图3
添加模块后的模型窗口
3、设置各模块参数 功能模块在添加到模型窗口后，它的参数都为默认值，这些参数值并不完全符 合我们的要求，因此需要手工设置功能模块的参数。下面以 Gain 模块为例说明修改 模块参数的方法。
图4
比例运算模块参数窗口
双击模型窗口中的 Gain 模块，系统即弹出“Block Parameters: Gain”对话框， 如图 4 所示，从中可以看出参数“Gain”即该模块的放大倍数为 1，而本例中所需ຫໍສະໝຸດ Simulink 仿真简介
Simulink 是 MATLAB 软件的扩展， 它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包， 它与用户的交互接口是基于 Windows 的模型化图形界面，使得用户可以把更多的精 力投入到系统模型的构建，而非语言的编程上。Simulink 提供了一些按功能分类的 基本系统模块，用户只需要知道这些模块的输入输出及模块的功能，而不必考查模 块内部是如何实现的，通过这些基本模块的调用，再将它们连接起来就可以构成所 需要的系统模型，进而进行仿真与分析。 在 MATLAB 命令窗口中输入“Simulink” ，或单击 MATLAB 主窗口中的快捷按 钮 ，即可启动 Simulink 。Simulink 启动后在桌面上出现一个称为“Simulink
一、实验目的 ..................................................................................................................... 15 二、实验内容 ..................................................................................................................... 15 三、实验步骤 ..................................................................................................................... 15 四、实验报告要求 ............................................................................................................. 16 五、实验数据表 ................................................................................................................. 16
X i (s)
+ -
9
1 s
1 0.5s 1
X o (s)
图2
实例系统方框图
操作步骤： 1、新建模型窗口 启动 Simulink 后在 “Simulink Library Browser” 窗口中单击菜单项 “File” → “New” →“Model” ，或者单击工具栏上的新建按钮，系统就会打开一个新的空白模型窗口。 2、添加所需的功能模块 在此实例中，系统的前向通道包含一个比例环节、一个积分环节和一个惯性环 节，这三个环节可分别使用 Math Operation 库中的 Gain 模块、Continuous 库中的 Integrator 模块和 Transfer-Fcn 模块来实现。反馈回路中的相加点可以使用 Math
一、实验目的 ....................................................................................................................... 8 二、实验内容 ....................................................................................................................... 8 三、实验步骤 ....................................................................................................................... 9 四、实验报告要求 ............................................................................................................. 10 五、实验数据表 ................................................................................................................. 11 实验三 系统频率特性测量 ................................................................................................. 12
Math Operations （数学操作模块库） Signal Routing （信号通路模块库） Sinks （接收器模块库） Sources （输入源模块库）
Sum Gain Mux Scope Sine Wave Step
下面以一个简单的例子来说明 Simulink 的建模及仿真的过程，希望大家通过练 习这个实例掌握 Simulink 的基本操作方法，为做好后续实验打下良好的基础。 例：一个系统的方框图如图 2 所示，在 Simulink 中建立此系统模型，并对系统 输入一个单位阶跃信号，利用示波器显示系统的实际输出和理想输出。
2
Operation 库中的 Sum 模块实现。为了得到系统的单位阶跃响应，还需要 Sources 库 中的 Step 模块作为输入信号，以及 Sink 库中的 Scope 模块来显示实际输出。另外， 本例要求在示波器中同时显示系统的实际输出和理想输出，因为此系统为单位反馈 系统，故其理想输出和输入信号相同，为了在示波器中同时显示两路信号，需要添 加 Signal Routing 库中的 Mux 模块。 这里以 Step 模块为例来说明向模型窗口中添加模块的方法，要添加 Step 模块， 首先在“Simulink Library Browser”窗口中，单击左侧树形列表中的“Sources”库， 窗口右侧的列表框即显示出该库所包含的所有功能模块，在这些功能模块中找到 “Step”模块，用鼠标左键把它拖动到模型窗口，或者右键单击该模块，在弹出的 快捷菜单中单击“Add to ’untitled’” ，模型窗口中就出现了一个 Step 模块。使用相同 的方法添加本例中所需的模块，并适当排列后，模型窗口应大致如图 3 所示。
一、实验目的 ....................................................................................................................... 6 二、实验内容 ....................................................................................................................... 6 三、实验步骤 ....................................................................................................................... 7 四、实验报告要求 ............................................................................................................... 7 实验二 二阶系统阶跃响应 ................................................................................................... 8
控制工程基础实验 指导书
严中俊
湖南人文科技学院机电工程系 ２０１３年１１月
目
录
SIMULINK 仿真简介 .............................................................................................................. 1 实验一 典型环节及其阶跃响应 ........................................................................................... 6
一、实验目的 ..................................................................................................................... 12 二、实验内容 ..................................................................................................................... 12 三、实验步骤 ..................................................................................................................... 12 四、实验报告要求 ............................................................................................................. 14 五、实验数据表 ................................................................................................................. 14 实验四 控制系统的稳定性分析 ......................................................................................... 15