计 算 机 仿 真 及 应 用 实 验 指 导 书

电气与电子信息工程学院

实验一 S函数实现单摆运动

一、实验目的

掌握S函数的定义、功能模块调用方法、工作原理及应用场合。 二、预习及思考

1、S函数应用于哪些场合？

2、S函数的子程序是如何调用的？ 三、实验步骤

在建立实际的S-函数时，可在该 模板必要的子程序中编写程序并输入参数便可。S-函数的模板程序位于toolbox/simulink/blocks目录下，文件名为sfuntmpl.m，可以自己查看。

在运用S-函数进行仿真前，应当自行编制S-函数程序，因此必须知道系统在不同时刻所需要的信息：

（1）在系统开始进行仿真时，应先知道系统有多少状态变量，其中哪些是连续变量，哪些是离散变量，以及这些变量的初始条件等信息。这些信息可通过S-函数中设置flag=0获取。

（2）若系统是严格连续的，则在每一步仿真时所需要的信息为：通过flag=1获得系统状态导数；通过flag=3获得系统输出。

（3）若系统是严格离散的，则通过flag=2获得系统下一个离散状态；通过flag=3获得系统离散状态的输出。

单摆示意图：

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单摆的状态方程

x??Kdx1?Kgsin??u x?x21

从MATLAB的toolbox\\simulink\\blocks子目录下，复制sfintempl.m，并把它改名为simpendzzy.m，再根据状态方程对文件进行修改，最后形成文件。

构成名为simpendzzy的S-函数模块 从simulink的“user-defined Function ”子库中复制S-Function框架模块到空白模型窗，如图所示。

双击S-Function框架模块，弹出下图所示对话窗；

在“S-Function name ”栏中填写函数名simpendzzy；在“S-Function parameters”栏中填写函数simpendzzy.m的第4、5、6、个输入宗量名dampzzy,gngzzy(次序要对)；再点击【OK】，就得到单摆S-函数模块，如图所示。

构成观察单摆事实运动的仿真模型exm1.mdl

用信号发生器产生作用力：用示波器观察摆角；构成如图所示的仿真模型。

信号发生器的参数设置：信号取square波形；幅值为1；频率为0.1rad/sec。

示波器参数设置：Stop time 设置200。

应该保证simpendzzy.m在MATLAB搜索路径上。 在该exm_1.mdl运行前，应先对该模型运行所需的3个参数dampzzy,gravzzy,angzzy进行设置。可键入下列命令：

clear

dampzzy=0.8;gravzzy=2.45;angzzy=[0;0];

在参数设定后，启动仿真，就可得到单摆事实角运动曲线。 引进单摆摆动模块，生成exm-2.mdl。 把exm-1.mdl。另存为exm-2.mdl。

打开toolbox\\simulink\\simdemos\\simdemos\\simgeneral子目录下的simppend.mdl模型；把其中“Animation Function”、“Pivot point for pendulum ”以及“x&theta”模块复制到exm-2.mdl模型窗，进行适当的连接，并对模块进行中文名称标识。启动模型，就可见到单摆摆动画面了。 四、仿真结果

实验二 晶闸管三相桥式整流器的仿真

一、实验目的

１、掌握晶闸管三相桥式整流器构成

２、掌握晶闸管三相桥式整流器的仿真模型 二、预习与思考

1、三相电源如何设置？

2、6脉冲触发器模块在哪个库中？ 3、整流桥模块在哪个库中？

三、仿真步骤

通用桥臂模块参数设置

Number of bridge arms：桥臂数量，可以选择1、2、3相桥臂，构成不同形式的整流器。Port configuration：端口形式设置。Snubber resistance Rs(ohms):缓冲电阻Rs。Snubber capacitance Cs(F):缓冲电容Cs。Resistance Ron（ohms）：晶闸管的内电阻Ron，单位为Ω。Inductance Lon（H）：晶闸管的内电感Lon，单位为H，电感不能设置为0。Forward voltage Vf（v）:晶闸管元件的正向管压降Vf，单位为V。Measurements：测量可以选择5中形式，即无（None），装置电压（Device voltages），装置电流（Device currents），三相线电压与输出平均电压（UAB UBC UCA UDC）或所有电压电流（All voltages and currents）