Simulink仿真 實驗報告

集美大學(xué)計算機(jī)工程學(xué)院實驗報告一、實驗?zāi)康模?.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 Generator: 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 Urifdku*11 卜-j-話 d鶴 J卸L1J|a*fcjirAilLrJJBlD797>i.k RaUiVMH%. jiVAUarE UMIjM*13 怙*ll-U-ufatic iT rfTwi ia<!l43 « Ftaai « I2vi>Inplvi pkt MnE / £FEK|UHi-fa£i|n>L Sime ih-arAjrplltudjtiFie0.2ptll" M>riDUT v«THJ A*pdwj*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 oY-Limits 用來設(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 3Irijrut: jifcicessinesHaRiiAE日 aes:10LQ tip亡in at siiulAtion statt Diajilap tht f-ull p athac-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 GetieratarToma!Output Tarious vam forms;T (t) = Ampit Vamrf om (F req, 1)P avaiifiteYSIf (t = AjnpfcVavpforjritFreqj, t)ApplyusntHJedaa_is 23-EIp Took 1ow£lrviiJ 就 io/iHalpTSzopeITitl tll-JR««d-z1DD%y SwwnoiEiffiiJ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。20520|已E城| R>> figure (1):>> plat Ct, slJ :» axi5(0? 3,-2? 21) >> figure(2).>> plot (tj ；>> asiE(0, 3j-2, 2) >> figure .>> 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) IECTjSD(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 ZI 舌 BEH)聲呑®渥搖”|3 區(qū)| 口不趣 MAT LAEHS衣閆有丈生壬加二玉熒證.陰Hi7玄 F iure '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："NL'i、凸尿駅23.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。RMSHirtogri4m| flCF| XCQRRAurlcc rr« I illon恥 IrbonMt jna®Mtdidn$*<RMSStind jrdDe-i jtieHDstrend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(jī)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 4Mode 曲再 咗unn£ Re»i Pon ifi 命臨ne.Da 沖say 境不圈世申GRn-FritnrJ 比 p 二 H就 H A?： flJ Fhj*nrqVw4.利用Simulink仿真下列曲線，取二2兀xQ =sin+ sin 3®t + 丄 sin 5®t + 丄 sin 7®t + 丄 sin 9®t35仿真參考模型如下圖 4-1 所示結(jié)果。1 - 1 79SineWave5 模塊參數(shù)設(shè)置如圖 4-2，請仿真其圖 4-1圖 4-2bued.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遞sdsulat inn.Awplitudjii( .|X A A/lK fl. j£11rlfwvvi1111二1二Ij/'AxxA 1U 7 y V JU p f v 11 工作空間。label:SJJIDUt =tine: JsijnalE： Lx st fust bloeltNanet： " unt ltLed/Ie MorkBpace->> SlUOU-tF BIC口Sine WaveScopevalues! 5】tI iaublejdin4»£in2! LRandom NumberTn Workpac&smout圖 5-2圖 5-1LZ：0US-UUQt =A* ciHfiri-.匚inkLE.Fir Ta 口 li Vmv Sinriawn Hvle:0碼*> 戲-%：令甬 3<uLa: (IeL rtxucijbl<tkT»f -mtLtlijja'To rtswe'nu«E： |J4LeI. d4ubj«)lueiuiHisi J6.用信號發(fā)生器產(chǎn)生1MHz，幅度為15mv的正弦波和方波信號，并通過示波器觀察波形。注意設(shè)置仿真參數(shù)和示波器的掃描參數(shù)和幅度顯示參數(shù)，使得示波器能夠顯示（1+學(xué)號尾數(shù)末位）個正弦波周期。3函11且ISwpuGenesratDrDLn5kD.02Time olTiat. GQp»Id 回胡QQ慮雄廚舊閔攜-OUE I11111*-G0.2S4Cr£5.t1U 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 VciriupaciBan-?:VwrLdbUIm: dzl doubleData; Ixl double» sin-Dut. gigrialsTfi L-5-2 htlti? lwc ti srwiCaed iiftwtrwsu irrnr. m grracruT* in * 砂也右 Fct ienrHMeiMl ruuLvfLH,； datai arin 1fLHjlPLn IS STCCCd OT D4MWUT i a.4 Inf 0: iicL t£0arta>.EfeA 甩r£lrF rD-rKCCEDELtalrito: tsdsta. datauetadsta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。