Matlab的Simulink仿真实验S函数的分析.doc

实验三：SIMULINK仿真技术实验
——SIMULINK常用模块应用及建模仿真、子系统与模块封装技术应用
一、 SIMULINK常用模块应用及建模仿真
1、（1）利用积分模块等建立的描述该系统的SIMULINK模型：

在Matlab的Command窗口中设置参数u的大小。以及在两个积分器中分别设置x1,x2的初始值。
程序：
plot(tout,x1) %得时间响应曲线
plot(tout,x2)
plot(x1,x2) %得相平面曲线

当u=1,x1初始值为1，x2初始值为2时，
时间响应曲线分别如下：

相平面曲线：

当u=2,x1初始值为-0.7，x2初始值为-0.7时，
时间响应曲线：

相平面曲线：

（2）simulink仿真模型如下所示：

得到的各曲线图和上题一样，以下不做叙述。

2、下图分别是基于SIMULINK的仿真数学模型。
第一个模型：

第二个模型：

3、第一种方法：Simulink图形如下：

（注：由于此处的y是一个1*1的矩阵，所以我选用了Display数值显示模块来显示y参数的大小。）
在Matlab的Command窗口中输入[A,B,C,D]=linmod('lab31')，即可得到该模型的状态空间表达式如下：
A =

-1.0000 0 -3.0000
1.0000 -1.0000 0
-5.0000 -1.0000 -3.0000

B =

1.0000 0
0 0
0 1.0000

C =

-1.0000 0 0

D =

1 -5

第二种方法:Simulink图形如下所示：

在Matlab的Command窗口中输入[A,B,C,D]=linmod('lab31')，即可得到该模型的状态空间表达式如下：
A =

-1.0000 0 -3.0000
1.0000 -1.0000 0
-5.0000 -1.0000 -3.0000

B =

1.0000 0
0 0
0 1.0000

C =

-1.0000 0 0

D =

1 -5
4、考虑双输入双输出系统的状态方程。
方法1：将增益模块更改为矩阵增益；

>>plot(tout,xout)
>> plot(tout,yout)
输出曲线：

状态曲线：

方法2：利用下列模块建立模型；

方法3：利用LTI系统模块建立模型。

方法2和方法3中得到状态曲线和输出曲线的方法和方法1一样，在此不做叙述。

5、将下列给出的两个多变量系统传递函数矩阵分别用SIMULINK表示出来，其SIMULINK模型分别如下图所示：

二、 SIMULINK子系统与模块封装技术应用
1、 建立如同所示的模型，选择输入输出模块之间的所有模块创建子系统，得到创建带有子系统的模型和子系统模型。
解题步骤：在SIMULINK中搭建如图所示模型图。而后选中模型中除输入Signal Generator和输出Terminator和Scope的所有基本模块组合，单机Edit下的Great Subsystem，创建子系统，如下图所示。

2、 线性系统由微积分方程组成：
（1）采用积分器方法在SIMULINK上建立的模型如下图所示：

（2）

三、 基于SIMULINK的动态系统仿真应用
1、在SIMULINK下建立的仿真图形如下：

（2）将上图中的SIMULINK仿真模型的输入信号设置为单位阶跃信号，由此在MATLAB中运行后可由示波器直接观察输出信号的波形如下图所示。

2、 电路如图所示，用示波器观察各支路电流的曲线。Simulink仿真模拟图如下所示：

当频率为60HZ时，

当频率为20HZ时，

当频率为100HZ时，

3、 在SIMULINK下，建立仿真模型，观察响应曲线。
SIMULINK仿真模型如下所示：

观察的响应曲线如下所示：