Simulink仿真 實驗報告

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1、集美大學(xué)計算機工程學(xué)院實驗報告 一、實驗?zāi)康模? 1.熟悉 Simulink 工作環(huán)境及特點 2.掌握線性系統(tǒng)仿真常用基本模塊的用法 3.掌握 Simulink 的建模與仿真方法。 二、實驗內(nèi)容和步驟 1?用信號發(fā)生器產(chǎn)生0.2Hz，幅度為1V的正弦波和方波信號，并通過示波器觀察波形。 啟動simulink-＞選擇Blank Mode卜〉點擊Library Browser選擇輸入源模塊以及接收端模塊 選擇Sources: Sine Wave作為輸入源模塊，并設(shè)置頻率參數(shù)為2 n f即o.4*pi，接收端選擇Scope模塊 開始仿真 選擇Sources :Signal Gene

2、rator: Square作為輸入源，設(shè)置頻率，選擇示波器開始仿真 學(xué)skhd--融』沁 Hi ￡410'Jri1! WdiriM Urifdk u*11 卜 -j-話 d 鶴 J ?卸 L1J| a*fcjirAilLrJ □ J Bl D 7 ■ ?9 7> i.k RaUiVMH%. jiVAUar E UM IjM *13 怙* ll-U-u fatic iT rfTwi ia Inplvi pkt MnE ■■ / ￡FEK|UH i-fa ￡i

3、|n>L Sime ih-ar Ajrplltudjti Fie 0.2 ptll" M>riDUT ■?v? THJ ■ A*pd?wj?*Tc3：ii【Enici. *) 問題 1.1：請總結(jié)一下示波器的使用方法，有哪些主要參數(shù)需要設(shè)置？ 示波器的參數(shù)設(shè)置主要有： Number of input ports 這一項用來設(shè)置示波器的輸入端口數(shù) Layout 這一個操作可以用來設(shè)置輸出格式，比如同時輸出三個不同的波形圖 Time span 這一項用來設(shè)置橫坐標(biāo)的長度 Time display offset 用來設(shè)置橫坐標(biāo)的起始端點，通常都為 o Y-Limits 用

4、來設(shè)置縱坐標(biāo)的最大最小值 2.Simulink 仿真實際應(yīng)用 1 建立一個很小的系統(tǒng)，用示波器觀察正弦信號的平方的波形，如圖所示系統(tǒng)中所需的模 塊：正弦波模塊、示波器模塊。正弦波仿真電路和參數(shù)如下：（在 Scope 的 Parameters 里面， 該題目需要將示波器的Number of Input Ports設(shè)置為3,并且通過設(shè)置Layout來改變示波器的輸出格 Nmk'gr ■□￡ input poetsz 3 Irijrut: jifcicessines HaRiiAE日 a^es: 10L Q ~ tip亡in at siiulAtion

5、 statt — Diajilap tht f-ull p ath ac-alxrif 耽Si 問題 2.1：改變兩個正弦波的幅度和頻率，觀察輸出的波形？ Sigtial Getieratar Toma! Output T^arious vam forms; T (t) = Ampit Vamrf om (F req, 1) P avaiifiteYS If (t ] = Ajnpfc

6、VavpforjritFreqj, t) Apply usntHJed a a _ is 23 - EIp Took ^1ow ￡lrviiJ 就 io/i Halp TSzope ITitl tll-J R??d-z 1DD% y Swwnoi EiffiiJ 問題 2.2：通過 m 語言編程實現(xiàn)其波形，給出代碼和顯示圖形。 2 05 □ 2 0 |□已E城| R >> figure (1): >> pl

7、at Ct, slJ : ? axi5([0? 3,-2? 21) >> figure(2). >> plot (tj ； >> asiE([0, 3j-2, 2]) >> figure ⑶. >> plat(1B k31 : >> ?Dfis([0? 3,-2? ?]) ? A 也E 工柞區(qū) C: > Users ? Administrator ? )g：f?S 口 旳 LL 文母(El 新舊 總 M J=A(J) IECTj SD(WJ 帝 EMH] □曰P自|驚〔％罠秤悔凰成 ?遼 丄！ 口 文斗舊林舊 5S.V) SA(L IHll) Si=l(Uj 童

8、 ZI ㈣舌 BE〔H) 聲％呑?渥搖”||3 □區(qū)］| ■口 不趣 MAT LAEHS衣閆有丈生壬加二玉熒證. 陰[Hi ^7^ 玄 F i^ure '2 >> ￡==300. ? N=1000. >> 爐ChH-】； >> f]=l: >> ?=1: >> l=n/f5: >> 3￡ ] = KLn. I?2 tpi*￡ I *t); >> jc2= 2*=sin(2*pi*■￡2*t J , >> 由二:ftL?："N L'i \■、凸尿? ■駅 2

9、 3.Simulink 仿真實際應(yīng)用 2：測量正弦信號的最大值，最小值，振幅，功率 產(chǎn)生一個1Hz，振幅為2.5V的正弦波，用Simulink模塊來測試其最大值、最小值、振 幅、功率。Statistics工具箱如下圖，分別有求離散信號最小值、最大值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、 方差、均方根值、自相關(guān)、互相關(guān)、中值、直方圖、排序等功能模塊。 RMS Hirtogri 4m | flCF | XCQRR Aurl^cc rr? I illon 恥 Irbon Mt jn a ? Mtdidn $**< RMS Stind jrd De^-i jtieH

10、 Dstrend 建立模型時需要注意將連續(xù)信號用零階保持模塊離散化，然后才能使用 DSP 工具箱中 的模塊。理論上正弦波的功率計算是：P= (A/sqrt(2)) 9=(2.5/1.414) A2=3.1259W。通過如 下仿真可以看出，模塊輸出的結(jié)果是動態(tài)變化的隨機量，數(shù)值上不必急理論結(jié)果。 rTl 沖 lipH 甘業(yè)撫1也召的而直巾的—h伍"可總世■為0?】. Il Minima ■工!>■* 片叫 Vu-Laife 4 Mode 曲再 咗unn￡? Re?i Pon ifi 命臨ne.Da 沖］say ■境不圈世■申 GRn-Fritnr J 比 p 二 H■就 H ■

11、 A?： fl J Fhj*nrq Vw 4.利用Simulink仿真下列曲線，?、榷?兀 xQ =sin + — sin 3?t + 丄 sin 5?t + 丄 sin 7?t + 丄 sin 9?t 3 5 仿真參考模型如下圖 4-1 所示 結(jié)果。 1 ? - 1 ?— 7 9 SineWave5 模塊參數(shù)設(shè)置如圖 4-2，請仿真其 圖 4-1 圖 4-2 bued. 5.建立一個簡單模型，用信號發(fā)生器產(chǎn)生一個幅度為2V、頻率為0.5Hz的 正弦波，并疊加一個 0.1V 的噪聲信號，將疊加后的信號顯示在示波器上并傳

12、遞 sdsulat inn. Awplitudjii ( \. |X A A /l K fl. j￡ 11 r l fwvvi 1 1 1 1 二 1 二 I j □ /'■AxxA 1 U 7 y V \J U p f v \ 11 \ 工作空間。

13、 label: SJJIDUt = tine: [J sijnalE： [Lx] st fust] bloeltNanet： " unt ltLed/Ie MorkBpace- >> SlUOU-tF BIC口 Sine Wave Scope values! [5】tI iaublej din4?￡i^n2! L Random Number Tn Work^pac& smout 圖 5-2

14、 圖 5-1 LZ： 0 U S-UUQt = A* ciHfiri-.匚i^nkLE. Fir Ta 口 li Vmv Sinriawn Hvle: 0?碼⑥*> ■戲-%?□：令甬 ■ 3

15、波 器能夠顯示（1+學(xué)號尾數(shù)末位）個正弦波周期。 3函11且I Swpu GenesratDr ■DLn5k ■D.02 Time olTiat. G Q^p? Id 回 ◎胡QQ慮雄廚舊閔■攜 - ■OUE I 1 1 1 1 1 *- G 0.2 S4 Cr￡ 5.t 1 U 14 本題將示波器的 Time Span 設(shè)置為 1.7E-5 表示橫坐標(biāo)是剛好可以畫出 17 個周期的長度，然后將 Simulation Stop Time 也設(shè)置為這個值表示繪出 17 個周期之后結(jié)束。 三、實驗報告要求 1.回答實驗內(nèi)容和步驟上面所有的問題。并

16、總結(jié)本次實驗遇到哪些問題？你是怎么解決 的？如何避免下次實驗再遇到同樣的問題？ ?在設(shè)置Sine Wave的頻率參數(shù)時候沒有注意到單位是弧度每秒，而我們常用的單位是赫茲，這就 需要轉(zhuǎn)換一下。為了避免再次忘記我覺得可以選擇Signal Generator作為輸出源模塊，里面可以選擇正弦波 也可以選擇頻率單位為赫茲。 在做第五題時在命令窗口輸入simout.signals時會提示類"timeseries”沒有恰當(dāng)?shù)姆椒?屬性或signals。 解決方法就是將 simout 模塊的 save format 修改為 structure。 Td Vciriupaci Ban-?: VwrLdb

17、U [Im: [d]zl double] Data; [□Ixl double] ? sin-Dut. gigrials Tfi L-5-2 h ?tlti? lwc ti srwiCaed iiftwtrwsu irrnr. m grracruT* in * 砂也■右 Fct ienrHMeiMl ruuLvfLH,； datai ar in 1 fLHjlPLn IS STCCC^d OT D4MWU T i a.4 Inf 0: [iicL t~￡0arta>. 』EfeA 甩?r^￡lrF rD-^r^KCCE DELtalrito:[⑵ tsdsta. dataue

18、tadsta] 更昜展性.方送 ?沒有學(xué)會如何設(shè)置示波器使得它橫坐標(biāo)以2為步長，如何使得縱坐標(biāo)只顯示最大值最小值兩個刻 度，不知道參數(shù)里面是否可以這樣設(shè)置，還是說要在命令窗口輸入來控制。 2.怎么利用 Simulink 建模仿真？有哪些步驟？ （1） 建立數(shù)學(xué)模型：根據(jù)通信系統(tǒng)的基本原理，將整個系統(tǒng)簡化到源系統(tǒng)，確定總的系統(tǒng)功能，并 將各部分功能模塊化，找出各部分之間的關(guān)系，畫出系統(tǒng)流程框圖模型。 （2） 仿真系統(tǒng)：根據(jù)建立的模型，從 Simulink 通信模型庫的各個子庫中，將所需要的單元功能模塊 拷貝到Untitled窗口，按系統(tǒng)流程框圖模型連接，組建要仿真的通信系統(tǒng)模型。 （3） 設(shè)置、調(diào)整參數(shù)：參數(shù)設(shè)置包括運行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置（如系統(tǒng)運行時間、采樣速率等）和功能模 塊運行參數(shù)設(shè)置（正弦信號的頻率、幅度、初相；低通濾波器的截止頻率、通帶增益、阻帶衰減等）。 （4） 分析仿真數(shù)據(jù)和波形：在系統(tǒng)模型的關(guān)鍵點處設(shè)置觀測輸出模塊，用于觀測仿真系統(tǒng)的運行情 況，以便及時調(diào)整參數(shù)，分析結(jié)果。