1、實驗四SIMULINK 仿真模型的建立及仿真（一）一、實驗目的：1、熟悉 SIMULINK模型文件的操作。2、熟悉 SIMULINK建模的有關庫及示波器的使用。3、熟悉 Simulink仿真模型的建立。4、掌握用不同的輸入、不同的算法、不同的仿真時間的系統仿真。二、實驗內容：1、設計 SIMULINK仿真模型。2、建立 SIMULINK結構圖仿真模型。3、了解各模塊參數的設定。4、了解示波器的使用方法。5、了解參數、算法、仿真時間的設定方法。例 7.1-1 已知質量 m=1kg，阻尼 b=2N.s/m。彈簧系數 k=100N/m，且質量塊的初始位移 x(0)=0.05m ，其初始速度 x(0)

2、=0m/s ，要求創建該系統的 SIMULINK 模型，并進行仿真運行。步驟：1、打開 SIMULINK模塊庫，在 MATLAB工作界面的工具條單擊 SIMULINK圖標，或在 MATLAB指令窗口中運行 simulink ，就可引出如圖一所示的 SIMULINK模塊瀏覽器。圖一： SIMULINK模塊瀏覽器2、新建模型窗， 單擊 SIMULINK模塊庫瀏覽器工具條山的新建圖標， 引出如圖二所示的空白模型窗。圖二：已經復制進庫模塊的新建模型窗3、從模塊庫復制所需模塊到新建模型窗，分別在模塊子庫中找到所需模塊，然后拖進空白模型窗中，如圖二。4、新建模型窗中的模型再復制：按住 Ctrl 鍵，用鼠標

3、“點亮并拖拉”積分模塊到適當位置，便完成了積分模塊的再復制。5、模塊間信號線的連接，使光標靠近模塊輸出口；待光標變為“單線十字叉”時，按下鼠標左鍵；移動十字叉，拖出一根“虛連線” ；光標與另一個模塊輸入口靠近到一定程度，單十字變為雙十字；放開鼠標左鍵， “虛連線”變變為帶箭頭的信號連線。如圖三所示：圖三：已構建完成的新模型窗6、根據理論數學模型設置模塊參數： 設置增益模塊 <Gain>參數，雙擊模型窗重的增益模塊 <Gain>，引出如圖四所示的參數設置窗， 把<Gain>增益欄中默認數字改為 2，單擊 OK 鍵，完成設置；圖四：參數已經修改為2 的<G

4、ain>增益模塊設置窗 參照以上方法把 <Gain1>增益模塊的增益系數改為100； 修改求和模塊輸入口的代數符號，雙擊求和模塊，引出如圖五所示的參數設置窗，把符號欄中的默認符號（ +）修改成所需的代數符號（ - ），單擊 OK 鍵，完成設置；圖五：改變輸入口符號的求和模塊參數設置窗 對 積 分 模 塊 <Integrator1> 的 初 始 狀態 進行 設 置 ： 雙擊 積分 模塊 <Integrator1> ，引出如圖六所示的參數設置窗， 把初始條件 Initial condition 欄中的默認 0 初始修改為題目給定的 0.05 ，單擊 OK

5、鍵，完成設置。圖六： 實現初始位移0.05 設置的 <Integrator1>設置窗7、仿真運行參數采用默認解算器“ ode45”、默認“變步長”和默認仿真終止時間 108、把新建模型保存為exm070101.mdl9、試運行，以便發現問題加以改善雙擊 <Scope>示波器模塊，引出示波器顯示窗，并使它不與 exm070101模型窗重疊。單擊 exm070101模型窗上的仿真啟動鍵， 使該模型運行， 在示波器上呈現的運行結果可能如圖七所示。圖七：坐標范圍設置不當時的信號顯示單擊 Scope 顯示窗上的縱坐標范圍自動設置圖標， 示波器顯示窗改變為如圖八所示。在顯示窗中，可

6、以看到位移 x(t) 的變化曲線，同時可以發現：縱坐標的適當范圍大致在 -0.06 ，0.06 ；仿真時間取 0,5 即可，顯示曲線不夠光滑。圖八：采用軸自動設置功能后的信號顯示10、據試運行結果，進行仿真參數的再設置示波器縱坐標設置：用鼠標點擊示波器的黑色顯示屏，在彈出菜單中選擇Axes Properties ，引出縱坐標設置對話窗（如圖九） ，把縱坐標的下限、上限分別設置為 -0.06 和 0.06 ，點擊 OK 鍵，完成設置；圖九：對顯示屏的縱坐標范圍進行設置示波器時間顯示范圍的修改： 單擊示波器的參數設置圖標， 引出示波器參數設置窗（如圖十）；在 General 卡片的 Axes 區的

7、 Time range 欄中填寫 5 或 auto ，點擊 OK 鍵，完成設置；圖十：對示波器時間顯示范圍的設置 顯 示 曲 線 的 光 滑 化 設 置 ： 選 中exm070101 模 型 窗 的 下 拉 菜 單 項SimulationConfigurationParameters ，引出仿真參數配置窗（如圖十一） ；再在該窗左側的選擇欄中，選中 Data Import/Export 項，與之相應的參數設置欄便出現在窗口的右側；把右半窗下方 Save options 區中 Refine factor 欄中的默認值改為 5，點擊 OK 鍵，完成設置；圖十一：通過仿真參數配置窗設置輸出曲線光滑因

8、子完成以上修改后的模型窗（如圖十二） ，再次運行 exm070101，可得比較滿意的位移變化曲線，如圖十三。圖十二：仿真參數調整運行后的exm070101模型圖十三：適當地顯示仿真所得的位移變化曲線三、實驗小結在本次實驗中，根據物理定理建立微分方程，并以此微分方程創建 SIMULINK模型的完整步驟：微分方程的整理，模塊的復制，信號線的構畫，模塊參數設置，示波器的調整， 仿真參數的設置。 通過這次實驗， 讓我知道了連續時間系統的建模與仿真，在實驗中，要根據理論數學模型，從系統角度出發，對各模塊的非結構參數進行設置， 還要根據經驗或采用默認方法， 對仿真解算器和仿真終止時間進行設置。那是心與心的交匯，是相視的莞爾一笑，是一杯飲了半盞的酒，沉香在喉，甜潤在心。紅塵中，我們會相遇一些人，一些事，跌跌撞撞里，逐漸懂得了這世界，懂得如何經營自己的內心，使它柔韌，更適應這風雨征途，而不會在過往的錯失里糾結懊悔一生。時光若水，趟過歲月的河，那些舊日情懷，或溫暖或痛楚，總會在心中烙下深深淺淺的痕。生命是一座時光驛站，人們在那里來來去去。一些人若長亭古道邊的萋萋芳草，淪為泛泛之交；一些人卻像深山斷崖邊的幽蘭，只一株，便會馨香滿谷。人生，唯有品格心性相似的人，才可以在錦瑟華年里相遇相知，互為欣賞，互為懂得，并沉淀下來，做一生的朋友。試問，你的生命里，有無來過這樣一個人呢