实验1 simulink仿真结果分析
一、实验目的
1.掌握利用各种工具箱来构造自己的仿真分析程序
2.掌握常用的仿真结果分析方法
3.观察轨迹输出
4.掌握线性化的方法
5.分析线性化函数
6.了解平衡点的确定分析方法
二、 实验步骤
对式 x’=Ax+Bu
y = Cx+Du 的线性状态空间模型,对应以下的一个系统模型图。

图1-1 系统模型图
1.提取线性模型
>> [A B C D]=linmod('text11')
A =
-0.2000 6.0000
-0.5000 -1.5000
B =
0 0
1.0000 1.0000
C =
-0.5000 0
0 2.0000
D =
1 1
0 0
2. 求相位、幅度与频率图
>> bode(A,B,C,D)
图1-2 Bode相位、幅度与频率图
3.求取阶跃响应曲线
>> step(A,B,C,D)
图1-3 阶跃响应曲线
4.求取冲击响应曲线
>> impulse(A,B,C,D)
图1-4 冲激响应曲线
5. 求平衡点
>> [x,u,y,dx,options]=trim('text11')
x =
u =
y =
dx =
options =
Columns 1 through 10
0 0.0001 0.0001 0.0000 0 0 1.0000 0 0 7.0000
Columns 11 through 18
2.0000 0 2.0000 500.0000 0 0.0000 0.1000 1.0000
迭代次数
>> options(10)
ans =
7
1) 求一个在X=[1;1],U=[1,1];附近的平衡点
>> x0=[1;1]
x0 =
1
1
>> u0=[1;1];
>> [x,u,y,dx,option]=trim('s518',x0,u0)
x =
1.9355
0.0645
u =
0.5323
0.5323
y =
0.0968
0.1290
dx =
1.0e-009 *
0.1545
0.0366
option =
Columns 1 through 10
0 0.0001 0.0001 0.0000 0 0 1.0000 0.9355 0 25.0000
Columns 11 through 18
5.0000 0 2.0000 500.0000 0 0.0000 0.1000 1.0000
>> options(10)
ans =
7
2) 求输出点为3的平衡点
>> y=[3;3]
>> iy=[1;2]
>> [x,u,y,dx,options]=trim('s518',[],[],y,[],[],iy)
x =
51.4286
1.7143
u =
14.1429
14.1429
y =
2.5714
3.4286
dx =
1.0e-014 *
0.5329
0.1776
options =
Columns 1 through 10
0 0.0001 0.0001 0.0000 0 0 1.0000 0.4286 0 19.0000
Columns 11 through 18
4.0000 0 2.0000 500.0000 0 0.0000 0.1000 1.0000
3) 求输出为4，导数设为0和1的平衡点
>> y=[4;4]
>> iy=[1;2]
>> dx=[0;1]
>> idx=[1;2]
>> [x,u,y,dx,options]=trim('s518',[],[],y,[],[],iy,dx,idx)
x =
60.0000
2.0000
u =
17.0000
17.0000
y =
4.0000
4.0000
dx =
0.0000
1.0000
options =
Columns 1 through 10
0 0.0001 0.0001 0.0000 0 0 1.0000 0.0000 0 25.0000
Columns 11 through 18
5.0000 0 2.0000 500.0000 0 0.0000 0.1000 1.0000
>> options(10)
ans =
25
三、结论
1．仿真结果分析是进行建模与仿真的一个重要环节,结果的分析有助于模型的改进完善,同时结果分析也是仿真的主要目的。

2．simulink提供了一些仿真结构分析的函数和命令，可以根据模型的特点和需要来构造仿真分析程序。