MATLAB与控制系统仿真及试验 2023（五）

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MATLAB与控制系统仿真及试验

试验报告

（五）

2023-2023学年第2学期

专业：

班级：

学号：

姓名：

2023年5月18日

试验五SIMULINK系统仿真设计

一、试验目的

1、把握SIMULINK工作环境及特点2、把握线性系统仿真常用的基本模块的用法3、把握SIMULINK的建模与仿真方法4、子系统的创立和封装设计

二、试验设备及条件

计算机一台（包含MATLAB软件环境）。

三、试验原理

Simulink是MATLAB的重要组成部分，提供建立系统模型、选择仿真参数和数值算法、启动仿真程序对该系统进行仿真、设置不同的输出方式来观测仿真结果等功能。

1、Simulink的基本模块

Simulink的模块库提供了大量模块。单击模块库浏览器中Simulink前面的“+〞号，将看到Simulink模块库中包含的子模块库，单击所需要的子模块库，在右边的窗口中将看到相应的基本模块，选择所需基本模块，可用鼠标将其拖到模型编辑窗口。同样，在模块库浏览器左侧的Simulink栏上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中单击Openthe?Simulink?Libray命令，将开启Simulink基本模块库窗口。单击其中的子模块库图标，开启子模块库，找到仿真所需要的基本模块。

Simulink中几乎所有模块的参数都允许用户进行设置，只要双击要设置的模块或在模块上按鼠标右键并在弹出的快捷菜单中选择相应模块的参数设置命令就会弹出模块参数对话框。该对话框分为两部分，上面一部分是模块功能说明，下面一部分用来进行模块参数设置。同样，先选择要设置的模块，再在模型编辑窗口Edit菜单下选择相应模块的参数设置命令也可以开启模块参数对话框。

一个Simulink仿真模型的基本模块包括信源、信宿以及系统三个部分。其中，信源可以是常数、正弦波、阶梯波等信号源，信宿可以是示波器、图形记录仪等，系统则是被研究系统的SIMULINK方框图。系统、信源、信宿，可以从SIMULINK模块库中直接获得，也可以根据用户意愿用库中的模块构建而成。

2

2、连续系统的建模与仿真

连续系统指的是可以用微分方程来描述的系统。用于建模连续系统的模块：Simulink模块组中的Continous、Math以及Nonlinear模块库中。利用Simulink进行系统仿真的步骤如下：

(1)建立系统仿真模型，这包括添加模块、设置模块参数以及进行模块连接等操作。

(2)设置仿真参数。

(3)启动仿真并分析仿真结果。

四、试验内容

1.建立单位负反馈二阶系统的SIMULINK仿真模型，当输入信号源分别为阶跃信号、

斜坡信号、正弦信号时，给出系统输出的波形图。开环传递函数如下所示

3

2.利用SIMULINK仿真以下曲线并给出结果，取??2?，

1111x(?t)?sin?t?sin3?t?sin5?t?sin7?t?sin9?t3579

?xy?2esin(2?x)。

3.先建立一个子系统，再利用该子系统产生曲线

4

4.建立一个PID控制器的SIMULINK模型，将其封装。已知单位负反馈控制系统的传递函数为

要求在单位阶跃信号作用下绘制其相应曲线，并