机电系统动态仿真matlab电子教案课件-第9章-Simulink的系统动态仿真.ppt

1、2022-11-281Simulink基本操作基本操作Simulink模块库模块库Simulink仿真举例仿真举例Simulink子系统创建与封装子系统创建与封装2022-11-282启动启动Simulink，打开，打开Simulink模块库模块库打开打开Simulink空白模型窗口空白模型窗口建立系统的建立系统的Simulink模型模型设置仿真参数，进行仿真活动设置仿真参数，进行仿真活动输出仿真结果输出仿真结果2022-11-283启动方法启动方法在命令窗口输入在命令窗口输入simulink点击命令窗口工具条点击命令窗口工具条上的上的simulink图标图标Simulink LibraryB

2、rowser模块库窗口模块库窗口2022-11-284常用模块常用模块不连续性模块不连续性模块逻辑和位操作模块逻辑和位操作模块常用模块常用模块数学操作数学操作模型效验模块模型效验模块信号属性模块信号属性模块输出模块输出模块输入源模块输入源模块离散系统模块离散系统模块连续系统模块连续系统模块模型效验模块模型效验模块信号通信模块信号通信模块用户自定义函数模块用户自定义函数模块接口和子系统模块接口和子系统模块2022-11-285左击某模块库左击某模块库Simulink浏览器右边窗口显示该子模块库包含的全部标准模块。浏览器右边窗口显示该子模块库包含的全部标准模块。Continuous例如，左击例如，

3、左击sink子模块子模块2022-11-286右击右击simulink菜单项菜单项弹出菜单条：弹出菜单条：Open the Simulink library，点击之，弹出如下窗口，点击之，弹出如下窗口双击某子模块，就双击某子模块，就显示该子模块库显示该子模块库包含的全部标准模块。包含的全部标准模块。例如，双击例如，双击sink子模块子模块2022-11-2872022-11-288打开相应的模型库打开相应的模型库模块复制及删除模块复制及删除模块的连接模块的连接模块的调整模块的调整模块参数的设置模块参数的设置模块文件的保存模块文件的保存2022-11-289直接在直接在simulink模型窗口中

4、进行模型窗口中进行用用MATLAB文件调用，在模型窗口中运行文件调用，在模型窗口中运行用用MATLAB文件调用，在指令窗口中运行文件调用，在指令窗口中运行t,x,y=sim(model,timespan,option,ut)2022-11-2810用用Scope模块模块用用Out模块模块用用To Workspace模块模块2022-11-28119.2.1 Simulink模块库模块库9.2.2 Simulink环境下的仿真运行环境下的仿真运行2022-11-2812仿真框图：仿真框图：lt91tu.mdl2022-11-2813fzt913a.mdl2022-11-28149.3.1 子系统

5、的创建子系统的创建9.3.2 子系统的封装子系统的封装9.3.3 条件子系统条件子系统2022-11-28159.4.1 曲柄滑块机构的运动学仿真曲柄滑块机构的运动学仿真9.4.2 悬吊式起重机动力学仿真悬吊式起重机动力学仿真9.4.3 阀控液压缸的动刚度分析阀控液压缸的动刚度分析2022-11-28162233311vr 1r图图947是个只有一个自由度是个只有一个自由度(DOF)的曲柄滑块机构，的曲柄滑块机构，连杆的长度连杆的长度r2、r3已知，曲柄输入角速度或角加速度已知。已知，曲柄输入角速度或角加速度已知。输出分别为输出分别为设每一连杆设每一连杆(包括固定杆件包括固定杆件)均由一位移矢

6、量表示，均由一位移矢量表示，图图948给出了该机构各个杆件的之间的矢量关系给出了该机构各个杆件的之间的矢量关系 设输入为设输入为2022-11-2817132RRR0sinsincoscos332213322rrrrr0coscossinsin3332221333222rrrrr222222133333cossin0cos1sinrrrrr曲柄滑块机构的位移矢量方程曲柄滑块机构的位移矢量方程 矢量方程的分解矢量方程的分解位置方程位置方程 曲柄滑块机构的运动学方程曲柄滑块机构的运动学方程对位置方程求时间的导数，得运动学方程：对位置方程求时间的导数，得运动学方程：写成矩阵形式写成矩阵形式 2022

7、-11-281822、13r、13r、仿真的基本思路：已知输入仿真的基本思路：已知输入，由运动学方程求出，由运动学方程求出，再通过积分可求出，再通过积分可求出。编写求解加速度的编写求解加速度的MATLAB函数函数compv（u）2022-11-2819建立建立Simulink模型模型 MATLAB函数函数compv（u）嵌入）嵌入Simulink模型中。模型中。2022-11-2820仿真结果仿真结果 输入转速为输入转速为150rad/s。注意仿真时间应调整为。注意仿真时间应调整为0.1s。速度曲线速度曲线 位移曲线位移曲线 2022-11-2821 求解加速度的运动学方程求解加速度的运动学方

8、程 对位置方程求时间的二阶导数，得：对位置方程求时间的二阶导数，得：0sincossincoscossincossin32333322222222132333322222222rrrrrrrrr写成矩阵形式写成矩阵形式 3233222222232332222222133333sinsincoscoscossin0cos1sinrrarrrarrarr22331r 123(,)r 123(,)r 仿真系统的输入量：仿真系统的输入量：连杆连杆2的角加速度的角加速度系统输出：系统输出：和速度和速度已知量：已知量：位移位移2022-11-2822编写求解加速度的编写求解加速度的MATLAB函数函数co

9、mpa（u）2022-11-2823建立建立Simulink仿真模型，嵌入仿真模型，嵌入MATLAB函数函数compa（u）注：先运行仿真框图后，再运行注：先运行仿真框图后，再运行fz941.m程序，得到下面的仿真结果。程序，得到下面的仿真结果。2022-11-2824编写绘制连杆的转角和滑块位移曲线的程序编写绘制连杆的转角和滑块位移曲线的程序 2022-11-2825仿真结果仿真结果 2022-11-2826悬吊式起重机动力学仿真悬吊式起重机动力学仿真)sin(22lxdtdmxcFxmpt cossin)(2x lmglmlmIppp ptpmmlmxcFx)sincos(2 ptmmk1

10、1lmlmpp2)sincos(lmIgxlmpp 22lmIlmkpp2022-11-2827ptpmmlmxcFx)sincos(2 2)sincos(lmIgxlmpp ptmmk11lmlmpp22lmIlmkpp2022-11-28289.4.3 阀控液压缸的动刚度分析阀控液压缸的动刚度分析xVApe111xVApe111xVAVApApAFe2221222211aalAallaAVAVAxFKeeeeeh11)1(112221211/12AA2022-11-2829动刚度分析程序动刚度分析程序2022-11-2830动刚度分析动刚度分析Simulink模型模型2022-11-283

11、1仿真结果仿真结果2022-11-2832第第9章章 习题习题 1Xt911.mdl2022-11-2833仿真结果仿真结果有限幅器有限幅器2022-11-2834第第9章章 习题习题 12022-11-2835第第9章章 习题习题6动力学方程动力学方程1 12121()()sm xKxxb xxu2221212()()()stm xKxxb xxuK Wx 主动悬架主动悬架被动悬架被动悬架)()()(1212222xxbxxKxWKxmst)()(121211xxbxxKxms 2022-11-2836第第9章章 习题习题6仿真框图仿真框图2022-11-2837第第9章章 习题习题6仿真结果仿真结果被动悬架被动悬架主动悬架主动悬架