Simulink交互式仿真(6)

Simulink交互式仿真(6)
Simulink交互式仿真(6)

8.1.1 系统平衡点和普通状态轨线图

【例8.7-7】求图8.7-13所示两个模型的平衡点。模型(b)输入端比模型(a)多一个输入口。

??

?-=-+=2122

221124

x x x

x x x ??

?-=-++=2122

22112)

4(x x x

u x x x

exm080707_1.mdl

exm080707_2.mdl

(a)

(b)

图8.7-13 待求平衡点的非线性系统块图模型

(1)

(2)

xa=trim('exm080707_1',[-0.1;-0.3]) %<1> xb=trim('exm080707_1',[0;1])

%<2>

xa =

-0.8944 -1.7889 xb =

0.8944 1.7889

(4)

Axa=linmod2('exm080707_1',xa); eig_Axa=(eig(Axa))' Axb=linmod2('exm080707_1',xb); eig_Axb=(eig(Axb))' eig_Axa =

-1.3944 - 2.6457i -1.3944 + 2.6457i eig_Axb =

3.4110 -2.6222

(6)

[xa2,ua]=trim('exm080707_2',[-0.1;-0.3],0)%<3> [xb2,ub]=trim('exm080707_2',[0;1],1) %<4> xa2 =

-0.7487

-1.4974

ua =

1.1974

xb2 =

0.6810

1.3620

ub =

1.6810

(2)

% exm080707_1m.m

clf;

xx=[-2,-1, 0, 1, 1, 1, 1

1, 1, 1, 1, 0,-1,-2];

set_param('exm080707_1','InitInArrayFormatMsg', 'None')

nxx=size(xx,2);

for k=1:nxx

opts=simset('initialstate',xx(:,k)); %<5>

[t,x]=sim('exm080707_1',10,opts); %<6>

plot(x(:,1),x(:,2));

hold on

end

grid on,hold off

xlabel('x1');ylabel('x2')

title('普通状态轨线')

图8.7-14 多初始点出发的状态轨线和平衡点

8.1.2 M 码和Simulink 模型的综合运用 1

单步仿真和精良状态轨线图

【例8.7-8】绘制非线性系统???-=-+=2122

221124

x x x

x x x 块图模型的精良状态变化轨线。

(1)

function [DX1,DX2,DP]=exm080708_zzy(x1,x2,h)

opts=simset('solver','ode5','fixedstep',h); %<2> n=length(x1);

DX1=zeros(n,n);DX2=DX1;DP=DX1; disp('正在逐点计算,请稍等!') for ii=1:n; for jj=1:n;

opts=simset(opts,'initialstate',[x1(ii); x2(jj)]); %<8> [~,x]=sim('exm080707_1',h,opts); %<9> dx1=x(2,1)-x1(ii); dx2=x(2,2)-x2(jj); L=sqrt(dx1^2+dx2^2); DP(jj,ii)=L/h; if L>1.e-10

DX1(jj,ii)=dx1;DX2(jj,ii)=dx2; %<15> end end end

disp('计算结束')

(2)

%exm080708m.m h=0.01; x1=(-2.5:0.25:2.5)';x2=x1; k=3.5;

set_param('exm080707_1','InitInArrayFormatMsg', 'None') xs=trim('exm080707_1',[-0.1;-0.3]); xus=trim('exm080707_1',[0;1]); [DX1,DX2,DL]=exm080708_zzy(x1,x2,h); pcolor(x1,x2,DL) shading interp alpha(0.5) colorbar hold on

quiver(x1,x2,k*DX1,k*DX2,0)

plot(xs(1),xs(2),'bo',xs(1),xs(2),'+','MarkerSize',10) plot(xus(1),xus(2),'bo',xus(1),xus(2),'.','MarkerSize',10) grid off

xlabel('x1'),ylabel('x2') title('精良状态轨线斜率图') shg

图 8.7-15 精良状态轨线迹斜率图

2 仿真模型和优化指令的协调

【例8.7-9】题目背景:在迄今的自动控制教材中,凡讨论积分性能指标时,几乎总会提到所谓的ITAE 传递函数标准型,并列出相应的分母多项式系数表。但值得指出的是:这些数据是20 世纪50年代初期,用模拟计算机仿真得到的。因此,这些数据的准确性带有明显的时代缺陷。与?

=

2

)()(dt t e ISE J 不同,ITAE 性能函数dt t e t ITAE J ?

=

)()(无

法解析计算,而只能通过数值计算进行。

图8.7-16 计算)(ITAE J 的块图模型

(1)问题的形成

(3)

%exm080709m.m

global a Jc

amin=min(a0);

na=length(a0);

nd=na+2;

opts=optimset('MaxFunEvals',300*na);

CF=zeros(Kr,nd);Jk=zeros(1,Kr);

for kk=1:Kr

ar=a0+2*amin*(rand(1,na)-0.5); %<8>

a=fminsearch(@exm080709_itae,ar, opts);

cf=[1,a,1];

CF(kk,:)=cf;

Jk(kk)=Jc;

end

[Jmin,kmin]=min(Jk);

cfmin=CF(kmin,:);

% exm080709_itae.m

function Jc=exm080709_itae(aa)

global a Jc

a=aa;

Tspan=[0,0.1,20]; %<4>

opts=simset('RelTol',0.0001);

[~,~,Jt]=sim('exm080709',Tspan,opts); %<6>

Jc=Jt(end);

(4)

clear

Kr=5;

a0=[3.25,6.60,8.60,7.45,3.95];

exm080709m

Jmin,cfmin

Jmin =

8.3338

cfmin =

Columns 1 through 6

1.0000

2.1519 5.6290 6.9338 6.7925

3.7398 Column 7

1.0000

(5)

old=tf(1,[1,a0,1]);

new=tf(1,cfmin);

[yold,told]=step(old,50);

[ynew,tnew]=step(new,50);

plot(told,yold,'b','LineWidth',1)

axis([0,18,0,1.1])

hold on,plot(tnew,ynew,'r','LineWidth',3),hold off xlabel('t')

title('ITAE 6阶新老标准型的阶跃响应比较') legend('Old','New',4),grid on

2

4

6

8

10

12

14

16

18

00.2

0.4

0.6

0.8

1

t

ITAE 6阶新老标准型的阶跃响应比较

Old New

图8.7-17 新老标准型的阶跃响应局部放大比较图

表8.7-2 ITAE 标准型新系数(黑体)和老“经典”系数(细体)对照

阶次 IT AE 值 传递函数分母多项式系数

2

1.99 1.9519 1 1.4 1 1 1.5049 1

3 3.14

4 3.1383 1 1.7

5 2.15 1

1 1.7828 2.1715 1

4 4.626 4.5913 1 2.10 3.40 2.7

5 1

1 1.9521 3.3458 2.6473 1

5 7.155 6.3215 1 2.80 5.00 5.50 3.40 1

1 2.0667 4.4976 4.6730 3.2568 1

6 9.656 8.3338 1 3.25 6.60 8.60 7.45 3.95 1

1 2.1519 5.6290 6.9338 6.7925 3.7398 1

7 15.003 10.6290 1 4.48 10.42 15.05 15.54 10.64 4.580 1

1 2.2169 6.7433 9.3469 11.577 8.6778 4.3226 1

8 18.680 13.2051

1 5.20 12.80 21.60 25.75 22.20 13.30 5.15 1

1 2.2681 7.8313 11.847

2 17.5325 16.0645 11.3094

4.8069 1

研究表明:ITAE 函数搜索空间的形状非常复杂,凹凸不平,小谷很多,许多地方

深谷高峰相邻。要找到真正最小值点决非易事。虽可以肯定:单点标准型的新系数比老系数具有更小的ITAE 值;但不能断言这新系数一定指示着最小值点。 8.2 数值计算方面的考虑

8.2.1 微分方程解算器Solver 1 ode45和ode23运作机理简要 2 ode113运作机理简要

3 ode15s 和ode23s 运作机理简要 4

不同解算器解Stiff 方程的表现

【例8.8-1】求微分方程09999.0100=++x x x 在0)0(,1)0(==x x 时的解。

图8.8-1 微分方程的块图模型exm080801

(1)关于exm080901.mdl 的说明

(2)

syms t x xd

xs=dsolve('D2x+100*Dx+0.9999*x=0','x(0)=1,Dx(0)=0','t') xsd=diff(xs,'t') HL2=ezplot(xd-xsd,[0,10,-0.012,0]); set(HL2,'LineWidth',3)

title(['x''=',char(xsd)]) xs =

9999/(9998*exp(t/100)) - 1/(9998*exp((9999*t)/100)) xsd =

9999/(999800*exp((9999*t)/100)) - 9999/(999800*exp(t/100))

012

345678910

-0.012

-0.01-0.008-0.006-0.004

-0.0020t

x d

x'=9999/(999800*exp((9999*t)/100)) - 9999/(999800*exp(t/100))

图8.8-2 微分方程的解x 和它的导数dx/dt

(3)

tt=(0:4000)/10;

xx0=subs(xsd,t,tt); Tspan=600;

opts=simset('Solver','ode45');

[tt1,xx1,s]=sim('exm080801',Tspan,opts); opts=simset('Solver','ode15s');

[tt2,xx2,s]=sim('exm080801',Tspan,opts);

plot(tt,xx0,'k',tt1,xx1(:,2),'b:',tt2,xx2(:,2),'r-.') axis([246 247 -8.55e-4 -8.35e-4]) legend('Symbolic','ode45','ode15s',0) xlabel('t'),ylabel('dx/dt')

title(' Stiff 方程的三种算法结果比较局部放大') ns1=length(xx1) ns2=length(xx2) ns1 =

18085 ns2 = 101

246

246.1246.2246.3246.4246.5246.6246.7246.8246.9

247

-8.55-8.5

-8.45

-8.4-8.35

x 10

-4

t

d x /d t

Stiff 方程的三种算法结果比较局部放大

Symbolic ode45

ode15s

图8.8-3 不同方法的解算结果比较

8.2.2积分步长和容差

1积分步长的选择

2计算容差的选择

8.2.3代数环问题

1无惯性模块和代数环

2消减代数环影响

【例8.8-2】构建由方程(8.8-2)和(8.8-3)表述系统的Simulink块图模型,讨论代数环。

(8.8-2)

-

=

x sin

y

u

5.3+

=(8.8-3)

5.2

x

x

y

图8.8-4 带隐式代数方程的块图模型exm080802_1

(1)关于图8.8-4所示exm080802_1.mdl的说明

(2)

(3)

图8.8-5 采用代数约束模块消减代数环影响的exm080802_2

(4)

图8.8-6 采用单位延迟模块消减代数环影响的exm080802_3

(5)

%exm080802m.m

clear all

bdclose('all') %<2>

load_system('simulink') %<3>

tic;sim('exm080802_1');T1=toc;

tic;sim('exm080802_2');T2=toc;

t2='0.2';

open_system('exm080802_3')

set_param('exm080802_3','MaxStep',t2)

tic;sim('exm080802_3');T3=toc;

t002='0.002';

set_param('exm080802_3','MaxStep',t002)

tic;sim('exm080802_3');T4=toc;

disp(' ')

disp([blanks(31),'仿真绝对耗时',blanks(5),'仿真相对耗时'])

disp(['带代数环原模型',blanks(20),num2str(T1),blanks(12),num2str(1)])

disp(['代数约束模块',blanks(22),num2str(T2),blanks(9),num2str(T2/T1)])

disp(['单位延迟阻断','MaxStep= ',t2,blanks(9),num2str(T3),blanks(8),num2str(T3/T1)]) disp(['单位延迟阻断','MaxStep= ',t002,blanks(7),num2str(T4),blanks(9),num2str(T4/T1)])

(a) 含代数环的原模型

相对耗时 1 (b) 采用代数约束模块的修改模型

相对耗时

0.25

(c) 采用单位延迟模块的修改模型

最大步长取0.2

相对耗时0.18

(d) 采用单位延迟模块的修改模型

最大步长取0.002

相对耗时0.34

图8.8-7 采用代数约束模块的块图模型的输出曲线

8.3S函数模块的创建和应用

8.3.1S函数概述

8.3.2S函数模块及其运作机理

(1)

(2)

图8.9-2

1开发S函数模块的一般步骤

8.3.3M码S函数

1两个级别的M码S函数

2对二级M码S函数模版的注释

function msfuntmpl_basic(block)

%% msfuntempl_basic 是二级M码S函数模版的基本型。在大多数场合,该模版已够用。%% 用户使用该模版编写自己S函数时,绝不要沿用msfuntempl_basic名称,而应另起函数名。%% 更全面深入的模版是msfuntempl.m ,它也驻留在{toolbox/simulink/blocks}文件夹上。%% 该主函数只包含如下一条指令,不得更改,不得添加。

setup(block);

%endfunction

%% ====设置Input ports、Output ports、Dialog parameters、Options等特性;必须有。function setup(block)

%%(1)设置输入输出口数目

block.NumInputPorts = 1;

block.NumOutputPorts = 1;

%%(2)调用“运行对象”的SetPreCompInpPortToDynamic和SetPreCompOutPortInfoToDynamic %%方法使模块的输入输出口继承信号的数据类型、维数、是否复数、采样模式

block.SetPreCompInpPortInfoToDynamic;

block.SetPreCompOutPortInfoToDynamic;

%%(3)若模块对输入口某些属性有特别要求,则进行必要的重定义;否则,以下省略。%% 以下指令及其赋值仅是示例,用户应据需要改写。

block.InputPort(1).Dimensions = 1;

block.InputPort(1).DatatypeID = 0; % double

block.InputPort(1).Complexity = 'Real';

block.InputPort(1).DirectFeedthrough = true; %% true有直通通路;false则无。

%%(4)若模块对输出口某些属性有特别要求,则进行必要的重定义;否则,以下省略。%% 以下指令及其赋值仅是示例,用户应据需要改写。

block.OutputPort(1).Dimensions = 1;

block.OutputPort(1).DatatypeID = 0; % double

block.OutputPort(1).Complexity = 'Real';

%%(5)指定S函数模块的对话窗参数数目

%% 以下赋值仅是示例,用户应据需要改写。

block.NumDialogPrms = 0;

%%(6)指定采样时间,可取格式:

%% [0 offset],连续采样时间;[positive_num offset] ,离散采样时间;

%% [-1, 0] ,继承采样时间;[-2, 0],可变采样时间

%% 以下赋值仅是示例,用户应据需要改写。

block.SampleTimes = [0 0]; %%表示无偏移的连续采样

%%(7)指定仿真状态的保存和创建方法,可取选项:

%% 'UnknownSimState',先给出警告,然后采用默认设置;

%% 'DefaultSimState',采用内建模块的方法保存和重建连续状态、工作向量等

%% 'HasNoSimState',没有仿真状态要处理(如中模块不带输出口)

%% 'CustomSimState',通告Simulink有GetSimState 和SetSimState 方法实施

%% 'DisallowSimState' ,不允许保存和重建,若保存和重建则报错

block.SimStateCompliance = 'DefaultSimState'; %%通常使用该指令及赋值。

%%(8)下面列出了块方法的最常用回调名(即单引号内的字符),它们是不可更改的。%% 函数句柄(即@及其后的字符)可以由用户自己命名,但必须与子函数名一致。%% 对于那些不需要的回调方法,用户应整行加以删除。

block.RegBlockMethod('PostPropagationSetup', @DoPostPropSetup);

%% 设置Dwork向量的数目及其属性;仅含连续状态的S函数,不需要此回调。block.RegBlockMethod('InitializeConditions', @InitializeConditions);

%% 若仿真开始前及仿真过程中需要多次初始化,则使用该回调.

%% 该回调对连续状态ContStates和/或Dwork向量赋初始值、配置内存等。block.RegBlockMethod('Start', @Start);

%% 若仅在仿真开始前需要初始化,则使用该回调。

block.RegBlockMethod('Outputs', @Outputs); % Required

%% 任何S函数都必需该回调。该回调计算S函数的输出,并存放于输出信号数组。block.RegBlockMethod('Update', @Update);

%% 若S函数有离散状态,或无直通通路,则需要该回调。

block.RegBlockMethod('Derivatives', @Derivatives);

%% 若有连续状态,则需要该回调。

block.RegBlockMethod('Terminate', @Terminate);

%% 二级M码S函数不必使用此回调。

%end setup

%%==== 后向传递设置:S函数含离散状态,或无直通通路时写该子函数。

function DoPostPropSetup(block)

%% 以下指令及其赋值仅是示例,用户应据需要改写。

block.NumDworks = 1;

block.Dwork(1).Name = 'x1';

block.Dwork(1).Dimensions = 1;

block.Dwork(1).DatatypeID = 0; % double

block.Dwork(1).Complexity = 'Real'; % real

block.Dwork(1).UsedAsDiscState = true;

%end DoPostPropSetup

%%==== 初始化条件:当S函数需多次初始化时,才写该子函数

function InitializeConditions(block)

%%(以下填写适当指令)

%end InitializeConditions

%%==== 启动:当S函数仅需初始化一次,则应编写该子函数

function Start(block)

%% 以下指令行,仅是示例,用户应据需要编写。

block.Dwork(1).Data = 0;

%endfunction

%%==== 输出:任何S函数都必有该子函数

function Outputs(block)

%% 以下指令行,仅是示例,用户应据需要编写。

block.OutputPort(1).Data = block.Dwork(1).Data + block.InputPort(1).Data;

%end Outputs

%%==== 更新:若S函数有离散状态,或无直通通路,则需要编写此子函数。

function Update(block)

%% 以下指令行,仅是示例,用户应据需要编写。

block.Dwork(1).Data = block.InputPort(1).Data;

%end Update

%%==== 导数计算:连续时间状态更新

function Derivatives(block)

%% 以下填写适当指令

%end Derivatives

%%==== 终止:对C MEX S函数必需,但对二级M码S函数则不必。

function Terminate(block)

%end Terminate

3二级M码S函数模块设计示例

【例8.9-1】为图8.9-3所示单摆设计一个M码S函数模块,并进而利用该模块构建一个在“周期方波力”作用下,单摆的摆动块图模型。该模块以外力

F为输入,摆角 为输出,

m

等效摩擦系数、等效重力系数以及摆的初始条件都以S函数模块的对话窗参数出现。

图8.9-3 单摆示意图

(1)

(3)

function exm080901_simpend(block)

% exm080901_simpend is a M-file S-function rewritten from template msfuntmpl_basic.m. %

% Produced by zzy.

% The setup method is used to set up the basic attributes.

setup(block);

% end simpendzzy2

function setup(block)

% (1)Register number of input and output ports

block.NumInputPorts = 1;

block.NumOutputPorts = 1;

% (2)Setup port properties to dynamically inherited

block.SetPreCompInpPortInfoToDynamic;

block.SetPreCompOutPortInfoToDynamic;

% (5)Register parameters

block.NumDialogPrms = 3;

% Set up the continuous states

block.NumContStates = 2;

% (6)Set block to Continuous sample time

block.SampleTimes = [0 0];

% (7)Set the block simStateCompliance to default

block.SimStateCompliance = 'DefaultSimState';

% (8)Use an internal registry for block methods.

block.RegBlockMethod('Start', @Start);

block.RegBlockMethod('Outputs', @Outputs);

block.RegBlockMethod('Derivatives', @Derivatives);

% end setup

function Start(block)

block.ContStates.Data = block.DialogPrm(3).data;

% end Start

function Outputs(block)

block.OutputPort(1).Data =block.ContStates.Data(2);

% end Outputs

function Derivatives(block)

dampzzy=block.DialogPrm(1).Data;

gravzzy=block.DialogPrm(2).Data;

x=block.ContStates.Data;

u=block.InputPort(1).Data;

block.Derivatives.Data(1)=-dampzzy*x(1)-gravzzy*sin(x(2))+u;

block.Derivatives.Data(2)=x(1);

% end Derivatives

(3)

图8.9-4 M码S函数模块的对话窗(4)

图8.9-5 利用S函数模块构造的块图模型(5)

图8.9-6 在外力fm作用下的摆角变化曲线(6)

图8.9-7 设计数学块标的装帧编辑器(7)

图8.9-8 采用动画模块的块图模型exm080901_2

图8.9-9 块图模型exm080901_2.mdl的单摆动画画面

通信仿真课程设计-matlab-simulink

成都理工大学工程技术学院 《通信仿真课程设计》报告 班级:信息工程1班 姓名:寇路军 学号: 201620101133 指导教师:周玲 成绩: 2019 年 3月 23 日

目录 通信仿真课程设计报告 (2) 一.绪论 (2) 二.课程设计的目的 (2) 三.模拟调制系统的设计 (3) 3.1 二进制相移键控调制基本原理 (3) 3.2 2PSK信号的调制 (3) 3.2.1模拟调制的方法 (3) 3.3 2PSK信号的解调 (4) 3.4 2PSK的“倒∏现象”或“反向工作” (5) 3.5功率谱密度 (5) 四.数字调制技术设计 (7) 4.1 2PSK的仿真 (7) 4.1.1仿真原理图 (7) 4.1.2 仿真数据 (7) 4.1.3 输出结果 (9) 总结 (10) 参考文献 (11)

通信仿真课程设计报告 一.绪论 随着社会的快速发展,通信系统在社会上表现出越来越重要的作用。目前,我们生活中使用的手机,电话,Internet,ATM机等通信设备都离不开通信系统。随着通信系统与我们生活越来越密切,使用越来越广泛,对社会对通信系统的性能也越高。另外,随着人们对通信设备更新换代速度越来越快。不得不缩短通信系统的开发周期以及提高系统性能。针对这两方面的要求,必需要通过强大的计算机辅助分析设计技术和工具才能实现。自从现代以来,计算机科技走上了快速发展道路,实现了可视化的仿真软件。 通信系统仿真,在目前的通信系统工程设计当中。已成为了不可替代的一部分。它表现出很强的灵活性和适应性。为我们更好地研究通信系统性能带来了很大的帮助。本论文主要针对模拟调制系统中的二进制相移键控调制技术进行设计和基于Simulink进行仿真。通过系统仿真验证理论中的结论。本论文设计的目的之一是进一步加强理论知识,熟悉Matlab软件。 Simulink是MATLAB最重要的组件之一,它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中,无需大量书写程序,而只需要通过简单直观的鼠标操作,就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点,并基于以上优点Simulink 已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。 二.课程设计的目的 1.掌握模拟系统2PSK调制和解调原理及设计方法。 2.熟悉基于Simulink的通信系统仿真。

Matlab通信系统仿真实验报告

Matlab通信原理仿真 学号: 2142402 姓名:圣斌

实验一Matlab 基本语法与信号系统分析 一、实验目的: 1、掌握MATLAB的基本绘图方法; 2、实现绘制复指数信号的时域波形。 二、实验设备与软件环境: 1、实验设备:计算机 2、软件环境:MATLAB R2009a 三、实验内容: 1、MATLAB为用户提供了结果可视化功能,只要在命令行窗口输入相应的命令,结果就会用图形直接表示出来。 MATLAB程序如下: x = -pi::pi; y1 = sin(x); y2 = cos(x); %准备绘图数据 figure(1); %打开图形窗口 subplot(2,1,1); %确定第一幅图绘图窗口 plot(x,y1); %以x,y1绘图 title('plot(x,y1)'); %为第一幅图取名为’plot(x,y1)’ grid on; %为第一幅图绘制网格线 subplot(2,1,2) %确定第二幅图绘图窗口 plot(x,y2); %以x,y2绘图 xlabel('time'),ylabel('y') %第二幅图横坐标为’time’,纵坐标为’y’运行结果如下图: 2、上例中的图形使用的是默认的颜色和线型,MATLAB中提供了多种颜色和线型,并且可以绘制出脉冲图、误差条形图等多种形式图: MATLAB程序如下: x=-pi:.1:pi; y1=sin (x); y2=cos (x); figure (1); %subplot (2,1,1); plot (x,y1); title ('plot (x,y1)'); grid on %subplot (2,1,2); plot (x,y2);

开关电源《基于MatlabSimulink的BOOST电路仿真》

基于Matlab/Simulink 的BOOST电路仿真 姓名: 学号: 班级: 时间:2010年12月7日

1引言 BOOST 电路又称为升压型电路, 是一种直流- 直流变换电路, 其电路结构如图1 所示。此电路在开关电源领域内占有非常重要的地位, 长期以来广泛的应用于各种电源设备的设计中。对它工作过程的理解掌握关系到对整个开关电源领域各种电路工作过程的理解, 然而现有的书本上仅仅给出电路在理想情况下稳态工作过程的分析, 而没有提及电路从启动到稳定之间暂态的工作过程, 不利于读者理解电路的整个工作过程和升压原理。采用matlab仿真分析方法, 可直观、详细的描述BOOST 电路由启动到达稳态的工作过程, 并对其中各种现象进行细致深入的分析, 便于我们真正掌握BOO ST 电路的工作特性。 图1BOO ST 电路的结构 2电路的工作状态 BOO ST 电路的工作模式分为电感电流连续工作模式和电感电流断续工作模式。其中电流连续模式的电路工作状态如图2 (a) 和图2 (b) 所示, 电流断续模式的电路工作状态如图2 (a)、(b)、(c) 所示, 两种工作模式的前两个工作状态相同, 电流断续型模式比电流连续型模式多出一个电感电流为零的工作状态。 (a) 开关状态1 (S 闭合) (b) 开关状态2 (S 关断) (c) 开关状态3 (电感电流为零) 图2BOO ST 电路的工作状态

3matlab仿真分析 matlab 是一种功能强大的仿真软件, 它可以进行各种各样的模拟电路和数字电路仿真,并给出波形输出和数据输出, 无论对哪种器件和哪种电路进行仿真, 均可以得到精确的仿真结果。本文应用基于matlab软件对BOO ST 电路仿真, 仿真图如图3 所示,其中IGBT作为开关, 以脉冲发生器脉冲周期T=0.2ms,脉冲宽度为50%的通断来仿真图2 中开关S的通断过程。 图3BOO ST 电路的PSp ice 模型 3.1电路工作原理 在电路中IGBT导通时,电流由E经升压电感L和V形成回路,电感L储能;当IGBT关断时,电感产生的反电动势和直流电源电压方向相同互相叠加,从而在负载侧得到高于电源的电压,二极管的作用是阻断IGBT导通是,电容的放电回路。调节开关器件V的通断周期,可以调整负载侧输出电流和电压的大小。负载侧输出电压的平均值为: (3-1) 式(3-1)中T为开关周期, 为导通时间,为关断时间。

Simulink系统仿真课程设计

《信息系统仿真课程设计》 课程设计报告 题目:信息系统课程设计仿真 院(系):信息科学与技术工程学院 专业班级:通信工程1003 学生姓名: 学号: 指导教师:吴莉朱忠敏 2012 年 1 月 14 日至2012 年 1 月 25 日 华中科技大学武昌分校制

信息系统仿真课程设计任务书

目录 摘要 (5) 一、Simulink仿真设计 (6) 1.1 低通抽样定理 (6) 1.2 抽样量化编码 (9) 二、MATLAB仿真设计 (12) 2.1、自编程序实现动态卷积 (12) 2.1.1 编程分析 (12) 2.1.2自编matlab程序: (13) 2.1.3 仿真图形 (13) 2.1.4仿真结果分析 (15) 2.2用双线性变换法设计IIR数字滤波器 (15) 2.2.1双线性变换法的基本知识 (15) 2.2.2采用双线性变换法设计一个巴特沃斯数字低通滤波器 (16) 2.2.3自编matlab程序 (16) 2.2.4 仿真波形 (17) 2.2.5仿真结果分析 (17) 三、总结 (19) 四、参考文献 (19) 五、课程设计成绩 (20)

摘要 Matlab 是一种广泛应用于工程设计及数值分析领域的高级仿真平台。它功能强大、简单易学、编程效率高,目前已发展成为由MATLAB语言、MATLAB工作环境、MATLAB图形处理系统、MATLAB数学函数库和MATLAB应用程序接口五大部分组成的集数值计算、图形处理、程序开发为一体的功能强大的系统。本次课程设计主要包括MATLAB和SIMULINKL 两个部分。首先利用SIMULINKL 实现了连续信号的采样及重构,通过改变抽样频率来实现过采样、等采样、欠采样三种情况来验证低通抽样定理,绘出原始信号、采样信号、重构信号的时域波形图。然后利用SIMULINKL 实现抽样量化编码,首先用一连续信号通过一个抽样量化编码器按照A律13折线进量化行,观察其产生的量化误差,其次利用折线近似的PCM编码器对一连续信号进行编码。最后利用MATLAB进行仿真设计,通过编程,在编程环境中对程序进行调试,实现动态卷积以及双线性变换法设计IIR数字滤波器。 本次课程设计加深理解和巩固通信原理、数字信号处理课上所学的有关基本概念、基本理论和基本方法,并锻炼分析问题和解决问题的能力。

自动控制原理MATLAB仿真实验报告

实验一 MATLAB 及仿真实验(控制系统的时域分析) 一、实验目的 学习利用MATLAB 进行控制系统时域分析,包括典型响应、判断系统稳定性和分析系统的动态特性; 二、预习要点 1、 系统的典型响应有哪些? 2、 如何判断系统稳定性? 3、 系统的动态性能指标有哪些? 三、实验方法 (一) 四种典型响应 1、 阶跃响应: 阶跃响应常用格式: 1、)(sys step ;其中sys 可以为连续系统,也可为离散系统。 2、),(Tn sys step ;表示时间范围0---Tn 。 3、),(T sys step ;表示时间范围向量T 指定。 4、),(T sys step Y =;可详细了解某段时间的输入、输出情况。 2、 脉冲响应: 脉冲函数在数学上的精确定义:0 ,0)(1)(0 ?==?∞ t x f dx x f 其拉氏变换为:) ()()()(1)(s G s f s G s Y s f === 所以脉冲响应即为传函的反拉氏变换。 脉冲响应函数常用格式: ① )(sys impulse ; ② ); ,();,(T sys impulse Tn sys impulse ③ ),(T sys impulse Y = (二) 分析系统稳定性 有以下三种方法: 1、 利用pzmap 绘制连续系统的零极点图; 2、 利用tf2zp 求出系统零极点; 3、 利用roots 求分母多项式的根来确定系统的极点 (三) 系统的动态特性分析 Matlab 提供了求取连续系统的单位阶跃响应函数step 、单位脉冲响应函数impulse 、零输入响应函数initial 以及任意输入下的仿真函数lsim.

MATLAB Simulink系统建模与仿真 实验报告

MATLAB/Simulink 电力系统建模与仿真 实验报告 姓名:****** 专业:电气工程及其自动化 班级:******************* 学号:*******************

实验一无穷大功率电源供电系统三相短路仿真 1.1 无穷大功率电源供电系统仿真模型构建 运行MATLAB软件,点击Simulink模型构建,根据电路原理图,添加下列模块: (1)无穷大功率电源模块(Three-phase source) (2)三相并联RLC负荷模块(Three-Phase Parallel RLC Load) (3)三相串联RLC支路模块(Three-Phase Series RLC Branch) (4)三相双绕组变压器模块(Three-Phase Transformer (Two Windings)) (5)三相电压电流测量模块(Three-Phase V-I Measurement) (6)三相故障设置模块(Three-Phase Fault) (7)示波器模块(Scope) (8)电力系统图形用户界面(Powergui) 按电路原理图连接线路得到仿真图如下: 1.2 无穷大功率电源供电系统仿真参数设置 1.2.1 电源模块 设置三相电压110kV,相角0°,频率50Hz,接线方式为中性点接地的Y形接法,电源电阻0.00529Ω,电源电感0.000140H,参数设置如下图:

1.2.2 变压器模块 变压器模块参数采用标幺值设置,功率20MVA,频率50Hz,一次测采用Y型连接,一次测电压110kV,二次侧采用Y型连接,二次侧电压11kV,经过标幺值折算后的绕组电阻为0.0033,绕组漏感为0.052,励磁电阻为909.09,励磁电感为106.3,参数设置如下图: 1.2.3 输电线路模块 根据给定参数计算输电线路参数为:电阻8.5Ω,电感0.064L,参数设置如下图: 1.2.4 三相电压电流测量模块 此模块将在变压器低压侧测量得到的电压、电流信号转变成Simulink信号,相当于电压、电流互感器的作用,勾选“使用标签(Use a label)”以便于示波器观察波形,设置电压标签“Vabc”,电流标签“Iabc”,参数设置如下图:

08-SIMULINK交互式仿真集成环境

第八章 SIMULINK交互式仿真集成环境 8.1引导 SIMULINK是一个进行动态系统建模、仿真和综合分析的集成软件包。它可以处理的系统包括:线性、非线性系统;离散、连续及混合系统;单任务、多任务离散事件系统。 在SIMULINK 提供的图形用户界面GUI上,只要进行鼠标的简单拖拉操作就可构造出复杂的仿真模型。它外表以方块图形式呈现,且采用分层结构。从建模角度讲,这既适于自上而下(Top-down)的设计流程(概念、功能、系统、子系统、直至器件),又适于自下而上(Bottum-up)逆程设计。从分析研究角度讲,这种SIMULINK模型不仅能让用户知道具体环节的动态细节,而且能让用户清晰地了解各器件、各子系统、各系统间的信息交换,掌握各部分之间的交互影响。 在SIMULINK环境中,用户将摆脱理论演绎时需做理想化假设的无奈,观察到现实世界中摩擦、风阻、齿隙、饱和、死区等非线性因素和各种随机因素对系统行为的影响。在SIMULINK环境中,用户可以在仿真进程中改变感兴趣的参数,实时地观察系统行为的变化。由于SIMULINK环境使用户摆脱了深奥数学推演的压力和烦琐编程的困扰,因此用户在此环境中会产生浓厚的探索兴趣,引发活跃的思维,感悟出新的真谛。 在MATLAB6.x版中,可直接在SIMULINK环境中运作的工具包很多,已覆盖通信、控制、信号处理、DSP、电力系统等诸多领域,所涉内容专业性极强。本书无意论述涉及工具包的专业内容,而只是集中阐述:SIMULINK 的基本使用技法和相关的数值考虑。 节8.1虽是专为SIMULINK初学者写的,但即便是熟悉SIMULINK以前版本的读者也值得快速浏览这部分内容,因为新版的界面、菜单、工具条、模块库都有较大的变化。第8.2节比较详细地阐述建模的基本操作:通用模块的具体化设置、信号线勾画、标识、模型窗参数设置。这部分内容是进一步深入的前提。从第8.3节起,由浅入深地讲述SIMULINK 对各种数学、工程问题的建模、仿真和分析的基本方法。 本章采用“算例”作为主体,配以适量的归纳性表述。本章包含了34个“尽量简单”又“独立完整”的“典型”算例,而这正是SIMULINK在线PDF文件之所缺。读者通过“手、眼、脑”并用地练习算例,掌握SIMULINK的一般使用规则和操作技法。 鉴于SIMULINK的本质,本节算例必定涉及数学、物理、和若干工程考虑。本书已采取“无量纲记述”、“注释”等措施使算例尽可能易读易懂,读者只要稍微耐心,就可以从这些有背景的内容体验到SIMULINK仿真之细腻和切实,从这些带背景性的算例品出SIMULINK的精妙之处。 本章内容已在MATLAB6.5基础上进行全面更新,变动最大的是第8.4.3节。此外,为适应读者应用水平的提高,新增了第8.8节,论述S函数模块的创建和使用。 8.1.1SIMULINK的安装

通信仿真课程设计-matlab-simulink

理工大学工程技术学院 《通信仿真课程设计》报告 班级:信息工程1班 姓名:寇路军 学号: 3 指导教师:周玲 成绩: 2019 年 3月 23 日

目录 通信仿真课程设计报告 (2) 一.绪论 (2) 二.课程设计的目的 (2) 三.模拟调制系统的设计 (3) 3.1 二进制相移键控调制基本原理 (3) 3.2 2PSK信号的调制 (3) 3.2.1模拟调制的方法 (3) 3.3 2PSK信号的解调 (4) 3.4 2PSK的“倒∏现象”或“反向工作” (5) 3.5功率谱密度 (5) 四.数字调制技术设计 (7) 4.1 2PSK的仿真 (7) 4.1.1仿真原理图 (7) 4.1.2 仿真数据 (7) 4.1.3 输出结果 (9) 总结 (10) 参考文献 (11)

通信仿真课程设计报告 一.绪论 随着社会的快速发展,通信系统在社会上表现出越来越重要的作用。目前,我们生活中使用的手机,,Internet,ATM机等通信设备都离不开通信系统。随着通信系统与我们生活越来越密切,使用越来越广泛,对社会对通信系统的性能也越高。另外,随着人们对通信设备更新换代速度越来越快。不得不缩短通信系统的开发周期以及提高系统性能。针对这两方面的要求,必需要通过强大的计算机辅助分析设计技术和工具才能实现。自从现代以来,计算机科技走上了快速发展道路,实现了可视化的仿真软件。 通信系统仿真,在目前的通信系统工程设计当中。已成为了不可替代的一部分。它表现出很强的灵活性和适应性。为我们更好地研究通信系统性能带来了很大的帮助。本论文主要针对模拟调制系统中的二进制相移键控调制技术进行设计和基于Simulink进行仿真。通过系统仿真验证理论中的结论。本论文设计的目的之一是进一步加强理论知识,熟悉Matlab软件。 Simulink是MATLAB最重要的组件之一,它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中,无需大量书写程序,而只需要通过简单直观的鼠标操作,就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点,并基于以上优点Simulink 已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。 二.课程设计的目的 1.掌握模拟系统2PSK调制和解调原理及设计方法。 2.熟悉基于Simulink的通信系统仿真。

simulink仿真实验报告

电机与拖动控制实验及其MATLAB仿真: 《电机与拖动控制实验及其MATLAB仿真》是2014年11月18日清华大学出版社出版的图书,作者是曹永娟。 内容简介: 本书分上、下两篇。上篇为电机与拖动控制实验教程,针对MCL 系列电机实验教学系统进行介绍,包括变压器、同步电机、异步电机、直流电机以及直流调速系统、交流调速系统拖动控制实验内容。 目录: 上篇电机与拖动控制实验 第1章电机实验装置和基本要求 1.1MCLⅡ型电机教学实验台 1.2实验装置和挂件箱的使用 1.2.1MCLⅡ型电机实验装置交流及直流电源操作说明 1.2.2仪表的使用 1.2.3挂件箱的使用 1.2.4交直流电机的使用 1.2.5导轨、测速发电机及转速计的使用 第2章电机与拖动控制实验基本要求和安全操作规程 2.1实验基本要求 2.2实验前的准备 2.3实验的进行 2.4实验报告

2.5实验安全操作规程 第3章变压器实验 3.1单相变压器 3.1.1实验目的 3.1.2预习要点 3.1.3实验项目 3.1.4实验设备及仪器 3.1.5实验方法 3.1.6实验报告 3.2三相变压器 3.2.1实验目的 3.2.2预习要点 3.2.3实验项目 3.2.4实验设备及仪器 3.2.5实验方法 3.2.6实验报告 3.3三相变压器的连接组和不对称短路3.3.1实验目的 3.3.2预习要点 3.3.3实验项目 3.3.4实验设备及仪器 3.3.5实验方法

3.3.6实验报告 3.3.7附录 3.4三相变压器的并联运行3. 4.1实验目的 3.4.2预习要点 3.4.3实验项目 3.4.4实验设备及仪器 3.4.5实验方法 3.4.6实验报告 第4章同步电机实验 4.1三相同步发电机的运行特性4.1.1实验目的 4.1.2预习要点 4.1.3实验项目 4.1.4实验设备及仪器 4.1.5实验方法 4.1.6实验报告 4.1.7思考题 4.2三相同步发电机的并联运行4.2.1实验目的 4.2.2预习要点 4.2.3实验项目

MATLAB仿真实验报告

MATLA仿真实验报告 学院:计算机与信息学院 课程:—随机信号分析 姓名: 学号: 班级: 指导老师: 实验一

题目:编写一个产生均值为1,方差为4的高斯随机分布函数程序, 求最大值,最小值,均值和方差,并于理论值比较。 解:具体的文件如下,相应的绘图结果如下图所示 G仁random( 'Normal' ,0,4,1,1024); y=max(G1) x=mi n(G1) m=mea n(G1) d=var(G1) plot(G1);

实验二 题目:编写一个产生协方差函数为CC)=4e":的平稳高斯过程的程序,产生样本函数。估计所产生样本的时间自相关函数和功率谱密度,并求统计自相关函数和功率谱密度,最后将结果与理论值比较。 解:具体的文件如下,相应的绘图结果如下图所示。 N=10000; Ts=0.001; sigma=2; beta=2; a=exp(-beta*Ts); b=sigma*sqrt(1-a*a); w=normrnd(0,1,[1,N]); x=zeros(1,N); x(1)=sigma*w(1); for i=2:N x(i)=a*x(i-1)+b*w(i); end %polt(x); Rxx=xcorr(x0)/N; m=[-N+1:N-1]; Rxx0=(sigma A2)*exp(-beta*abs(m*Ts)); y=filter(b,a,x) plot(m*Ts,RxxO, 'b.' ,m*Ts,Rxx, 'r');

periodogram(y,[],N,1/Ts); 文件旧硯化)插入(1〕 ZMCD 克闻〔D ]窗口曲) Frequency (Hz) 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 NH---.HP)&UO 二 balj/ 」- □歹

基于MATLAB的M文件仿真

M文件: k=1; Int_F=inline('t','t'); for x=[1,3,5] f_x(k)=x^3+x+log(x)*sin(x)+quad8(Int_F,0,x); k=k+1; end f_x >> Calcfx Warning: QUAD8 is obsolete. We use QUADL instead. > In quad8 at 35 In Calcfx at 4 f_x = 2.5000 34.6550 140.9567 M文件: function[mean,stdev]=stat(x) n=length(x); mean=sum(x)/n; stdev=sqrt(sum(x-mean).^2/n); >> x=[1,3,2]; >> [k,l]=stat(x) k = 2 l = 微积分方程组的MA TLAB函数: 文件funcforex123.m function xdot=funcforex123(t,x,flag,r,l,c) xdot=zeros(2,1); xdot(1)=-r/l*x(1)-1/l*x(2)+1/l*f(t); xdot(2)=1/c*x(1); function in=f(t) in=(t>0)*1; 文件Ex123.m l=1; c=0.1; for r=[1.5 3 5]

[t,x]=ode45('funcforex123',[-1,10],[0;0],[],r,l,c); figure(1);plot(t,x(:,1));hold on;xlabel('time sec'); text(0.9,0.17,'\lefttarrow i_L(t)');grid; figure(2);plot(t,x(:,2));hold on;xlabel('time sec'); text(0.5,0.3,'\leftarrow u_C(t)');grid; End >> ex123 Warning: Unable to interpret TeX string "\lefttarrow i_L(t)". > In ex123 at 5 Warning: Unable to interpret TeX string "\lefttarrow i_L(t)". > In ex123 at 7 Warning: Unable to interpret TeX string "\lefttarrow i_L(t)". > In ex123 at 7

matlab通信仿真课程设计样本

《matlab通信仿真设计》课程设计指导书 11月

课程设计题目1: 调幅广播系统的仿真设计 模拟幅度调制是无线电最早期的远距离传输技术。在幅度调制中, 以声音信号控制高频率正弦信号的幅度, 并将幅度变化的高频率正弦信号放大后经过天线发射出去, 成为电磁波辐射。 波动的电信号要能够有效地从天线发送出去, 或者有效地从天线将信号接收回来, 需要天线的等效长度至少达到波长的1/4。声音转换为电信号后其波长约在15~1500km之间, 实际中不可能制造出这样长度和范围的天线进行有效信号收发。因此需要将声音这样的低频信号从低频率段搬移到较高频率段上去, 以便经过较短的天线发射出去。 人耳可闻的声音信号经过话筒转化为波动的电信号, 其频率范围为20~20KHz。大量实验发现, 人耳对语音的频率敏感区域约为300~3400Hz, 为了节约频率带宽资源, 国际标准中将电话通信的传输频带规定为300~3400Hz。调幅广播除了传输声音以外, 还要播送音乐节目, 这就需要更宽的频带。一般而言, 调幅广播的传输频率范围约为100~6000Hz。 任务一: 调幅广播系统的仿真。 采用接收滤波器Analog Filter Design模块, 在同一示波器上观察调幅信号在未加入噪声和加入噪声后经过滤波器后的波形。采用另外两个相同的接收滤波器模块, 分别对纯信号和纯噪声滤波, 利用统计模块计算输出信号功率和噪声功率, 继而计算输出信噪比, 用Disply显示结果。 实例1: 对中波调幅广播传输系统进行仿真, 模型参数指标如下。

1.基带信号: 音频, 最大幅度为1。基带测试信号频率在100~6000Hz 内可调。 2.载波: 给定幅度的正弦波, 为简单起见, 初相位设为0, 频率为550~1605Hz 内可调。 3.接收机选频放大滤波器带宽为12KHz, 中心频率为1000kHz 。 4.在信道中加入噪声。当调制度为0.3时, 设计接收机选频滤波器输出信噪比为20dB, 要求计算信道中应该加入噪声的方差, 并能够测量接收机选频滤波器实际输出信噪比。 仿真参数设计: 系统工作最高频率为调幅载波频率1605KHz, 设计仿真采样率为最高工作频率的10倍, 因此取仿真步长为 8max 1 6.2310(1-1)10step t s f -==? 相应的仿真带宽为仿真采样率的一半, 即 18025.7(1-2)2step W KHz t == 设基带测试正弦信号为m(t)=Acos2πFt, 载波为c(t)=cos2πf c t, 则调制度为m a 的调制输出信号s(t)为 ()(1cos 2)cos 2(1-3)a c s t m Ft f t ππ=+ 容易求出, s(t)的平均功率为 21(1-4)24a m P =+ 设信道无衰减, 其中加入的白噪声功率谱密度为N 0/2, 那么仿真带宽(-W, W)内噪声样值的方差为 2002(1-5)2N W N W σ=?=

实验报告五SIMULINK仿真实验

实验五SIMULINK仿真实验 一、实验目的 考察连续时间系统的采样控制中,零阶保持器的作用与采样时间间隔对Ts 对系统稳定性的影响 二、实验步骤 开机执行程序,用鼠标双击图标,进入MA TLAB命令窗口:Command Windows在Command Windows窗口中输入:simulink,进入仿真界面,并新建Model文件在Model界面中构造连续时间系统的结构图。作时域仿真并确定系统时域性能指标。 图(6-1) 带零阶保持器的采样控制系统如下图所示。作时域仿真,调整采样间隔时间Ts,观察对系统稳定性的影响。 图(6-2) 参考输入量(给定值)作用时,系统连接如图(6-1)所示: 图(6-3) 三、实验要求 (1)按照结构图程序设计好模型图,完成时域仿真的结构图 (2)认真做好时域仿真记录 (3)参考实验图,建立所示如图(6-1)、图(6-2)、图(6-3)的实验原理图; (4)将鼠标移到原理图中的PID模块进行双击,出现参数设定对话框,将PID 控制器的积分增益和微分增益改为0,使其具有比例调节功能,对系统进行纯比例控制。

1. 单击工具栏中的图标,开始仿真,观测系统的响应曲线,分析系统性 能;调整比例增益,观察响应曲线的变化,分析系统性能的变化。 2. 重复步骤2-3,将控制器的功能改为比例微分控制,观测系统的响应曲线, 分析比例微分控制的作用。 3. 重复步骤2-3,将控制器的功能改为比例积分控制,观测系统的响应曲线, 分析比例积分控制的作用。 4. 重复步骤2-3,将控制器的功能改为比例积分微分控制,观测系统的响应曲 线,分析比例积分微分控制的作用。 5. 参照实验一的步骤,绘出如图(6-2)所示的方块图; 6. 将PID控制器的积分增益和微分增益改为0,对系统进行纯比例控制。不断 修改比例增益,使系统输出的过渡过程曲线的衰减比n=4,记下此时的比例增益值。 7. 修改比例增益,使系统输出的过渡过程曲线的衰减比n=2,记下此时的比例 增益值。 8. 修改比例增益,使系统输出呈临界振荡波形,记下此时的比例增益值。 9. 将PID控制器的比例、积分增益进行修改,对系统进行比例积分控制。不断 修改比例、积分增益,使系统输出的过渡过程曲线的衰减比n=2,4,10,记下此时比例和积分增益。 10、将PID控制器的比例, 积分, 微分增益进行修改,对系统进行比例、积分、 微分控制。不断修改比例、积分、微分增益,使系统输出的过渡过程曲线的衰减比n=2、4、10记下此时的比例、积分、微分增益值。 四、实验报告要求 (1)叙述零阶保持器的作用 (2)讨论采样时间间隔Ts对系统的影响。 (3)写出完整实验报告 附:step模块在sources库中 sum模块在math operations库中 scope模块在sinks库中 transfer fcn模块在continuous库中 zero-order hold模块在discrete库中

matlab的Simulink简介

Simulink是MATLAB最重要的组件之一,它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中,无需大量书写程序,而只需要通过简单直观的鼠标操作,就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点,并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。 Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具,是一种基于MATLAB的框图设计环境,是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包,被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模,它也支持多速率系统,也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型,Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ,这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成,它提供了一种更快捷、直接明了的方式,而且用户可以立即看到系统的仿真结果。 Simulink;是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。对各种时变系统,包括通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统,Simulink提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。. 构架在Simulink基础之上的其他产品扩展了Simulink多领域建模功能,也提供了用于设计、执行、验证和确认任务的相应工具。Simulink与MATLAB® 紧密集成,可以直接访问MATLAB大量的工具来进行算法研发、仿真的分析和可视化、批处理脚本的创建、建模环境的定制以及信号参数和测试数据的定义。 丰富的可扩充的预定义模块库 交互式的图形编辑器来组合和管理直观的模块图 以设计功能的层次性来分割模型,实现对复杂设计的管理 通过Model Explorer 导航、创建、配置、搜索模型中的任意信号、参数、属性,生成模型代码 提供API用于与其他仿真程序的连接或与手写代码集成 使用Embedded MATLAB?模块在Simulink和嵌入式系统执行中调用MATLAB算法 使用定步长或变步长运行仿真,根据仿真模式(Normal,Accelerator,Rapid Accelerator)来决定以解释性的方式运行或以编译C代码的形式来运行模型 图形化的调试器和剖析器来检查仿真结果,诊断设计的性能和异常行为 可访问MATLAB从而对结果进行分析与可视化,定制建模环境,定义信号参数和测试数据 模型分析和诊断工具来保证模型的一致性,确定模型中的错误 平面连杆机构 英文名称: planar linkage mechanism

复杂过程控制系统设计与Simulink仿真

银河航空航天大学 课程设计 (论文) 题目复杂过程控制系统设计与Simulink仿 真 班级 学号 学生姓名 指导教师

目录 0. 前言 (1) 1. 总体方案设计 (2) 2. 三种系统结构和原理 (3) 2.1 串级控制系统 (3) 2.2 前馈控制系统 (3) 2.3 解耦控制系统 (4) 3. 建立Simulink模型 (5) 3.1 串级 (5) 3.2 前馈 (5) 3.3 解耦 (7) 4. 课设小结及进一步思想 (15) 参考文献 (15) 附录设备清单 (16)

复杂过程控制系统设计与Simulink仿真 姬晓龙银河航空航天大学自动化分校 摘要:本文主要针对串级、前馈、解耦三种复杂过程控制系统进行设计,以此来深化对复杂过程控制系统的理解,体会复杂过程控制系统在工业生产中对提高产品产量、质量和生产效率的重要作用。建立Simulink模型,学习在工业过程中进行系统分析和参数整定的方法,为毕业设计对模型进行仿真分析及过程参数整定做准备。 关键字:串级;前馈;解耦;建模;Simulink。 0.前言 单回路控制系统解决了工业过程自动化中的大量的参数定制控制问题,在大多数情况下这种简单系统能满足生产工艺的要求。但随着现代工业生产过程的发展,对产品的产量、质量,对提高生产效率、降耗节能以及环境保护提出了更高的要求,这便使工业生产过程对操作条件要求更加严格、对工艺参数要求更加苛刻,从而对控制系统的精度和功能要求更高。为此,需要在单回路的基础上,采取其它措施,组成比单回路系统“复杂”一些的控制系统,如串级控制(双闭环控制)、前馈控制大滞后系统控制(补偿控制)、比值控制(特殊的多变量控制)、分程与选择控制(非线性切换控制)、多变量解耦控制(多输入多输出解耦控制)等等。从结构上看,这些控制系统由两个以上的回路构成,相比单回路系统要多一个以上的测量变送器或调节器,以便完成复杂的或特殊的控制任务。这类控制系统就称为“复杂过程控制系统”,以区别于单回路系统这样简单的过程控制系统。 计算机仿真是在计算机上建立仿真模型,模拟实际系统随时间变化的过程。通过对过程仿真的分析,得到被仿真系统的动态特性。过程控制系统计算机仿真,为流程工业控制系统的分析、设计、控制、优化和决策提供了依据。同时作为对先进控制策略的一种检验,仿真研究也是必不可少的步骤。控制系统的计算机仿真是一门涉及到控制理论、计算机数学与计算机技术的综合性学科。控制系统仿真是以控制系统的模型为基础,主要用数学模型代替实际控制系统,以计算机为工具,对控制系统进行实验和研究的一种方法。在进行计算机仿真时,十分耗费时间与精力的是编制与修改仿真程序。随着系统规模的越来越大,先进过程控制的出现,就需要行的功能强大的仿真平台Math Works公司为MATLAB提供了控制系统模型图形输入与仿真工具Simulink,这为过程控制系统设计与参数整定的计算与仿真提供了一个强有力的工具,使过程控制系统的设计与整定发生了革命性的变化。

Simulink实验报告

实验一:AM 信号的调制与解调 实验目的:1.了解模拟通信系统的仿真原理。 2.AM 信号是如何进行调制与解调的。 实验原理: 1.调制原理:AM 调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度,使其按调制信号的规律变化的过程,就是按原始电信号的变化规律去改变载波某些参量的过程。 + m(t) S AM (t)A 0 cos ωc t AM 信号的时域和频域的表达式分别为: ()()[]()()()()t t m t A t t m A t S C C C AM ωωωcos cos cos 00+=+= 式(4-1) ()()()[]()()[]C C C C AM M M A S ωωωωωωδωωδπω-+++ -++=2 1 0 式(4-2) 在式中,为外加的直流分量;可以是确知信号也可以是 随机信号,但通常认为其平均值为0,即。其频谱是DSB SC-AM 信号的频谱加上离散大载波的频谱。 2.解调原理:AM 信号的解调是把接收到的已调信号还 原为调制信号。 AM 信号的解调方法有两种:相干解调和包 络检波解调。 AM 相干解调原理框图如图。相干解调(同步解调):利用

相干载波(频率和相位都与原载波相同的恢复载波)进行的解调,相干解调的关键在于必须产生一个与调制器同频同相位的载波。如果同频同相位的条件得不到满足,则会破坏原始信号的恢复。相干载波的提取:(1)导频法:在发送端加上一离散的载频分量,即导频,在接收端用窄带滤波器提取出来作为相干载波,导频的功率要求比调制信号的功率小;(2)不需导频的方法:平方环法、COSTAS环法。 LPF m0(t) S AM(t) cosωc t AM信号波形的包络与输入基带信号成正比,故可以用包络检波的方法恢复原始调制信号。包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成: (1)整流:只保留信号中幅度大于0的部分。(2)低通滤波器:过滤出基带信号;(3)隔直流电容:过滤掉直流分量。实验内容: 1.AM相干解调框图。

基于Simulink的简单电力系统仿真

实验六 基于Simulink 的简单电力系统仿真 实验目的 1) 熟悉Simulink 的工作环境; 2) 掌握Simulink 电力系统工具箱的使用; 3) 掌握在Simulink 的工作环境中建立简单电力系统的仿真模型 实验内容 输电线路电路参数建模时采用电力系统分析中常用的π型等值电路,搭建如图1所示的一个简单交流单相电力系统,在仿真进行中,负载通过断路器切除并再次投入。π型等值电路具体元件参数如下:Ω=2.5R ,H L 138.0=, F C C μ967.021==。 图1 简单电力系统仿真示意图 1) 在Simulink 中建立简单交流单相电力系统模型,并进行仿真,观测负载电流和输电线路末端电压; 2) 结合理论知识分析上述观测信号变化的原因; 3) 比较不同功率因数,如cos φ=1、cos φ=0.8(感性)、cos φ=0.8(容性)负载条件下的仿真结果 实验原理与方法 1、系统的仿真电路图 实验步骤 根据所得建立模型,给定参数,得到仿真结果 cos φ=1 cos φ=0.8(感性) cos φ=0.8(容性)

实验结果与分析 cosφ=1 cosφ=0.8(感性) cosφ=0.8(容性) 仿真结果分析 (1)在纯阻性负载电路中,电压相位与电流相位相同;与感性负载相比,断路器重新闭合后电流没有额外的直流分量。 (2)在感性负载中,电压相位超前电流相位;断路器重新闭合时,交变的电流瞬间增加了一个直流分量,随后逐渐减小。 (3)在容性负载中,电压相位滞后于电流相位;断路器重新闭合时,电流瞬间突变至极大;与感性负载和纯阻性负载相比,断路器断开时的末端电压由于有电容放电作用,电压波形畸变很小。 (4)当断路器断开时,线路断路,电流突变为0,但电压行波仍在进行,因此在末端能够测量到连续的电压波形,但断路器断开对电压波形造成了影响,产生了畸变。这是由于能量是通过电磁场传递的,线路断开时电压继续向前传递。 总括:L和C对输出波形振荡的频率和幅度影响程度不同,当变化相同幅度时,电容对振荡频率和幅度的影响要比电感的大。 感想:Matlab中Simulik通过拖拉建模方式对电路进行仿真,具有快捷、方便、灵活的特点。Simulink的仿真电路简洁、参数调整方便。仿真结果直观。 通过本次实验,我认识到了建模与仿真的一般性方法,收获甚多,也更进一步了解了Matlab,Matlab不仅仅在平时的编程方面功能强大,在仿真方面也熠熠生辉。

单闭环直流调速系统simulink仿真课程设计

目录 一、摘要.......................................................... - 3 - 二、课程设计任务 .................................................................................................... - 3 - 三、课程设计内容 .................................................................................................... - 3 - 1、PID控制原理及PID参数整定概述.................................................................... - 3 - 2、基于稳定边界法(临界比例法)的PID控制器参数整定算法 ............................ - 5 - 3、利用Simulink建立仿真模型............................................................................ - 8 - 4、参数整定过程 .................................................................................................- 12 - 5、调试分析过程及仿真结果描述.........................................................................- 16 - 四、总结 ...................................................................................................................- 17 - 五、参考文献 ...........................................................................................................- 17 -

相关文档
最新文档