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1、 控制系統(tǒng)仿真與CAD實(shí)驗(yàn)報(bào)告 自動(dòng)化1103 張?zhí)熨n 201123910415 啟動(dòng)Simulink軟件包Simulink仿真模型編譯器界面通過把模塊送入編譯器，可建立模型進(jìn)行仿真例5-1 已知系統(tǒng)的輸入為一個(gè)幅值為1的正弦波信號，輸出為此正弦波信號與一個(gè)常數(shù)的乘積。要求建立系統(tǒng)模型，并以圖形方式輸出系統(tǒng)運(yùn)算結(jié)果。 第一步：選擇模塊啟動(dòng)Simulink并新建一個(gè)系統(tǒng)模型文件，打開Simulink公共模塊庫，在Sources中選擇Sine Wave模塊，用以產(chǎn)生一個(gè)正弦波信號；在Math中選擇Gain模塊，用以產(chǎn)生一個(gè)常數(shù)（即信號增益）；在Sinks中選擇Scope模塊，用以圖形方式顯示結(jié)果。
2、選擇相應(yīng)的系統(tǒng)模塊后，將其拷貝（或拖動(dòng)）到新建的系統(tǒng)模型中，如圖所示。第二步：添加連接線。在完成所需模塊選擇之后，按照系統(tǒng)信號流動(dòng)方向，將各系統(tǒng)模塊連接起來。具體做法是將光標(biāo)指向起始塊的輸出端口，此時(shí)光標(biāo)變成“+”，單擊鼠標(biāo)左鍵并拖動(dòng)到目標(biāo)模塊的輸入端口，在接近到一定程度時(shí)光標(biāo)變成雙十字。這時(shí)松開鼠標(biāo)鍵，連接完成。完成后在連接點(diǎn)處出現(xiàn)一個(gè)箭頭，表示系統(tǒng)中信號的流向第三步：輸入信號與輸出信號對比的實(shí)現(xiàn)在Simulink公共模塊庫的Signal Routing(信號流向模塊庫)中選擇Mux模塊，以實(shí)現(xiàn)將輸入信號和輸出信號同時(shí)輸入到一個(gè)示波器中第四步：仿真運(yùn)行首先，進(jìn)行系統(tǒng)模塊參數(shù)和仿真參數(shù)設(shè)置。逐
3、一雙擊系統(tǒng)中的模塊，打開其參數(shù)設(shè)置對話框，輸入合適的模塊參數(shù)，結(jié)果圖形如下 5.1.2 Simulink仿真參數(shù)的設(shè)定圖所示的仿真過程是在系統(tǒng)默認(rèn)仿真參數(shù)條件下完成的，但是有時(shí)候系統(tǒng)默認(rèn)仿真參數(shù)并不能得到理想的仿真結(jié)果，需要對系統(tǒng)仿真參數(shù)做調(diào)整1）設(shè)置仿真時(shí)間設(shè)置仿真時(shí)間非常重要，它決定了模型仿真的時(shí)間或取值區(qū)域，其設(shè)置完全根據(jù)待仿真系統(tǒng)的特性來確定，反映在輸出顯示上就是示波器的橫軸坐標(biāo)值的取值范圍?！癝tart time”和“Stop time”項(xiàng)分別用以設(shè)置仿真開始時(shí)間（或取值區(qū)域下限）和終止時(shí)間（或取值區(qū)域上限），默認(rèn)值分別為0.0和10.0s。2）選擇仿真算法 在Simulink的仿真
4、過程中選擇合適的算法是很重要的。仿真算法是求常微分方程、傳遞函數(shù)、狀態(tài)方程解的數(shù)值計(jì)算方法，主要有歐拉法（Eular）、阿達(dá)姆斯法（Adams）和龍格-庫塔法（Runge-Kutta）。由于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的差異性，使得某種算法對某類問題比較有效，而另外算法對另一類問題更有效。因此，對不同的問題，可以選擇不同的適應(yīng)算法和相應(yīng)的參數(shù)，以得到更準(zhǔn)確、快速的解2仿真診斷在仿真過程中若出現(xiàn)錯(cuò)誤，Simulink將會(huì)終止仿真運(yùn)行，并彈出一個(gè)標(biāo)題為“Error Dialog”的帶有明顯出錯(cuò)圖標(biāo)的錯(cuò)誤提示框。3示波器的屬性設(shè)置Scope（示波器）模塊是Simulink仿真中非常重要的一個(gè)模塊，既可以顯示仿真結(jié)果，而
5、且可以同時(shí)保存波形數(shù)據(jù)，是人機(jī)交互的重要手段。點(diǎn)擊“示波器參數(shù)”按鍵，彈出示波器參數(shù)設(shè)置界面，其中有兩個(gè)功能，分別是General（常規(guī)）功能和Data history（數(shù)據(jù)）功能5.1.3子系統(tǒng)的創(chuàng)建首先選擇能夠完成一定功能的一組模塊，然后選擇Simulink模型創(chuàng)建編輯器中Edit菜單下的Create Subsystem，即可建立子系統(tǒng)并將這些模塊封裝到此子系統(tǒng)中，Simulink自動(dòng)生成子系統(tǒng)的輸入與輸出端口。用鼠標(biāo)雙擊生成的子系統(tǒng)圖標(biāo)就可打開生成的子系統(tǒng)。5.1.4子系統(tǒng)的封裝封裝子系統(tǒng)（Mask）指的是將已經(jīng)建立好的具有一定功能的子系統(tǒng)進(jìn)行“包裝”，其目的在于生成用戶自定義的模塊，此
6、模塊與子系統(tǒng)的功能完全一致當(dāng)選擇了需要封裝的子系統(tǒng)后，單擊鼠標(biāo)右鍵選擇Mask subsystem，或使用Edit菜單項(xiàng)中的相應(yīng)命令進(jìn)行子系統(tǒng)封裝，出現(xiàn)如圖5-19所示的封裝編輯器，在此可以進(jìn)行圖標(biāo)編輯、參數(shù)設(shè)置、初始化及幫助文本等操作 5.1.5 Simulink與MATLAB的接口設(shè)計(jì)由MATLAB工作空間變量設(shè)置系統(tǒng)模塊參數(shù)用戶可以使用MATLAB工作空間中的變量設(shè)置系統(tǒng)模塊參數(shù)，這一點(diǎn)對于多個(gè)模塊的參數(shù)均依賴于同一個(gè)變量時(shí)非常有用。由MATLAB工作空間中的變量設(shè)置模塊參數(shù)有直接使用MATLAB工作空間中的變量設(shè)置模塊參數(shù)和使用變量的表達(dá)式設(shè)置模塊參數(shù)兩種形式 5.2控制系統(tǒng)仿真綜合實(shí)例習(xí)題某系統(tǒng)框圖如圖5-47所示，試用Simulink進(jìn)行仿真，求取系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線，并與沒有飽和環(huán)節(jié)時(shí)系統(tǒng)的仿真結(jié)果進(jìn)行對比。建立模型如圖所示總結(jié)：通過本次實(shí)驗(yàn)，讓我學(xué)會(huì)了用simulink進(jìn)行仿真，可以快速準(zhǔn)確的作出圖像，相信在以后的解決實(shí)際問題時(shí)，會(huì)是個(gè)非常好的工具。
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