实验⼀典型环节及其阶跃响应仿真
利⽤simulink进⾏仿真的步骤:1.打开Matlab软件;
2.在Command Window命令⾏>>后输⼊simulink并回车或点击窗⼝上部图标直接进⼊simulink界⾯;
3.在simulink界⾯上点击File-New-Modle就可以在新的界⾯上建⽴系统的仿真模型了;
4.在左⾯的器件模型库中找到所需模型,⽤⿏标将器件模型拖到建⽴的界⾯上,然后⽤⿏标将它们⽤连线连起来,系统的仿真模型就建⽴起来了;
5.点击界⾯上部的图标‘’进⾏仿真,双击⽰波器就可以看到仿真结果。实验要⽤到的元件模型的图标及解释如下:阶跃信号:在simulink-source中可以找到,双击可以设定阶跃时间。
sum:在simulink-math operations中可以找到,双击可以改变器属性以实现信号相加还是相减;⽐例环节:在simulink-math operations中可以找到,双击可以改变器属性以改变⽐例系数;
积分环节:在simulink-continues中可以找到;
传函的⼀般数学模型表达形式:在simulink-continues中可以找到,双击可以对传递函数进⾏更改(通过设定系数)。
⽰波器:在simulink-sinks中可以找到。实验⼀
典型环节及其阶跃响应
⼀、实验⽬的1.通过观察典型环节在单位阶跃信号作⽤下的动态特性,熟悉各种典型环节的响应曲线。2.定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。3.初步了解MATLAB 中SIMULINK 的使⽤⽅法。⼆、SIMULINK 实例
1.掌握⽐例、积分、⼀阶惯性、实际微分、⽐例+微分、⽐例+积分环节的动态特性。[例题]:观察实际微分环节的动态特性
(1)连接系统,如上图所⽰:
(2)参数设置:在simulation/paramater 中将仿真时间(Stop Time )设置为10秒,⽤⿏标双击实际微分环节,设Kd=1,Td=1(3)仿真:simulation/start,仿真结果如图1-1所⽰。
(4)改变Td、Kd,观察仿真结果有什么变化。
三、实验内容
1.⽐例环节的模拟电路、SIMULINK 图形及其相应的传递函数如图1-3。
⽐例环节传递函数:G(S)=R2/R1
图1-1实际微分环节的动态特性
(a)⽐例环节的模拟电路(b)⽐例环节的SIMULINK图形图1-3⽐例环节
2.惯性环节的模拟电路及其传递函数如图1-4。
惯性环节传递函数:G(S)=-K/TS+1K=R2/R1,T=R2C (a)惯性环节的模拟电路(b)惯性环节的SIMULINK图形图1-4惯性环节
3.积分环节的模拟电路及传递函数如图1-5。
积分环节传递函数:G(S)=1/TS T=RC
(a)积分环节的模拟电路(b)积分环节的SIMULINK图形图1-5积分环节
4.微分环节的模拟电路及传递函数如图1-6。
微分环节传递函数:G(S)=-RCS
(a)微分环节的模拟电路(b)微分环节的SIMULINK图形图1-6微分环节
5.⽐例+微分环节的模拟电路及传递函数如图1-7(未标明的C=0.01uf)。
⽐例+微分环节传递函数:G(S)=-K(TS+1),K=R2/R1,T=R2C(a)⽐例+微分环节的模拟电路(b)⽐例+微分环节的SIMULINK图形图1-7⽐例+微分环节
6.⽐例+积分环节的模拟电路及传递函数如图1-8。
⽐例+积分环节传递函数:G(S)=K(1+1/TS),K=R2/R1,T=R2C (a)⽐例+积分环节的模拟电路(b)⽐例+积分环节的SIMULINK图形图1-8⽐例+积分环节四、实验报告要求
1.画出所要求的系统模块图。2.画出相应的系统阶跃响应曲线。
3.叙述振荡环节中阻尼系数对环节的影响。