matlab仿真实验指导书..pdf

【MATLAB仿真实验指导】 MATLAB是一种强大的数学计算软件，同时也被广泛应用于科学计算、图形可视化和工程仿真。在本实验中，我们将探讨如何利用MATLAB的Simulink环境来实现S函数，以模拟单摆运动和晶闸管三相桥式整流器的工作。 **S函数详解** S函数，全称System Function，是Simulink中的一个重要组件，它允许用户自定义系统的行为。S函数可以用来构建复杂的系统模型，特别是在处理非线性动态系统和自定义算法时非常有用。S函数通常由一系列子程序组成，包括初始化、时间步进和终止等过程。在实验中，我们需要创建一个S函数来模拟单摆的运动。 1. **S函数的应用场合** S函数适用于那些标准Simulink库中没有的特定功能或复杂模型。例如，自定义控制系统、非线性动力学模型、接口硬件设备等。 2. **S函数的调用** S函数通过在Simulink模型中添加S-Function Block来调用。在编写S函数时，可以基于MATLAB提供的模板sfuntmpl.m，根据实际需求修改代码以实现所需功能。 **单摆运动仿真** 1. **实验步骤** 实现单摆运动的S函数，首先需要理解单摆的状态方程，然后在S函数模板中设置状态变量、连续和离散变量。通过设置不同的flag值，获取系统在不同阶段所需的信息，如状态导数、输出等。 2. **模型构建** 在Simulink环境中，从"User-defined Function"子库中引入S-Function Block，并根据状态方程修改模板文件。设置S-Function的参数，例如阻尼系数、重力加速度等，并将模型连接到其他模块，如信号发生器和示波器，以观察仿真结果。 3. **仿真与结果** 通过设置信号发生器参数来模拟作用力，调整示波器参数以观察摆角变化。在确保S函数文件在MATLAB搜索路径上后，运行模型并设置参数，即可得到单摆的角运动曲线。 **晶闸管三相桥式整流器仿真** 1. **实验目的** 了解晶闸管三相桥式整流器的结构和仿真模型，掌握其工作原理。 2. **预习思考** 三相电源通常设置为正弦波，6脉冲触发器模块位于电力库中，整流桥模块则在电力电子库内。 3. **仿真步骤** 配置整流桥模块的参数，如桥臂数量、端口形式、缓冲元件参数和晶闸管特性。接着，使用同步脉冲触发器生成触发信号，控制三相桥式整流器中晶闸管的开通和关断。连接所有组件，设置模型参数，启动仿真，观察整流输出电压和电流的变化。 通过这两个实验，学生不仅可以深入理解S函数的使用，还能掌握电气工程中的重要概念，如单摆动力学和电力电子设备的仿真。这些实践操作有助于提高理论知识与实际应用的结合能力，为将来在相关领域进行研究或工作打下坚实基础。