Matlab課程Simulink基礎實例

1、實驗二Simulink基礎一實驗目的熟練運用simulink為函數(shù)建模完成simulink搭建模型的仿真過程二實驗內(nèi)容【例1-2-1】對書上第35頁圖1-2-21所示系統(tǒng)，取fixed-step（固定步長）模式進行系統(tǒng)的單位階躍響應過程仿真。解：（1）步長類型選fixed-step,解法器算法odel（Euler）,仿真步長取0.05；仿真曲線如圖（a）所示。由圖（a）可見，其階躍響應曲線是發(fā)散的。因為系統(tǒng)本身是穩(wěn)定的，不應該發(fā)散，所以此仿真曲線與實際不符。原因是所取仿真步長偏大，致使仿真誤差過大。（2）步長類型選fixed-step,解法器算法odel（Euler）,仿真步長取0.01；仿真

2、曲線如圖（b）所示。由圖（b）可見，仿真步長取下后的階躍響應曲線就正確了。1*/Scope匚叵區(qū)同皆p夠岡6420-245x101111r11511111;1i11!Timeoffset:0匕Scope匚）叵區(qū)同固p胃處ABB0Timeoffset:0圖（b）圖（a）【例1-2-2】對系統(tǒng)G（s）=試求單位階躍仿真響應，用varible-step模式。解首先在Simulink下搭建系統(tǒng)的仿真模型，結構如圖所示。Huntitled然后設置步長類型為varible-step,解法器算法為ode45,仿真得到的響應曲線如圖（a）所示。由（a）可見，其響應曲線不夠光滑，在最大峰值點處出現(xiàn)折線響應，這是

3、仿真誤差偏大的表現(xiàn)。為此，應當減小solver選項中relativetolerance（相對誤差）的值，默認值為le-3（即10-3）修改為le-6，運算所得的階躍響應曲線如圖（b）所示。圖（a）圖（b）課內(nèi)練習【1.2.1】已知一單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）=，試搭建Simulink模型并0s（s+4）進行該閉環(huán)系統(tǒng)的階躍響應和斜坡響應實驗。解：分別選用信號源后，按照如下圖所示構建模型，選擇合適參數(shù)后，運行結果如下。耳untitled*口|回-O1IFileEditViewSimulationFormatToolsHelp|QS黑噩念115.01.4165+45TransferFen

4、ode45iRoobHuntitled*ScopeFileEditViewSimulationFormatTools旦elpD用日冒|祐電包|三5圧|卜麗Ramp16sAsTransferFenScope1k-0.8k0.6k0.4k0.2kwo%ode45G【1.2.2】已知系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為(s+3)(s+2)，試分別用定步長和變步長的方法求其單位階躍響應，并討論不同解法器的選用區(qū)別。解:尸-ft|untitled*FileEditViewSimulationFormatTools旦巳Ip|用冒|黑髦定卜|150TransfEfFen選用定步長時，參數(shù)按下圖設置，得到運行結果。HConf

5、igurationParameters:untitled/ConfigurationSelect:(Simulationtine”.Solvei討“DataImport/Expoxt卜.OptiaizationQ-DiagnosticsSaapleTime:DataIntegrity:.-Conversionij-Connectivityk-CcinpatAbilityModelReferencingHardwareIaplemen.；-ModelReferencing白-Real-TimeWorkshop:Commentsi-Symbolsi-CustomCodei-Debug；.Inter

6、faceSolveroptionsType*|Fixed-stepPeriodicsampletimeconstraint:Fixedstensize(fundamentalsampleStoptine:v|SolverUnconstrainedtie):|autoTaskingmodeforperiodicsazipletises:AutoHigherpriorityvalueindicateshighertaskpriorityAutosaticallyhandledatatransfersbetweentasks:Iode3(BogackiShanpine)12JOKCancelHelp

7、Apply選用變步長時，參數(shù)按下圖設置，得到運行結果。HScope=|回冒皆Q0Q盹13翁白課外實驗【1.2.1】用Simulink仿真一個正弦信號和一個余弦信號相加，即計算兀02sin（2）+cos（5）。在sources庫中找到sinwave，并改變其參數(shù)使得符合題意，得此建模圖，并設置如下圖參數(shù)，得到運行結果。s2+9s+20【1.2.2】已知一個單位反饋系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為“s3+6s2+11s+20，試搭建Simulink模型并進行該系統(tǒng)的單位階躍響應試驗，找出最合適的仿真時間、仿真步長（定步長時）或Relativetolerance（相對誤差）（變步長時）以及響應的解法器。解：同上

8、述步驟一樣首先實現(xiàn)下圖中的模型，然后在simulation菜單下改為定步長，設置步長，直至合適的結果：Puntitled*FileEditViewSimulationFormatToolsHelpIgSHSI麗在定步長情況下，仿真時間為8秒，仿真步長為0.1（見圖1）在變步長的情況下，相對誤差為le-3,，解法器為de45（見圖2）I=丨回同角I戸總用盹翁詰0a-qp冒固|q總用盹翁韻ig.集10.80ScopeTimeoffset:0圖（i）0.20Timeoffset:0圖（2）呂ConfigurationParameters:untitled/ConfigurationSelect:廠SiaulationtiaeSolveri-DataIaport/Export：OptiaizationDiagnostics-SampleTimeDataIntegrityConversionConnectivity-Coapatibility-KodelReferencing-HardwareIapleaen.ModelReferencing白-Real-TimeWorkshop卜“ConaentsSymbols-CustosCode-Debug-InterfaceStartti