Simulink交互式仿真2Word格式.docx
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试用Simulnk块图模型研究该系统在
初始条件下的动态响应。
图8.2-20倒立摆示意图
(8.2-9)
其中,
,
(1)
图8.2-21用状态空间模块构建的解题模型
(2)
图8.2-22状态空间模块参数设置对话窗
(3)
图8.2-23倒立摆的摆角和小车位移的动态曲线
102模型内存和模型浏览器
图8.2-24模型浏览器和模型内存
【例8.2-4】基于式(8.2-14),借助状态空间<
State-Space>
模块构建例8.2-3倒立摆系统的解题模型(参见图8.2-21)。
图8.2-25据式(8.2-14)构造的解题模型
图8.2-26选中“模型内存”节点形成的操控区
(4)
.1.2传递函数建模及模型内存的操控
101单位脉冲信号的近似实现
(1)近似单位脉冲的设计准则
(2)借助阶跃函数合成近似单位脉冲
(3)借助脉冲发生器生成近似单位脉冲
102传递函数模块和非零初始系统建模
图8.2-27传递函数库模块的图标
【例8.2-5】已知图8.2-1所示弹簧—质量—阻尼系统中,质量
kg,阻尼
N.sec/m,弹簧系数
N/m,质量块的初始位移
m,初始速度
m/sec,方向与位移一致的外力
是单位阶跃函数。
要求创建该系统的Simulink模型,并进行仿真运行。
图8.2-28借助传递函数模块构建的模型
(1)根据物理规律建立理论传递函数模型
(2)构建图8.2-28所示Simulink传递函数模型的关键步骤
(3)仿真运行
图8.2-29在外力作用下质量块的位移曲线
.2子系统和分层模型
.2.1创建简装子系统的套装法
【例8.3-1】图8.3-1所示的硬盘(HardDisks)是电脑中最重要的存储设备之一。
工作时,读写头(Read-WriteHead)在(
圈/分)高速旋转的磁盘(Disk)上飞行(Fly),读写头与磁盘的距离在
纳米数量级。
读写头装在读写臂(Arm)上。
读写臂由两部分组成:
根部由刚性材料制成,而顶部则由弹性簿片构造。
读写臂由音圈电机(VoiceCoilMotor)驱动。
音圈电机是永磁电机,其力矩采用电枢控制(Armature-Controlled)。
读写头从磁道
运动到磁道
的时间在
~
毫秒数量级,且定位精度要小于1微米。
为使驱动装置满足以上性能要求,采用如图8.3-2所示的闭环控制系统。
图8.3-1硬盘驱动结构示意
图8.3-2硬盘驱动闭环控制系统示意
图8.3-3驱动闭环控制系统仿真模型exm080301.mdl
(5)
图8.3-4读写头的响应曲线
【例8.3-2】以exm080301.mdl为基础,为“硬盘驱动器闭环控制系统”构建一个如图8.3-7所示的分层仿真模型。
图8.3-5第一个子系统生成后的中间模型
图8.3-6由三个子系统构成的驱动控制系统分层仿真模型
图8.3-7经重新布局和标识后的顶层模型exm080302_1.mdl
图8.3-8经整理和重新标识后的<
PID_Controller>
子系统
(6)
图8.3-9模块名称重新标识后的<
VoiceCoilMotor>
图8.3-10模块名称重新标识后的<
Read-WriteArm&
Head>
(7)保存模型并运行仿真
.2.2创建简装子系统的容器法
【例8.3-3】问题目标与例8.3-2相同,即为“硬盘驱动器闭环控制系统”建立一个与exm080302_1.mdl完全相同的Simulink分层模型(参见图8.3-7)。
图8.3-11硬盘驱动系统不同功能块概念性框图
图8.3-12新建顶层模型中的库模块布置
(3)“装入”PID控制器
(4)“装入”音圈电机模型
(5)装入读写臂转动模型
(7)
(8)
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- Simulink 交互式 仿真