测控系统仿真实验报告(800字)

发表于:2020.10.25来自:www.fanwen118.com字数:800 手机看范文

实验一 运用MTALB进行时/频域分析 实验目的

1. 了解学会MATLAB的基本操作

2. 运用MATLAB进行系统建模及时域分析

实验内容

1. 掌握MATLAB的启动/关闭、数据输入、图形输出

2. 对如下系统进行建模(传递函数、极点增益、态空间方程)

3. 进行系统的时域,频域分析

1、求系统开环和闭环的单位阶跃响应(亦可是其它单位响应)

2、用零极点模型画出系统的Simulink模型

3、对系统进行频域分析及求出幅值和相值裕度,并画出波特图

1.系统开环单位阶跃响应:

代码:

阶跃响应图:

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系统闭环单位阶跃响应: 代码:

阶跃响应图:

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2.零极点Simulink模型:

3.频域分析及Bode图: 代码:

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Bode图及Gm、Pm:

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实验二 基于SimEvents离散事件系统仿真 实验目的

1. 掌握离散时间系统仿真的原理及实现

2. 学会基于SimEvents仿真模型设计

实验内容

对理发店顾客问题进行仿真

问题:

假设某理发店顾客到达的间隔满足 (0,20)分钟区间内的均匀 分布,并假设理发师15分钟能完成一次理发工作,则可以用仿真方法观察理发店有几个理发师工作比较合适。

1. 建立基于SimEvents的排队模型,仿真结果及结论是?提示:实 体发生器模块、先进先出队列模块

2. 理发时间如果不是固定的15分钟,而是(12,18)分钟区间的均匀分布,建立新仿真模型,可以服务人次为多少?

1. 如图所示,当输入为480时,display显示为30.

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仿真结论:

1.单个理发师8小时(480分钟)内可以为30个顾客理发。

2. 如图Simevents及其仿真输出(理发师为2):

仿真结论:

顾客平均等待时间为3.35分钟。

当理发师大于2(如3.4等等)display结果仍为47。

当理发师数量提高,顾客等待时间减少,但总共服务顾客数量仍为47,不发生变化。如下:

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第二篇:仿真实验报告 2200字

测量刚体的转动惯量仿真实验报告

少年班93 孙飞扬 2009035074

实验目的:

1.用实验方法验证刚体转动定律,并求其转动惯量;

2.观察刚体的转动惯量与质量分布的关系

3.学习作图的曲线改直法,并由作图法处理实验数据。

实验原理:

1.刚体的转动定律

具有确定转轴的刚体,在外力矩的作用下,将获得角加速度β,其值与外力矩成正比,与刚体的转动惯量成反比,即有刚体的转动定律:

M = Iβ (1)

利用转动定律,通过实验的方法,可求得难以用计算方法得到的转动惯量。

2.应用转动定律求转动惯量

待测刚体由塔轮,伸杆及杆上的配重物组成。刚体将在砝码的拖动下绕竖直轴转动。

设细线不可伸长,砝码受到重力和细线的张力作用,从静止开始以加速度a下落,其运动方程为mg – t=ma,在t时间内下落的高度为h=at2/2。刚体受到张力的力矩为Tr和轴摩擦力力矩Mf。由转动定律可得到刚体的转动运动方程:Tr - Mf = Iβ。绳与塔轮间无相对滑动时有a = rβ,上述四个方程得到:

m(g - a)r - Mf = 2hI/rt2 (2)

Mf与张力矩相比可以忽略,砝码质量m比刚体的质量小的多时有a<<g, 所以可得到近似表达式:

mgr = 2hI/ rt2 (3)

式中r、h、t可直接测量到,m是试验中任意选定的。因此可根据(3)用实验的方法求得转动惯量I。

3.验证转动定律,求转动惯量

从(3)出发,考虑用以下两种方法:

2A.作m – 1/t图法:伸杆上配重物位置不变,即选定一个刚体,取固定力臂r

和砝码下落高度h,(3)式变为:

2M = K1/ t (4)

式中K1 = 2hI/ gr2为常量。上式表明:所用砝码的质量与下落时间t的平方成反比。实验中选用一系列的砝码质量,可测得一组m与1/t2的数据,将其在直角坐标系上作图,应是直线。即若所作的图是直线,便验证了转动定律。 从m – 1/t2图中测得斜率K1,并用已知的h、r、g值,由K1 = 2hI/ gr2求得刚体的I。

B.作r – 1/t图法:配重物的位置不变,即选定一个刚体,取砝码m和下落高度h为固定值。将式(3)写为:

r = K2/ t (5)

1/2式中K2 = (2hI/ mg)是常量。上式表明r与1/t成正比关系。实验中换用不同

的塔轮半径r,测得同一质量的砝码下落时间t,用所得一组数据作r-1/t图,应是直线。即若所作图是直线,便验证了转动定律。

从r-1/t图上测得斜率,并用已知的m、h、g值,由K2 = (2hI/ mg)1/2求出刚体的I。

实验仪器:

刚体转动仪,滑轮,秒表,砝码

实验内容:

1.调节实验装置:调节转轴垂直于水平面

调节滑轮高度,使拉线与塔轮轴垂直,并与滑轮面共面。选定砝码下落起点到地面的高度h,并保持不变。

2.观察刚体质量分布对转动惯量的影响

取塔轮半径为3.00cm,砝码质量为20g,保持高度h不变,将配重物逐次取三种不同的位置,分别测量砝码下落的时间,分析下落时间与转动惯量的关系。本项实验只作定性说明,不作数据计算。

3.测量质量与下落时间关系:

测量的基本内容是:更换不同质量的砝码,测量其下落时间t。

用游标卡尺测量塔轮半径,用钢尺测量高度,砝码质量按已给定数为每个5.0g;用秒表记录下落时间。

将两个配重物放在横杆上固定位置,选用塔轮半径为某一固定值。将拉线平行缠绕在轮上。逐次选用不同质量的砝码,用秒表分别测量砝码从静止状态开始下落到达地面的时间。对每种质量的砝码,测量三次下落时间,取平均值。砝码质量从5g开始,每次增加5g,直到35g止。

用所测数据作图,从图中求出直线的斜率,从而计算转动惯量。

4.测量半径与下落时间关系

测量的基本内容是:对同一质量的砝码,更换不同的塔轮半径,测量不同的下落时间。

将两个配重物选在横杆上固定位置,用固定质量砝码施力,逐次选用不同的塔轮半径,测砝码落地所用时间。对每一塔轮半径,测三次砝码落地之间,取其平均值。注意,在更换半径是要相应的调节滑轮高度,并使绕过滑轮的拉线与塔轮平面共面。由测得的数据作图,从图上求出斜率,并计算转动惯量。

实验数据记录及计算:

1.m – 1/t2关系:

仿真实验报告

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由实验作图得斜率并计算得:I=1.99E(-3)kg*平方米

2. r – 1/t关系:

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由上数据计算得:I=1.82E(-3)kg*平方米

实验小结:

用作m – 1/t2图法得I=1.99E(-3)kg*平方米

用作r – 1/t图法得I=1.82E(-3)kg*平方米

两种方法所得结果之间误差较大,

原因分析:。

思考题

(1)由实验数据所作的m-(1/t)2图中,如何解释在m轴上存在截距? 答:随着m越来越小,t也越来越小,t2逐渐趋于0.

(2)定性分析实验中的随机误差和可能的系统误差。

答:1.实验装置未调节好,转轴不是铅直。没有使轴尖与轴槽尽量为点接触,轴转动不自如,且有摇摆,增大了摩擦力矩。

2.拉线要缠绕不平行或有重叠,各匝线之间挤压而增大阻力。

3.计时与启动不一致,计时出现误差。

4.砝码质量太大,使下落的加速度a太大,不能保证a<<g。

5.计算机模拟不是万能的,难免有误差

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