2022年MATLABsimulink系统仿真分析仿真报告,DOC.pdf

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1、仿真报告课程名称：自动化技术导论报告题目： MATLAB/simulink系统仿真分析班级姓名学号xxxxxx自动化学院2016 年 4 月精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 软件版本： MATLAB R2010b MATLAB 强处理能力MATLAB 是一个包含大量计算算法的集合。其拥有600多个工程中要用到的数学运算函数，可以方便的实现用户所需的各种计算功能。函数中所使用的算法都是科研和工程计算中的最新研究成果，而且经过了各种优化

2、和容错处理。在通常情况下，可以用它来代替底层编程语言， 如 C和 C+ 。在计算要求相同的情况下，使用 MATLAB 的编程工作量会大大减少。 MATLAB 的这些函数集包括从最简单最基本的函数到诸如矩阵， 特征向量、 快速傅立叶变换的复杂函数。函数所能解决的问题其大致包括矩阵运算和线性方程组的求解、微分方程及偏微分方程的组的求解、符号运算、傅立叶变换和数据的统计分析、工程中的优化问题、稀疏矩阵运算、复数的各种运算、 三角函数和其他初等数学运算、多维数组操作以及建模动态仿真等。MATLAB 图形处理MATLAB 自产生之日起就具有方便的数据可视化功能，以将向量和矩阵用图形表现出来，并且可以对图

3、形进行标注和打印。高层次的作图包括二维和三维的可视化、 图象处理、动画和表达式作图。 可用于科学计算和工程绘图。 新版本的 MATLAB对整个图形处理功能作了很大的改进和完善，使它不仅在一般数据可视化软件都具有的功能 （例如二维曲线和三维曲面的绘制和处理等）方面更加完善， 而且对于一些其他软件所没有的功能 （例如图形的光照处理、 色度处理以及四维数据的表现等），MATLAB 同样表现了出色的处理能力。 同时对一些特殊的可视化要求，例如图形对话等， MATLAB 也有相应的功能函数，保证了用户不同层次的要求。另外新版本的 MATLAB 还着重在图形用户界面（ GUI）的制作上作了很大的改善，对这

4、方面有特殊要求的用户也可以得到满足。MATLAB 对许多专门的领域都开发了功能强大的模块集和工具箱。一般来说，它们都是由特定领域的专家开发的，用户可以直接使用工具箱学习、 应用和评估不同的方法而不需要自己编写代码。 领域，诸如数据采集、数据库接口、概率统计、样条拟合、优化算法、偏微分方程求解、神经网络、小波分析、信号处理、图像处理、系统辨识、控制系统设计、LMI 控制、鲁棒控制、模型预测、模糊逻辑、金融分析、地图工具、非线性控制设计、实时快速原型及半物理仿真、嵌入式系统开发、定点仿真、 DSP 与通讯、电力系统仿真等，都在工具箱（Toolbox ）家族中有了自己的一席之地。MATLAB 程序接

5、口新版本的 MATLAB 可以利用 MATLAB 编译器和 C/C+ 数学库和图形库，将自己的MATLAB 程序自动转换为独立于MATLAB 运行的 C和 C+ 代码。允许用户编写可以和 MATLAB 进行交互的 C或 C+ 语言程序。另外， MATLAB 网页服务程序还容许在Web应用中使用自己的MATLAB 数学和图形程序。 MATLAB 的一个重要特色就是具有一套程序扩展系统和一组称之为工具箱的特殊应用子程序。工具箱是MATLAB函数的子程序库， 每一个工具箱都是为某一类学科专业和应用而定制的，主要包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波分析和系统仿真等方面的应用。MATLAB

6、应用软件开发精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 在开发环境中， 使用户更方便地控制多个文件和图形窗口；在编程方面支持了函数嵌套，有条件中断等；在图形化方面，有了更强大的图形标注和处理功能，包括对性对起连接注释等； 在输入输出方面，可以直接向 Excel 和 HDF5进行连接。MATLAB 应用方面MATLAB 产品族可以用来进行以下各种工作：数值分析数值和符号计算工程与科学绘图控制系统的设计与仿真通讯系统设计与仿真管理与调度优化计算（

7、运筹学）MATLAB 的应用范围非常广，包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。附加的工具箱 （单独提供的专用 MATLAB 函数集）扩展了 MATLAB 环境，以解决这些应用领域内特定类型的问题。MATLAB 运行环境简介进入 MATLAB R2010b 版的 Desktop 操作界面，它是一个高度集成的MATLAB 工作界面。该桌面的上层铺放着三个最常用的界面，以及其他内容 : 菜单栏、工具栏、指令窗、当前目录浏览器、MATLAB 工作内存空间浏览器、历史指令窗等。其默认形式，如图一所示。指令窗该窗是进行各种 MATLAB操作的最主要

8、窗口。在该窗内，可键入各种送给 MATLAB运作的指令、函数、表达式；显示除图形外的所有运算结果；运行错误时，给出相关的出错提示。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 当前目录浏览器在该浏览器中，展示着子目录、M 文件、 MAT文件和 MDL 文件等。对该界面上的 M 文件，可直接进行复制、编辑和运行；界面上的MAT数据文件，可直接送入 MATLAB工作内存。此外，对该界面上的子目录，可进行Windows 平台的各种标准操作。此外，在当

9、前目录浏览器正下方，还有一个“ 文件概况窗 ” ，该窗显示所选文件的概况信息。工作空间浏览器该浏览器默认位于当前目录浏览器的后台，罗列出 MATLAB工作空间中所有的变量名、大小、字节数。在该窗中，对可变量进行观察、 图示、编辑、提取和保存。历史指令窗该窗记录已经运行过的指令、文字都允许复制、重运行及用于产生M 文件。捷径(start)键引出通往本 MATLAB所包含的各种组件、模块库、图形用户界面、帮助分类目录、演示算例等的捷径，以及向用户提供自建快捷操作的环境。下面对几个常用菜单、窗口功能的使用进行介绍。1. 菜单栏MATLAB操作界面菜单提供了“ file” 、 “Edit” 、 “Vi

10、ew” 、 “Web” 、 “Window”和“ Help”菜单。(1)“File”菜单主要负责新建M 文件、图形窗口、仿真模型和GUI设计模型，以及数据导入、路径和属性设置及退出等功能。(2)Edit菜单的个菜单项与Windows 的 Edit 菜单相似。(3)View菜单(4)Web菜单(5)Windows 菜单Windows 菜单提供了在已打开的窗口之间切换的功能。(6)Help菜单Help 菜单提供了进入各类帮助系统的方法。(7)开始菜单上半部分是交互界面窗口的列表；下半部分是常用的子菜单项， 包括 Desktop Tools ，Web，Preferences ，Help 和 Demo

11、s 2. 工具栏（如图）3. 通用操作界面窗口(1)命令窗口（ Command Window）在命令窗口中可键入各种Matlab 的命令、函数和表达式， 并显示除图形外的所有运算结果。命令行的显示方式精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 命令窗口中的每个命令行前会出现提示符“” 。命令窗口内显示的字符和数值采用不同的颜色，在默认情况下，输入的命令、表达式以及计算结果等采用黑色字体。字符串采用紫红色；“if” “for”等关键词采用蓝色。

12、(3)命令窗口中命令行的编辑MATLAB命令窗口不仅可以对输入的命令进行编辑和运行，而且可以对已输入的命令进行回调、编辑和重运行。(4)命令窗口的标点符号(5)数值计算结果的显示格式及设置显示默认格式为：当数值为整数，以整数显示；当数值为实数，以小数后四位的精度近似显示，即以“短”格式显示；如果数值的有效数字超出了这一范围，则以科学记数法显示结果。显示格式设置：选择菜单“ File” “Preferences ” ，则会出现参数设置对话框。4. 历史命令窗口（ Command History）5. 当前目录浏览器窗口（ Current DirectoryBrowser）()当前目录的设置()文

13、件详细列表的使用()或 MAT文件描述区6. 工作空间浏览器窗口（ Workspace Browser）(1)工作空间浏览器窗口用于显示所有MATLAB工作空间中的变量名、数据结构、类型、大小和字节数。(2)可以对变量进行观察、编辑、提取和保存。7. 数组编辑窗口（ Array Editor）()在“format”栏中改变变量的显式类型。()在“Size ” “By”栏中改变数组的大小。()逐格修改数组中的元素值。8. 交互界面分类目录窗口（ LaunchPad）9. M 文件编辑调试器窗口（EditorDebugger ）10. 帮助导航浏览器窗口（ HelpNavigatorBrowser

14、）单击工具栏的？图标； 或选择菜单 “View”“Help” ；或选择菜单“ Help”“ MATLAB Help” 都能出现帮助导航浏览器窗口。以上是 MATLAB R2010b 的软件界面和菜单描述典型使用示例：精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 例：已知单位负反馈二阶系统的传递函数为（） ，试用求取其单位阶跃响应曲线。解：对连续系统的传递函数仿真可以直接运用Continuous 模块库中的 Transfer 模块，本例题需要用到

15、的其他模块有Step模块、加法模块和示波器模块， 建立该单位负反馈系统的仿真模型，如图所示。 Transfer 模块的参数设置如图所示。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 将仿真区间设置为【】 ，执行 Simulation start命令，得到仿真结果如图所示。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - - -