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实验 6 SIMULINK 仿真综合实验 一 实验目的一 实验目的 1 熟悉 Simulink 的操作环境并掌握绘制系统模型的方法 2 掌握 Simulink 中子系统模块的建立与封装技术 3 对简单系统所给出的数学模型能转化为系统仿真模型并进行仿真分析 二 实验设备及条件二 实验设备及条件 计算机一台 带有 MATLAB7 0 以上的软件环境 三 实验内容三 实验内容 1 建立下图 1 所示的 Simulink 仿真模型并进行仿真 改变 Gain 模块的增益 观察 Scope 显示波形的变化 图 1 正弦波产生及观测模型 Sine Wave Scope 1 Gain 2 利用 simulink 仿真来实现摄氏温度到华氏温度的转化 范围在32 5 9 cf TT c T 10 100 参考模型为图 2 图 2 摄氏温度到华氏温度的转化的参考模型 3 利用 Simulink 仿真下列曲线 取 2 ttttttx 9sin 9 1 7sin 7 1 5sin 5 1 3sin 3 1 sin 仿真参考模型如下图 3 Sine Wave5 模块参数设置如下图 4 请仿真其结果 图 3 的仿真参考模型图 图 4 Sine Wave5 模块参数设置图 xt 4 悬吊式起重机动力学仿真 悬吊式起重机结构简图 1 悬吊式起重机动力学方程 1 sin 2 2 lx dt d mxcFxm pt 2 cos 2 2 l dt d mgmP pp 3 sincos sin 2 2 IPllx dt d lmp 小车水平方 向受力方程 吊绳垂直方 向受力方程 小车的力矩 平衡方程 式中 mt mp I c l F x 分别为起重机的小车质量 吊重 吊重 惯量 等价粘性摩擦系数 钢丝绳长 不计绳重 小车驱动力 小车位移以及 钢丝绳的摆角 由 2 3 式去掉 P 则有 5 cossin 2 x lmglmlmI ppp 4 sin 2 2 lx dt d mxcFxm pt 2 悬吊式起重机动力学 Simulink 仿真 为便于建模 将起重机动力学方程改写为 由以上二式可建立如图所示的起重机 Simulink 模型 图中 lmp mpl 在运行仿真模型前 须先计算出 k1 k2 和 lmp 设 mt 50kg mp 270kg l 4m c 20N m s 在 MATLAB 指令窗输入以下指令 pt p mm lmxcF x sincos 2 2 sincos lmI gxlm p p pt mm 1 1k 2 2k lmI lm p p l 4 c 20 mp 270 mt 50 I mp l 2 计算吊重转动惯量 lmp l mp k1 1 mt mp k2 mp l I mp l 2 设置仿真时间为 200s 启动 Simulink 仿真 则由小车位移示波器和吊重 摆角示波器 可观察到系统在初始状态
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