matalb-Simulink系统仿真.doc

Matlab课程授课提纲 适用专业：自动化
第六次课 简单的simulink仿真应用举例
一、 本次课学习要点
1、simulink仿真
2、模型的设计
二、本次课教学重点
Simulink系统仿真
三、教学基本内容
1、已知系统方程为，试建立系统的模型并仿真
(1)输入信号幅值为2，频率为1rad/s
(2)用scope显示原信号与结果信号

建立模型：主要用到的模块为：sources模块库中的sine wave, math模块库中的product，sinks模块库中的scope。
Signals模块库中的mux模块。

仿真结果

2、简单的系统的仿真分析
已知某系统的方程为，其中
建立模型：主要用到的模块为：sources模块库中的sine wave,constant(产生特定的时间)，clock（表示系统运行时间），nonlinear模块库中（signal routing）的switch,math模块库中的gain,relational operator (系统中的时间逻辑关系)，sinks模块库中的scope。

需要修改的是switch修改为0.5（在0-1之间）
仿真结果为：

为了解决不光滑的问题可以修改图中的步长一项。改为0.1则平滑许多。

3、已知用来描述系统的微分方程为，其中u(t)的幅值为1，频率为的方波信号，试建立系统的模型。
建立模型：soucres库中的signal generator，math模块库中的gain，sum,continuous库中的integrator（进行积分运算），sinks模块库中的scope

需要修改的方波信号频率，幅值都需要修改。

仿真结果为

4、已知某二阶系统的开环传递函数为：
试求：（1）建立仿真模型并观察其单位阶跃相应
（2）若对其构成的单位负反馈进行PID校正，且P=5,I=10,D=1,观察其单位阶跃相应
（3）对PID进行封装，创建PID子系统，观察对过渡过程的影响。
系统的模型：采用continous模块库中的Transfer Fcn，sources模块库中的step，sinks模块库中的scope

进行修改（step time由1秒改为0秒） ，仿真结束时间设置为20秒

仿真结果

仿真结果看到，开环系统的阶跃响应超调很大，并且过程稳态时间很长。

仿真结果为

选中PID个模块，创建子系统ctrl+G

ctrl+M打开子系统并设置。

5、晶闸管元件的仿真
晶闸管工作原理：当阳极（a）与阴极（k）之间有正向电压及门极与阴极（g）有正向电压则晶闸管导通，截止的条件是阳极电流减少到一定的数值以下才可以关断，所以成为半控电力电子器件。

脉冲发生器改变参数，通过设置phase delay来改变控制角。

选择ode23tb算法（在solver中）开始仿真时间为（0秒-停止时间为0.1秒），信号发生器延时时间为0秒
ＲＬＣ回路选择测量电压值。

五条线为：负载电流，负载电压，晶闸管电流，晶闸管电压，触发脉冲信号。

上例中负载为感性负载，在交流电源的正半周结束维持短时间电流，晶闸管不可能马上关断。主要在第二条线。
解决办法：在上面的模型增加一个电力二极管。