计算机仿真实验报告---SIMULINK仿真.docVIP

信息工程学院03609班 23号 何赛克 第 PAGE 5页  计 算 机 仿 真  报告人：何赛克 信息工程学院 03609-23 学号：031933 任课教师: 望玉梅 200 计算机仿真实验报告 Name: 何赛克 Class: 03609 Number: 23 Data: 2006- 4-26 Teacher : 望玉梅 北 京 邮 电 大 学 Beijing 第二次计算机仿真实验报告 SIMULINK仿真 【连续状态系统仿真】※： （仿真模块见ContinusSystem和ContinusSystemNOSteady两个文件） 【实验说明】：给定一不稳定闭环系统，通过加入零点，使系统变稳定。 仿真过程中，ContinusSystemNOSteady模块为不稳的系统，ContinusSystem模块为加入反馈补偿后的稳定系统。 【实验原理】： 通过劳斯稳定判据的条件来，给系统补缺项，从而使不稳定的系统变得稳定。 【参考模型】： 仿真前参考了\toolbox\simulinks\simdemos\sfcndemo_csfunc.mdl模型（连续状态系统），但模块基本上是完全根据自己的经典控制理论专业知识构建的。 【总体设计思路】： 【Ⅰ】判断确定给定系统的稳定性与否。 给定闭环系统的开环传递函数为： （其中a0） 其闭环系统的传递函数为： （其中a0） 易知系统的特征方程式为：=0 即=0。 又由劳斯稳定判据知： 稳定性为系统的特征方程的所有系数都必须是正值，使系统稳定的必要条件。而给定系统的特征方程中s的系数为0，因此，原系统是不稳定的。 不稳定系统的模块见：ContinusSystemNOSteady。模块中取K=2,a=10. 【顶层模块实现图】 【子系统的模块实现图】 系统的仿真结果如下： 注：实验过程中采取默认设置，设置阶跃函数的跳变时刻为t=1,这样仿真过程在跳变时刻的响应看的也比较清楚。 易见，系统的输出信号并未随时间的增长而逐渐逐渐收敛于某一值，相反地信号随时间的增长有逐渐增大的趋势。以此，原系统是不稳定的。 【Ⅱ】判断是系统稳定的条件 使不稳定系统变稳定的方法有很多，这里考虑在工程中用的比较多的给系统加零点的方法。设计如下： 加入零点b后的系统的开环传递函数为： （其中b0），, 其中是一常数，为增益系数，由后面的稳定性分析可知，并不影响系统的稳定性，引入他是为了改变系统的总增益，即调节输出信号的幅度，以便于观察仿真结果，避免输出信号的幅度过大或过小。 加入零点b后的系统的闭环传递函数为： （其中a0,b0） 易知此时系统的特征方程式为：=0。 列出系统的劳斯表如下： 1 K a bK b K 由劳斯稳定判据可知，系统稳定的条件为：ab,k与只需大于零即可。 由于原系统中取K=2,a=10，所以加入零点后的系统中=10，b=5. 系统的仿真结果如下： 注：实验过程中采取默认设置，设置阶跃函数的跳变时刻为t=1,这样仿真过程在跳变时刻的响应看的也比较清楚。 【实验分析】： 加入零点后系统板稳定了，从直观上看，是由于零点b的引入，使系统的特征方程中的缺项得以补齐（s项的系数由零变为一个正数），满足了劳斯判据的条件，从而使系统最终变为稳定。 【实验技巧】： 为了使仿真实验模块的结构更加的清晰，因此对核心部分进行的封装，构造了子系统，另外，看了MATLAB的帮助文件help后，知道了尽量不要把示波器封装在子系统中，而应留在顶层模块的外部。由于模块的结构比较简单，本人认为没有必要，在划分更细的子系统，因此，只划分了一个子系统。 为了练练手，进一步掌握SUINMULINK，我又下面的混合系统的仿真 【混合状态系统仿真】※：（仿真模块见MixSystem文件） 【实验要求】： 结合自己的专业知识，构建一个混合状态系统进行仿真。 【实验原理】： 根据现代控制理论的知识，对给定的混合状态系统个时刻的离散/连续状态进行分析。 【参考模型】： 仿真前参考了 \toolbox\simulinks\simdemos\sfcndemo_mixedm.mdl（混合系统），但模块基本上是完全根据自己的现代控制理论专业知识构建的。 【实验说明】： 给定系统结构图为： 仿真模块实现如下：