Matlab課程Simulink基礎(chǔ)實(shí)例

1、實(shí)驗(yàn)二Simulink基礎(chǔ)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖炀氝\(yùn)用simulink為函數(shù)建模完成simulink搭建模型的仿真過(guò)程二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容【例1-2-1】對(duì)書上第35頁(yè)圖1-2-21所示系統(tǒng)，取fixed-step（固定步長(zhǎng)）模式進(jìn)行系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)過(guò)程仿真。解：（1）步長(zhǎng)類型選fixed-step,解法器算法odel（Euler）,仿真步長(zhǎng)取0.05；仿真曲線如圖（a）所示。由圖（a）可見，其階躍響應(yīng)曲線是發(fā)散的。因?yàn)橄到y(tǒng)本身是穩(wěn)定的，不應(yīng)該發(fā)散，所以此仿真曲線與實(shí)際不符。原因是所取仿真步長(zhǎng)偏大，致使仿真誤差過(guò)大。（2）步長(zhǎng)類型選fixed-step,解法器算法odel（Euler）,仿真步長(zhǎng)取0.01；仿真

2、曲線如圖（b）所示。由圖（b）可見，仿真步長(zhǎng)取下后的階躍響應(yīng)曲線就正確了。1*/Scope匚叵區(qū)同皆p夠?qū)?420-245x101111r11511111;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(duì)系統(tǒng)G（s）=試求單位階躍仿真響應(yīng)，用varible-step模式。解首先在Simulink下搭建系統(tǒng)的仿真模型，結(jié)構(gòu)如圖所示。Huntitled然后設(shè)置步長(zhǎng)類型為varible-step,解法器算法為ode45,仿真得到的響應(yīng)曲線如圖（a）所示。由（a）可見，其響應(yīng)曲線不夠光滑，在最大峰值點(diǎn)處出現(xiàn)折線響應(yīng)，這是

3、仿真誤差偏大的表現(xiàn)。為此，應(yīng)當(dāng)減小solver選項(xiàng)中relativetolerance（相對(duì)誤差）的值，默認(rèn)值為le-3（即10-3）修改為le-6，運(yùn)算所得的階躍響應(yīng)曲線如圖（b）所示。圖（a）圖（b）課內(nèi)練習(xí)【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(jìn)行該閉環(huán)系統(tǒng)的階躍響應(yīng)和斜坡響應(yīng)實(shí)驗(yàn)。解：分別選用信號(hào)源后，按照如下圖所示構(gòu)建模型，選擇合適參數(shù)后，運(yùn)行結(jié)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(zhǎng)和變步長(zhǎng)的方法求其單位階躍響應(yīng)，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(zhǎng)時(shí)，參數(shù)按下圖設(shè)置，得到運(yùn)行結(jié)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(zhǎng)時(shí)，參數(shù)按下圖設(shè)置，得到運(yùn)行結(jié)果。HScope=|回冒皆Q0Q盹13翁白課外實(shí)驗(yàn)【1.2.1】用Simulink仿真一個(gè)正弦信號(hào)和一個(gè)余弦信號(hào)相加，即計(jì)算兀02sin（2）+cos（5）。在sources庫(kù)中找到sinwave，并改變其參數(shù)使得符合題意，得此建模圖，并設(shè)置如下圖參數(shù)，得到運(yùn)行結(jié)果。s2+9s+20【1.2.2】已知一個(gè)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(jìn)行該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)試驗(yàn)，找出最合適的仿真時(shí)間、仿真步長(zhǎng)（定步長(zhǎng)時(shí)）或Relativetolerance（相對(duì)誤差）（變步長(zhǎng)時(shí)）以及響應(yīng)的解法器。解：同上

8、述步驟一樣首先實(shí)現(xiàn)下圖中的模型，然后在simulation菜單下改為定步長(zhǎng)，設(shè)置步長(zhǎng)，直至合適的結(jié)果：Puntitled*FileEditViewSimulationFormatToolsHelpIgSHSI麗在定步長(zhǎng)情況下，仿真時(shí)間為8秒，仿真步長(zhǎng)為0.1（見圖1）在變步長(zhǎng)的情況下，相對(duì)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