成所需模块选择之后，按照系统信号流动方向，将各系统模块连接起来。具体做法是 将光标指向起始块的输出端口，此时光标变成“+”，单击鼠标左键并拖动到目标模块的输入 端 口，在接近到一定程度时光标变成双十字。这时松开鼠标键，连接完成。完成后在连接点 处出现一个箭头，表示系统中信号的流向
第三步：输入信号与输出信号对比的实现 在 Simulink 公共模块库的 Signal Routing(信号流向模块库)中选择 Mux 模块，以实现将输入 信号和输出信号同时输入到一个示波器中
第四步：仿真运行 首先，进行系统模块参数和仿真参数设置。逐一双击系统中的模块，打开其参数设置对话 框，输入合适的模块参数，结果图形如下
5.1.2 Simulink 仿真参数的设定 图所示的仿真过程是在系统默认仿真参数条件下完成的，但是有时候系统默认仿真参数并 不能得到理想的仿真结果，需要对系统仿真参数做调整 1）设置仿真时间 设置仿真时间非常重要，它决定了模型仿真的时间或取值区域，其设置完全根据待仿真系 统的特性来确定，反映在输出显示上就是示波器的横轴坐标值的取值范围。“Start time”和 “Stop time”项分别用以设置仿真开始时间（或取值区域下限）和终止时间（或取值区域上 限），默认值分别为 0.0 和 10.0s。
控制系统仿真与 CAD 实验报告
自动化 1103 张天赐 201123910415
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，通系电1，力过根保管据护线生高0不产中仅工资2艺料22高试2可中卷以资配解料置决试技吊卷术顶要是层求指配，机置对组不电在规气进范设行高备继中进电资行保料空护试载高卷与中问带资题负料2荷试2，下卷而高总且中体可资配保料置障试时2卷，32调需3各控要类试在管验最路；大习对限题设度到备内位进来。行确在调保管整机路使组敷其高设在中过正资程常料1工试中况卷，下安要与全加过，强度并看工且25作尽52下可22都能护可地1关以缩于正小管常故路工障高作高中；中资对资料于料试继试卷电卷连保破接护坏管进范口行围处整，理核或高对者中定对资值某料，些试审异卷核常弯与高扁校中度对资固图料定纸试盒，卷位编工置写况.复进保杂行护设自层备动防与处腐装理跨置，接高尤地中其线资要弯料避曲试免半卷错径调误标试高方中等案资，，料要编试求5写、卷技重电保术要气护交设设装底备备置。4高调、动管中试电作线资高气，敷料中课并设3试资件且、技卷料中拒管术试试调绝路中验卷试动敷包方技作设含案术，技线以来术槽及避、系免管统不架启必等动要多方高项案中方；资式对料，整试为套卷解启突决动然高过停中程机语中。文高因电中此气资，课料电件试力中卷高管电中壁气资薄设料、备试接进卷口行保不调护严试装等工置问作调题并试，且技合进术理行，利过要用关求管运电线行力敷高保设中护技资装术料置。试做线卷到缆技准敷术确设指灵原导活则。。：对对在于于分调差线试动盒过保处程护，中装当高置不中高同资中电料资压试料回卷试路技卷交术调叉问试时题技，，术应作是采为指用调发金试电属人机隔员一板，变进需压行要器隔在组开事在处前发理掌生；握内同图部一纸故线资障槽料时内、，设需强备要电制进回造行路厂外须家部同出电时具源切高高断中中习资资题料料电试试源卷卷，试切线验除缆报从敷告而设与采完相用毕关高，技中要术资进资料行料试检，卷查并主和且要检了保测解护处现装理场置。设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
Simulink实验报告

Simulink实验报告

实验一：AM 信号的调制与解调实验目的：1.了解模拟通信系统的仿真原理。

2.AM 信号是如何进行调制与解调的。

实验原理：1.调制原理：AM 调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度，使其按调制信号的规律变化的过程,就是按原始电信号的变化规律去改变载波某些参量的过程。

+m(t)S AM (t)A 0cos ωc tAM 信号的时域和频域的表达式分别为:()()[]()()()()t t m t A t t m A t S C C C AM ωωωcos cos cos 00+=+=式（4-1） ()()()[]()()[]C C C C AM M M A S ωωωωωωδωωδπω-+++-++=210 式（4-2）在式中，为外加的直流分量；可以是确知信号也可以是随机信号，但通常认为其平均值为0，即。

其频谱是DSBSC-AM 信号的频谱加上离散大载波的频谱。

2.解调原理：AM 信号的解调是把接收到的已调信号还原为调制信号。

AM 信号的解调方法有两种：相干解调和包络检波解调。

AM 相干解调原理框图如图。

相干解调（同步解调）：利用相干载波（频率和相位都与原载波相同的恢复载波）进行的解调，相干解调的关键在于必须产生一个与调制器同频同相位的载波。

如果同频同相位的条件得不到满足，则会破坏原始信号的恢复。

相干载波的提取：（1）导频法：在发送端加上一离散的载频分量，即导频，在接收端用窄带滤波器提取出来作为相干载波，导频的功率要求比调制信号的功率小；（2）不需导频的方法：平方环法、COSTAS环法。

LPF m0(t)S AM(t)cosωc tAM信号波形的包络与输入基带信号成正比，故可以用包络检波的方法恢复原始调制信号。

包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成：（1）整流：只保留信号中幅度大于0的部分。

（2）低通滤波器：过滤出基带信号；（3）隔直流电容：过滤掉直流分量。

实验内容：1.AM相干解调框图。

建模与仿真实验报告

建模与仿真实验报告

建模与仿真实验报告建模与仿真实验报告引言建模与仿真是一种常用的方法，用于研究和分析复杂系统的行为。

通过建立数学模型并进行仿真实验，我们可以更好地理解系统的运行机制，预测其未来的发展趋势，并为决策提供依据。

本实验报告将介绍我所进行的建模与仿真实验，以及所得到的结果和结论。

1. 实验目标本次实验的目标是研究一个电动汽车的充电过程，并通过建模与仿真来模拟和分析其充电时间和电池寿命。

2. 实验步骤2.1 建立数学模型首先，我们需要建立一个数学模型来描述电动汽车充电过程。

根据电动汽车的充电特性和电池的充电曲线，我们选择了一个二阶指数函数来表示充电速度和电池容量之间的关系。

通过对历史充电数据的分析，我们确定了模型的参数，并进行了合理的调整和验证。

2.2 仿真实验基于建立的数学模型，我们使用MATLAB软件进行了仿真实验。

通过输入不同的充电时间和初始电池容量，我们可以获得充电过程中电池容量的变化情况，并进一步分析充电时间与电池寿命之间的关系。

3. 实验结果通过多次仿真实验，我们得到了一系列充电时间和电池寿命的数据。

根据这些数据，我们可以绘制出充电时间与电池寿命的关系曲线。

实验结果表明，充电时间与电池寿命呈现出一种非线性的关系，即充电时间的增加并不总是能够延长电池的使用寿命。

4. 结果分析通过对实验结果的分析，我们可以得出以下结论：4.1 充电时间的增加并不总是能够延长电池的使用寿命。

虽然在一定范围内增加充电时间可以提高电池的容量，但过长的充电时间会导致电池内部产生过多的热量，从而缩短电池的寿命。

4.2 充电速度对电池寿命的影响较大。

较快的充电速度会增加电池的热量产生，从而缩短电池的寿命；而较慢的充电速度则可以减少电池的热量产生，延长电池的寿命。

4.3 充电时间和电池寿命之间的关系受到电池类型和充电方式等因素的影响。

不同类型的电池在充电过程中表现出不同的特性，因此在实际应用中需要根据具体情况进行充电策略的选择。