自动化+电气《计算机仿真技术》2015版实验指导书.docVIP

PAGE  PAGE 21 《计算机仿真技术》实验指导书 电气与信息工程学院实验中心 前 言 计算机仿真技术是利用计算机科学和技术的成果建立被仿真对象的模型，并在某些实验条件下对模型进行动态实验的一门综合性技术。它具有高效、安全、受环境条件的约束较少、可改变时间比例尺等优点，已成为分析、设计、运行、评价、培训系统（尤其是复杂系统）的重要工具，是自动化、电气工程及其自动化本科专业的专业必选课。计算机仿真离不开基本的专业理论知识和计算机编程，因此学习本门课程可以使同学们巩固相关专业领域的基本知识、原理和方法，训练编程能力，掌握仿真的基本概念，并将仿真技术应用在专业领域分析、问题的解决上面，为今后进一步的学习、科研打下基础。 本实验课程注重实践和理论结合，??实验室上机完成全部课程。结合课程和专业特点，实验指导书选取了：熟悉MATLAB环境及基本运算、Matlab程序设计基本方法、MATLAB的图形绘制、Simulink建模与仿真、控制系统的分析（1）—时域分析、控制系统的分析（2）—根轨迹分析、控制系统的频率特性分析这几部分内容，作为学习仿真技术的主要内容。希望同学们在实验课前要做好预习工作，掌握基本方法和原理，实验课堂上做好每个实验，对实验结果要做好必要的记录和保存，课后认真完成实验报告。只要认真对待每一次实验练习，相信同学们在专业理论知识和编程仿真实践上真正会有所收获。 目 录  TOC \o 1-1 \h \z \u  HYPERLINK \l _Toc450743184 实验一 Simulink建模与仿真（设计性实验）  PAGEREF _Toc450743184 \h 2  HYPERLINK \l _Toc450743185 实验二 控制系统的分析（1）  PAGEREF _Toc450743185 \h 10  HYPERLINK \l _Toc450743186 实验三 控制系统的分析（2）（设计性实验）  PAGEREF _Toc450743186 \h 13  HYPERLINK \l _Toc450743187 实验四 控制系统的频率特性分析（设计性实验）  PAGEREF _Toc450743187 \h 17  实验四 Simulink建模与仿真（设计性实验） 一、实验目的 1、学习SIMULINK 软件工具的使用方法； 2、用SIMULINK 仿真线性系统。 二 实验原理 1、SIMULINK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MATLAB语言的主要区别在于，其与用户交互接口是基于Windows的模型化图形输入，其结果是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。 所谓模型化图形输入是指SIMULINK提供了一些按功能分类的基本的系统模块，用户只需要知道这些模块的输入输出及模块的功能，而不必考察模块内部是如何实现的，通过对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（以.mdl文件进行存取），进而进行仿真与分析。 2、SIMULINK的启动 进入SIMULINK界面，只要你在MATLAB命令窗口提示符下键入‘SIMULINK’，按回车键即可启动SIMULINK软件。在启动S IMULINK软件之后，SIMULINK的主要方块图库将显示在一个新的Windows中。如图4-1所示： ? 在MATLAB命令窗口中输入simulink ： 结果是在桌面上出现一个称为Simulink Library Browser的窗口，在这个窗口中列出了按功能分类的各种模块的名称。 图4-1 SIMULINK的主要方块图库 3、SIMULINK的模块库介绍 ?SIMILINK模块库按功能进行分为以下8类子库： Continuous（连续模块） Discrete（离散模块） FunctionTables（函数和平台模块） Math（数学模块） Nonlinear（非线性模块） SignalsSystems（信号和系统模块） Sinks（接收器模块） Sources（输入源模块） 4、SIMULINK简单模型的建立 （1）建立模型窗口 （2）将功能模块由模块库窗口复制到模型窗口 （3）对模块进行连接，从而构成需要的系统模型 5、SIMULINK功能模块的处理 （1）模块库中的模块可以直接用鼠标进行拖曳（选中模块，按住鼠标左键不放）而放到模型窗口中进行处理。 （2）在模型窗口中，选中模块，则其4个角会出现黑色标记。此时可以对模块进行以下的基本操作： 移动：选中模块，按住鼠标左键将其拖曳到所需的位置即可。若要脱离线而移动，可按住shift键，再进行拖