实验四-SIMULINK仿真模型的建立及仿真

实验四SIMULINK仿真模型的建立及仿真（一）一、实验目的：1、熟悉SIMULINK模型文件的操作。2、熟悉SIMULINK建模的有关库及示波器的使用。3、熟悉Simulink仿真模型的建立。4、掌握用不同的输入、不同的算法、不同的仿真时间的系统仿真。二、实验内容：1、设计SIMULINK仿真模型。2、建立SIMULINK结构图仿真模型。3、了解各模块参数的设定。4、了解示波器的使用方法。5、了解参数、算法、仿真时间的设定方法。例7.1-1已知质量m=1kg，阻尼b=2N.s/m。弹簧系数k=100N/m，且质量块的初始位移x(0)=0.05m，其初始速度x’(0)=0m/s，要求创建该系统的SIMULINK模型，并进行仿真运行。步骤：1、打开SIMULINK模块库，在MATLAB工作界面的工具条单击SIMULINK图标，或在MATLAB指令窗口中运行simulink，就可引出如图一所示的SIMULINK模块浏览器。图一：SIMULINK模块浏览器2、新建模型窗，单击SIMULINK模块库浏览器工具条山的新建图标，引出如图二所示的空白模型窗。图二：已经复制进库模块的新建模型窗3、从模块库复制所需模块到新建模型窗，分别在模块子库中找到所需模块，然后拖进空白模型窗中，如图二。4、新建模型窗中的模型再复制：按住Ctrl键，用鼠标“点亮并拖拉”积分模块到适当位置，便完成了积分模块的再复制。5、模块间信号线的连接，使光标靠近模块输出口；待光标变为“单线十字叉”时，按下鼠标左键；移动十字叉，拖出一根“虚连线”；光标与另一个模块输入口靠近到一定程度，单十字变为双十字；放开鼠标左键，“虚连线”变变为带箭头的信号连线。如图三所示：图六：实现初始位移0.05设置的<Integrator1>设置窗7、仿真运行参数采用默认解算器“ode45”、默认“变步长”和默认仿真终止时间108、把新建模型保存为exm070101.mdl9、试运行，以便发现问题加以改善=1\*GB3①双击<Scope>示波器模块，引出示波器显示窗，并使它不与exm070101模型窗重叠。=2\*GB3②单击exm070101模型窗上的仿真启动键，使该模型运行，在示波器上呈现的运行结果可能如图七所示。图七：坐标范围设置不当时的信号显示=3\*GB3③单击Scope显示窗上的纵坐标范围自动设置图标，示波器显示窗改变为如图八所示。在显示窗中，可以看到位移x(t)的变化曲线，同时可以发现：纵坐标的适当范围大致在[-0.06，0.06]；仿真时间取[0,5]即可，显示曲线不够光滑。图八：采用轴自动设置功能后的信号显示10、据试运行结果，进行仿真参数的再设置=1\*GB3①示波器纵坐标设置：用鼠标点击示波器的黑色显示屏，在弹出菜单中选择AxesProperties，引出纵坐标设置对话窗（如图九），把纵坐标的下限、上限分别设置为-0.06和0.06，点击[OK]键，完成设置；图九：对显示屏的纵坐标范围进行设置=2\*GB3②示波器时间显示范围的修改：单击示波器的参数设置图标，引出示波器参数设置窗（如图十）；在General卡片的Axes区的Timerange栏中填写5或auto，点击[OK]键，完成设置；图十：对示波器时间显示范围的设置=3\*GB3③显示曲线的光滑化设置：选中exm070101模型窗的下拉菜单项Simulation\ConfigurationParameters，引出仿真参数配置窗（如图十一）；再在该窗左侧的选择栏中，选中DataImport/Export项，与之相应的参数设置栏便出现在窗口的右侧；把右半窗下方Saveoptions区中Refinefactor栏中的默认值改为5，点击[OK]键，完成设置；图十一：通过仿真参数配置窗设置输出曲线光滑因子=4\*GB3④完成以上修改后的模型窗（如图十二），再次运行exm070101，可得比较满意的位移变化曲线，如图十三。图十二：仿真参数调整运行后的exm070101模型图十三：适当地显示仿真所得的位移变化曲线三、实验小结在本次实验中，根据物理定理建立微分方程，并以此微分方程创建SIMULINK模型的完整步骤：微分方程的整理，模块的复制，信号线的构画，模块参数设置，示波器的调整，仿真参数的设