matlab应用仿真

《matlab应用仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、《MATLAB应用仿真》姓名：张雄英学号:201140078班级：自动化1101利用simulink对质量—弹簧—阻尼器系统进行仿真研究一、课题目的1．熟悉MATLAB桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK功能模块的使用方法。2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。二、课题要求如图所示胡质量—弹簧-阻尼器系统。当质量系数m=1,弹簧刚性系数k=4时，为了始系统的单位阶跃响应不发生振荡，阻尼系数f(0<=f<=10)应在什

2、么范围内取值？利用Simulink对上述系统进行仿真研究。三、课题内容1.实验图形如下：如图所示的质量-弹簧-阻尼系统。当质量系数m=1，弹簧钢性系数K=4时，为了使系统的单位阶跃响应不发生震荡，阻尼系数应在什么范围内取值。2.图中r(t)是外力，y(t)是质量块的位移，k是弹簧的弹性系数，m是质量块的质量，f是粘滞摩擦系数。系统中，假设摩擦力与质量块运动的速度成正比。根据牛顿第二定律，该系统在外力r(t)的作用下，当地小的弹簧拉力ky(t)和阻尼器的阻力时，是质量块产生了加速度。于是得到r(t)与质量块位移y(

3、t)之间的微分方程模型为：式是一个二阶线性常微分方程对上式进行拉普拉氏变换得到：即可以得到：3、建立数学模型：这是一个二阶常微分方程，为了后续步骤的需要，将他转换为状态方程和输出方程：采用数值积分发的欧拉公式，可以得到离散状态方程及输出方程：4.采用matlab编程，文件名为zhangxiongying201140078.m。程序如下：m=4;k=1;%质量系数m值，弹簧钢性系数k值f=input('请输入阻尼系数f:');%从键盘输入阻尼系数f值t=0;T=0.01;%设置时间t课仿真步T的初值A=[01;-k

4、/m-f/m];%计算状态方程矩阵B=[01/m]';tmax=10;%置仿真总时间tmax的初值x=[0,0]';%置状态变量初值，其中x(i)代表xi(0)Y=0;%Y为N*1阵，记录输出y，初值时为1*1阵，N为总步数H=t;%H为N*1阵，记录时间t，出至时为1*1阵while(t

5、线grid;%在“坐标纸”上画小方格一、结果分析1.Matlab仿真如下：不同阻尼系数下的仿真图如下：2.simulink仿真如下：不同阻尼系数下的仿真图如下：由此可见：阻尼系数越高，系统稳定性越好。