simulink实例(有好多实例)

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1、南 京 航 空 航 天 大 学 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 1 基 于 MATLAB/SIMULINK的 系统 建 模 与 仿 真 任 课 教 师 ： 刘 燕 斌 二 一 零 年 三 月 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真2 Simulink仿 真 实 例xxxxx 44)23( 2 例 题 1,使 用 Simulink创 建 系 统 ,求 解 非线 性 微 分 方 程 .其 初 始值 为 ,绘 制 函 数 的 波 形 .2)0(,0)0( xx 创 建 仿 真 系 统 为 2021/6/7

2、 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真3 Simulink仿 真 实 例 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真4 Simulink仿 真 实 例 例 题 2， 力 -质 量 系 统 ， 要 拉 动 一 个 箱 子（ 拉 力 f=1N)， 箱 子 质 量 为 M(1kg)， 箱 子 与 地面 存 在 摩 擦 力 (b=0.4N(/m/s),其 大 小 与 车子 的 速 度 成 正 比 。 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真5 S

3、imulink仿 真 实 例 其 运 动 方 程 式 为xMxbf 拉 力 作 用 时 间 为 2s， 建 构 的 模 型 为 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真6 Simulink仿 真 实 例 因 有 摩 擦 力 存 在 ， 箱 子 最 终 将 会 停 止 前进 。 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真7 Simulink仿 真 实 例 例 题 3， 力 -弹 簧 -阻 尼 系 统 ， 假 设 箱 子 与 地 面无 摩 擦 存 在 ， 箱 子 质 量 为 M(1kg

4、)， 箱 子 与 墙 壁 间 有线 性 弹 簧 (k=1N/m)与 阻 尼 器 (b=0.3N/ms-1)。 阻 尼 器主 要 用 来 吸 收 系 统 的 能 量 ， 吸 收 系 统 的 能 量 转 变 成热 能 而 消 耗 掉 。 现 将 箱 子 拉 离 静 止 状 态 2cm后 放 开 ，试 求 箱 子 的 运 动 轨 迹 。 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真8 Simulink仿 真 实 例 运 动 方 程 式 为 0 xbkxxM 构 建 的 模 型 为 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真

5、 的 系 统 建 模 与 仿 真9 Simulink仿 真 实 例 因 有 阻 尼 器 存 在 ， 故 箱 子 最 终 会 停 止 运动 。 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真10 Simulink仿 真 实 例 例 题 4， 下 图 所 示 简 单 的 单 摆 系 统 ,假设 杆 的 长 度 为 L,且 质 量 不 计 ,钢 球 的 质 量 为m.单 摆 的 运 动 可 以 以 线 性 的 微 分 方 程 式 来近 似 ,但 事 实 上 系 统 的 行 为 是 非 线 性 的 ,而且 存 在 粘 滞 阻 尼 ,假 设 粘 滞 阻

6、 尼 系 数 为bkg/ms-1. 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真11 Simulink仿 真 实 例 选 取 b=0.03,g=9.8,L=0.8,m=0.3,所 构建 的 模 型 mLbLmg sin 单 摆 系 统 的 运 动 方 程 式 为 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真12 Simulink仿 真 实 例 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真13 Simulink仿 真 实 例 例 题 5

7、:蹦 极 跳 系 统 ： 当 你 系 着 弹 力绳 从 桥 上 跳 下 来 时 ， 会 发 生 什 么 ？ 这 里 ，以 蹦 极 跳 作 为 一 个 连 续 系 统 的 例 子 。 自 由 下 落 的 物 体 满 足 牛 顿 运 动 定律 ： F=ma.假 设 绳 子 的 弹 性 系 数 为 k，它 的 拉 伸 影 响 系 统 的 动 力 响 应 ， 如 果定 义 人 站 在 桥 上 时 绳 索 下 端 的 初 始 位置 为 0位 置 ， x为 拉 伸 位 置 ， 那 么 用 b(x)表 示 绳 子 的 张 力 。 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统

8、 建 模 与 仿 真14 Simulink仿 真 实 例 0,0 0,)( xxkxxb 设 m为 物 体 的 质 量 ， g是 重 力 加 速 度 ，a1,a2是 空 气 阻 尼 系 数 ， 系 统 方 程 可 以表 示 为 xxaxaxbm gxm 21)( 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真15 Simulink仿 真 实 例 在 MATLAB中 建 立 这 个 方 程 的 Simulink模型 ， 这 里 需 要 使 用 两 个 积 分 器 。 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统

9、 建 模 与 仿 真16 Simulink仿 真 实 例 一 旦 x和 它 的 导 数 已 经 搭 好 ， 就 可 以 使 用一 个 增 益 模 块 表 示 空 气 阻 力 比 例 系 数 ， 使 用Function模 块 表 示 空 气 阻 力 中 的 非 线 性 部 分 。 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真17 Simulink仿 真 实 例 b(x)是 通 过 门 槛 为 0的 x条 件 式 确 定 的 ，可 以 使 用 一 个 Switch模 块 来 实 现 判 断 条 件 。 2021/6/7 /SIMULINK的 系

10、 统 建 模 与 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真18 Simulink仿 真 实 例 最 终 系 统 Simulink模 型 方 块 图 为 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真19 Simulink仿 真 实 例 仿 真 过 程 中 ， 设 绳 索 长 度 -30m， 起 始 速度 为 0； 物 体 质 量 为 90kg， g为 9.8m/s2,弹 性系 数 k为 20， a1和 a2均 为 1. 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真20 Simulink仿 真

11、 实 例 仿 真 曲 线 为 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真21 Simulink仿 真 实 例 假 设 未 伸 长 时 绳 索 的 端 部 距 地 面 为 50m,为 了 得 到 更 真 实 的 曲 线 ， 将 50减 去 输 出 位 置 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真22 Simulink仿 真 实 例 可 以 看 到 ， 眺 跃 者 已 经 撞 到 了 地 上 。 仿 真 曲 线 为 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的

12、 系 统 建 模 与 仿 真23 Simulink仿 真 实 例 首 先 在 例 1模 型 中 添 加 一 个 output模 块 ， 并 将 模 型 文 件 保 存 为 bungee_cmd，然 后 建 立 一 个 脚 本 文 件 试 验 不 同 的 k值 ，当 地 面 的 距 离 为 正 时 停 止 仿 真 。 例 题 6， 通 过 例 题 5的 仿 真 ， 可 以 看到 ， 跳 跃 者 的 身 体 碰 到 了 地 面 上 ！ 现 在想 选 择 一 个 安 全 的 绳 索 ， 编 写 一 个 脚 本文 件 尝 试 不 同 的 弹 性 常 数 ， 以 保 证 90千克 重 的 身 体 安 全

13、 的 最 小 弹 性 常 数 值 。 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真24 Simulink仿 真 实 例 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真25 Simulink仿 真 实 例 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真26 Simulink仿 真 实 例 例 题 7， 模 型 和 模 块 的 属 性 中 包 含 回 调 函数 。 下 图 是 蹦 极 跳 的 模 型 方 块 图 ， 当 运 行 这个 模 型

14、时 ， 并 不 需 要 设 置 参 数 ， 这 是 因 为 蹦极 模 型 文 件 中 先 执 行 回 调 函 数 。 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真27 Simulink仿 真 实 例 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真28 Simulink仿 真 实 例 例 题 8， 建 立 一 个 积 分 器 ， 输 入 为 1， 初始 条 件 为 -50， 如 果 输 出 超 过 20， 则 重 置 为 -100。 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与

15、 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真29 Simulink仿 真 实 例 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真30 Simulink仿 真 实 例 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真31 Simulink仿 真 实 例 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真32 Simulink仿 真 实 例 例 题 9， 重 置 弹 力 球 。 一 个 弹 力 球 以15m/s的 速 度 从 距 水 平 设 置 10m的

16、 高 度 抛 向 空中 ， 球 的 弹 力 为 0.8， 当 球 到 达 球 面 时 ， 重 新设 置 其 初 始 速 度 为 0.8x， x是 重 置 时 刻 球 的 速度 ， 即 积 分 器 的 状 态 。 球 的 抛 物 线 运 动 满 足 下 列 公 式 mhgtvh smvgtvv 10,5.0 /15, 0200 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真33 Simulink仿 真 实 例v 0vg 其 中 ， 为 球 的 速 度 ， 为 球 的 初 始 速度 ， 为 重 力 加 速 度 ， 为 球 从 起 始 位 置 开始 的 高 度 ， 为 球 的 初 始 高 度 ， 即 球 距 地 面的 高 度 ， 因 此 球 距 地 面 的 实 际 高 度 为 。h0h 0hh 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真34 Simulink仿 真 实 例 2021/6/7 /SIMULINK的 系 统 建 模 与 仿 真 的 系 统 建 模 与 仿 真35 Simulink仿 真 实 例 部 分 资 料 从 网 络 收 集 整理 而 来 ， 供 大 家 参 考 ，感 谢 您 的 关 注 ！