matlab实验六《simulink交互式仿真》

计算机仿真及应用实验教案 第 1 页 共 10 页 实验六 SIMULINK 交互式仿真 一、实验目的 1、熟悉 SIMULINK 交互式仿真集成环境。 2、掌握连续时间系统建模的方法。 二、实验主要仪器与设备 装配有 MATLAB7.6 软件的计算机 三、预习要求 做实验前必须认真复习第七章 SIMULINK 交互式仿真集成环境。 四、实验内容及实验步骤 示的 SIMULINK 模块库浏览器。 计算机仿真及应用实验教案 第 2 页 共 10 页 图 7.2 SIMULINK 模块库浏览器 4、开启空白（新建）模型窗 单机 Simulink 模块库浏览器工具条上的图标“ ”；或在选择下拉菜单项File： New，引出如图 7.3 所示的空白模型窗（注：窗中的模块是后一个步骤复制进 去的） 。 5、从模块库复制所需模块到空白（新建）模型窗（见图 7.3） 把连续模块子库中的积分器“拖”进空白模型窗； 再用鼠标点亮该模块，选中下拉菜单项Format：Flip Block，使增益模块 翻转 180 度。把 SimulinkMath Operations 子库中的求和模块 “拖”进 空白模型窗；再把 SimulinkSinkScope示波器模块“拖”进空白模型窗。 计算机仿真及应用实验教案 第 3 页 共 10 页 7.3 制进库模块的新建模型窗 6、新建模型窗中的模型再复制 在该新建模型窗中，可以通过再复制，产生建模所需的 2 个积分模块和 2 个增益 模块。具体操作方法是：按住Ctrl键，用鼠标“点亮并拖拉”积分模块 到适当的位置，便完成积分模块的复制，而这被再复制的积分模块会自动改名为 ,以作区分。 见一个所需的增益模块，可采用类似方法获得。 7、模块连接线的形成方法随信号起始端位置不同而不同，具体如下。 起始端位于模块输出口的信号线生成法。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 与另一个模块输出口靠近到一定程度，单十字叉变为双十字叉；放开鼠标左键， ”虚连线”便变为带箭头的信号连线。 起始端位于其他信号线上的信号线生成法。使光标置于已经存在的其他信号线 之上；按下鼠标右键，光标变为“单线十字叉” ；运动鼠标，引出”虚连线”；当 鼠标与待连接模块输入口靠得足够近，单十字叉变为双十字叉；放开鼠标右键， “虚连线”便变为带箭头的信号连线。 双击相应的信号线，给信号线作标注，如 x,x,x 等。 计算机仿真及应用实验教案 第 4 页 共 10 页 图 7.4 已构建完成的新建模型窗 8、根据理论数学模型设置模块参数 为使构造的 Simulink 模型与理论数学模型一致，须对模块进行如下参数设置。 设置增益模块参数：双击模型窗中的增益模块，引出如图 7.1-5 所示的参数设置窗；把 Gain 增益栏中的数字 1 改写为所需的 2；单击【OK】键， 完成设置；此时，新建模型窗中增益模块上会出现数字 2。 参照以上方法，把增益模块的增益系数修改为 100. 图 7.5 参数已经修改为 2 的 Grain 增益模块参数设置窗 计算机仿真及应用实验教案 第 5 页 共 10 页 修改求和模块输入口的代数符号：双击求和模块，引出如图 7.1-6 所示的参数设置窗； 把符号列表栏中的默认符号（+）修改成代数符号（-） ；单击【OK】键，完成设置； 图 7.6 改变输出入口符号的求和模块参数设置窗 据初始位移 x(0)=0.05m 对积分模块的初始状态进行设置：双击积分模块 ，引出如图 7.7 所示的参数设置窗；把初始条件 Initial condition 栏中的默认 0 初始修改为题目给定的 0.05；单击OK键，关闭该窗口，完成设置。 计算机仿真及应用实验教案 第 6 页 共 10 页 图 7.7 实现初始化位移 0.05 设置的 Integrator1 设置窗 9 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 10. 10 把新建模型保存为 exm070101.mdl. 11 试运行，以便发现问题加以改善。 双击示波器模块，引出示波器显示窗，并使它不与 exm070101 模型窗重叠。 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 7.8 所示。 图 7.8 坐标范围设置不当时的信号 计算机仿真及应用实验教案 第 7 页 共 10 页 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图 7.9 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；显示的曲线不够光滑。 图 7.9 采用轴自动设置功能的信号显示 12、据试运行结果，进行仿真参数的再设置 示波器纵坐标设置：用鼠标单击示波器的黑色显示屏，在弹出菜单中选择 Axes Properties， 引出纵坐标设置对话窗 7.10 所示；把纵坐标的下限、上限分别设置为（-0.06）和(+0.06);单 击【OK】 ，完成设置。 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； 在 General 卡片的 Axes 区的 Time range 栏中，填写 5 或 auto；单击【OK 】 ，完成设置。 图 7.10 对显示屏的纵坐标范围进行设置 7.11 对示波器时间显示范围的设置 仿真终止时间最简捷的修改方法：在 exam070101 模型窗“仿真终止时 间”栏“ ”中的默认值 10 改变为 5。 计算机仿真及应用实验教案 第 8 页 共 10 页 显示曲线的光滑化设置：选中 exam070101 模型窗的下拉菜单项 SimulationConfiguration Parameters，引出仿真参数配置窗，如图 7.12 所示；再在该窗左侧的选择栏中，选中 Data Import/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 Save options 区中 Refine factor 栏中的默认值 1 改为 5；单击 OK，完成设置。 7.12 通过仿真参数配置窗设置输出光滑因子 计算机仿真及应用实验教案 第 9 页 共 10 页 完成以上修改后的模型窗如图 7.13 所示。再运行 exam070101,可得比较满意的位移变化曲线 （见图 7.14 所示） 。顺便指出：模型运行后，在模块输出口的信号线上会出现 double 字样。这 表示该信号是采用“双精度”类型数据运算。如果用户不希望这类标识出现，那么应取消对下 拉菜单项 FormatPort signal DisplaysPort Data Types 的勾选。 图 7.13 仿真参数调整运行后的 exam070101 模型 在模型窗中，x,x,x 等信号名称是模型创建者根据需要写入的。标识信号名称的操作方法 是：用鼠标双击信号附近的适当位置后，就会出现一个虚线框，该虚