MATLAB与控制系统仿真及实验 2016(五)

Matlab结构图控制系统仿真

图5. 利用 SIMULINK仿

4. 建立如图11-54所示的仿真模型，其中PID控 制器采用Simulink子系统封装形式，其内部 结构如图11-31（a)所示。试设置正弦波信号 幅值为5、偏差为0、频率为10πHz\始终相位 为0，PID控制器的参数为Kp=10.75、 Ki=1.2、Kd=5，采用变步长的ode23t算法、 仿真时间为2s，对模型进行仿真。 （6)观察仿真结果。系统放着结束后，双击仿真模型中的示波器模块，得到仿真结果。单击示波器窗口工具栏上的Autoscale按钮，可以自动调整坐标来 使波形刚好完整显示，这时的波形如图所示。 图3 2. 题操作步骤如下： (1） 打开一个模型编辑窗口。 (2） 将所需模块添加到模型中。在模块库浏览器中单击Sources,将 Clock（时钟）拖到模型编辑窗口。同样，在User-Defined Functions（用户定义模块库）中把Fcn(函数模块）拖到模型编辑窗口，在Continuous（连续系统模块库）中把 Integrator（积分模块）拖到模型编辑窗口，在Sinks中把Display模块编辑窗口。 (3） 设置模块参数并连接各个模块组成仿真模型。双击Fcn模块，打开Function Block operations中把Add模块拖到模型编辑窗口，在Sinks中把Scope模块拖到模型编辑窗口。 （3） 设置模块参数并连接各个模块组成仿真模型。先双击各个正弦源，打开其Block Parameters对话框，分别设置Frequency（频率）为2*pi、 6*pi、10*pi、 14*pi、18*pi，设置Amplitude（幅值）为1、1/3、1/5、1/7和1/9，其余参数不改变。对于求和模块，將符号列表List of signs设置为 +++++。 （4） 设置系统仿真参数。单击模型

控制系统MATLAB仿真基础

系统仿真 § 4.1控制系统的数学模型 1、传递函数模型（tranfer function） 2、零极点增益模型（zero-pole-gain） 3、状态空间模型（state-space） 4、动态结构图（Simulink结构图） 一、传递函数模型(transfer fcn-----tf) 1、传递函数模型的形式 传函定义：在零初始条件下，系统输出量的拉氏变换C（S）与输入量的拉氏变换R（S）之比。 C(S) b1S m+b2S m-1+…+b m G（S）=----------- =- -------------------------------- R(S) a1S n + a2S n-1 +…+ a n num(S) = ------------ den(S) 2、在MATLAB命令中的输入形式 在MATLAB环境中，可直接用分子分母多项式系数构成的两个向量num、den表示系统： num = [b1, b2, ..., b m]; den = [a1, a2, ..., a n]; 注：1）将系统的分子分母多项式的系数按降幂的方式以向量的形式输入两个变量，中间缺项的用0补齐，不能遗漏。 2）num、den是任意两个变量名，用户可以用其他任意的变量名来输入系数向量。 3）当系统种含有几个传函时，输入MATLAB命令状态下可用n1,d1;n2,d2…….。 4）给变量num，den赋值时用的是方括号；方括号内每个系数分隔开用空格或逗号；num,den方括号间用的是分号。 3、函数命令tf( ) 在MATLAB中，用函数命令tf( )来建立控制系统的传函模型，或者将零极点增益模型、状态空间模型转换为传函模型。 tf( )函数命令的调用格式为： 圆括号中的逗号不能用空格来代替 sys = tf ( num, den ) [G= tf ( num, den )]

matlab控制系统仿真.

课程设计报告 题目PID控制器应用 课程名称控制系统仿真院部名称龙蟠学院 专业自动化 班级M10自动化 学生姓名 学号 课程设计地点 C208 课程设计学时一周 指导教师应明峰 金陵科技学院教务处制成绩

一、课程设计应达到的目的 应用所学的自动控制基本知识与工程设计方法，结合生产实际，确定系统的性能指标与实现方案，进行控制系统的初步设计。 应用计算机仿真技术，通过在MATLAB软件上建立控制系统的数学模型，对控制系统进行性能仿真研究，掌握系统参数对系统性能的影响。 二、课程设计题目及要求 1．单回路控制系统的设计及仿真。 2．串级控制系统的设计及仿真。 3．反馈前馈控制系统的设计及仿真。 4．采用Smith 补偿器克服纯滞后的控制系统的设计及仿真。 三、课程设计的内容与步骤 (1)．单回路控制系统的设计及仿真。 （a）已知被控对象传函W(s) = 1 / (s2 +20s + 1)。 （b）画出单回路控制系统的方框图。 （c）用MatLab的Simulink画出该系统。

（d）选PID调节器的参数使系统的控制性能较好，并画出相应的单位阶约响应曲线。注明所用PID调节器公式。PID调节器公式Wc（s）=50(5s+1)/(3s+1) 给定值为单位阶跃响应幅值为3。 有积分作用单回路控制系统PID控制器取参数分别为：50 2 5 有积分作用单回路控制系统PID控制器取参数分别为：50 0 5

大比例作用单回路控制系统PID控制器取参数分别为：50 0 0 （e）修改调节器的参数，观察系统的稳定性或单位阶约响应曲线，理解控制器参数对系统的稳定性及控制性能的影响？ 答：由上图分别可以看出无积分作用和大比例积分作用下的系数响应曲线，这两个PID调节的响应曲线均不如前面的理想。增大比例系数将加快系统的响应，但是过大的比例系数会使系统有比较大的超调，并产生振荡，使稳定性变坏；

控制系统的MATLAB仿真与设计课后答案

控制系统的MATLAB仿真与设计课后答案

>>z=-4*sqrt(2)*sin(t); >>plot3(x,y,z,'p'); >>title('Line in 3-D Space'); >>text(0,0,0,'origin'); >>xlabel('X'),ylable('Y'),zlable('Z');grid; 4>>theta=0:0.01:2*pi; >>rho=sin(2*theta).*cos(2*theta); >>polar(theta,rho,'k'); 5>>[x,y,z]=sphere(20); >>z1=z; >>z1(:,1:4)=NaN; >>c1=ones(size(z1)); >>surf(3*x,3*y,3*z1,c1); >>hold on >>z2=z; >>c2=2*ones(size(z2)); >>c2(:,1:4)=3*ones(size(c2(:,1:4))); >>surf(1.5*x,1.5*y,1.5*z2,c2); >>colormap([0,1,0;0.5,0,0;1,0,0]); >>grid on >>hold off 第四章 1>>for m=100:999 m1=fix(m/100); m2=rem(fix(m/10),10); m3=rem(m,10); if m==m1*m1*m1+m2*m2*m2+m3*m3*m3 disp(m) end end 2M文件：function[s,p]=fcircle(r) s=pi*r*r; p=2*pi*r; 主程序： [s,p]=fcircle(10) 3>>y=0;n=100; for i=1:n y=y+1/i/i; end >>y

matlab实验五答案1

实验五 1、编写程序，该程序在同一窗口中绘制函数在 []0,2π之间的正弦曲线和余弦曲线，步长 为200/π，线宽为2个象素，正弦曲线设置为蓝色实线，余弦曲线颜色设置为红色虚线，两条曲线交点处，用红色星号标记并标注sin(x)=cos(x)；通过函数方式在生成的图形中添加注释，至少应包括：标题，文本注释，图例和坐标轴标注。%x=linspace(0,2*pi,1000);x=[0:pi/200:2*pi]sinx =sin(x);cosx =cos(x); k=find(abs(sinx-cosx)<1e-2);x1=x(k); plot(x,sinx,'LineWidth',2) hold on ,plot(x,cosx,'r:','LineWidth',2)hold on ,plot(x1,sin(x1),'r*')xlabel('x:(0-2\pi)'); ylabel('y:sin(x)/cos(x)'); title('正弦-余弦曲线'); text(x1+0.1,sin(x1),'sin(x)=cos(x)');legend('sin(x)','cos(x)'); 1 2 34 5 6 7 x:(0-2π) y :s i n (x )/c o s (x ) 正弦-余弦曲线 2、绘制图像：双曲抛物面：22 x y z =- ，1616x -<<，44y -<<，并对绘制的双曲抛物面尝试进行视点控制。 [X,Y]=meshgrid(-16:0.4:16,-4:0.1:4);Z =X.^2/16-Y.^2/4; subplot(1,3,1),plot3(X,Y,Z),view(0,180),title('azimuth =0,elevation =180'); subplot(1,3,2),plot3(X,Y,Z),view(-37.5,-30),title('azimuth =

MatLab与控制系统仿真(重点编程)

第 4 章 MatLab 的程序设计 MatLab 是一个工具、开发平台，同时它也是一门编程语言。与在命令窗口用交互的方式工作相比，通过程序运行来解决实际问题，其效率更高，因此，凡是复杂的、大型的应用都是以程序的方式执行。相对其它高级语言， MatLab 更简单、编程的效率更高、调试过程也更容易。 MatLab 中的程序文件是以 m 为后缀，所以通常将 MatLab 的程序文件称为 m 文件。MatLab提供了两种形式的m文件，即：脚本（Script）式m文件（就简称m文件）、函数型 m 文件。在 MatLab 中已经嵌入了一个功能强大的集成开发环境—— m 文件编辑器，用它来进行程序的编辑、修改、调试、运行等，完成应用开发工作。 4.1 MatLab 程序设计基础 通过前面内容的学习，大家对 MatLab 已经有了一个初步的认识和印象，到目前为止，我们都是在“命令”窗口中，以交互的方式运行，完成我们的工作。实际上简单的m 文件，就是一个批处理程序，它是若干条命令的集合。 例： 4.1.1 M 文件规则和属性 函数 M 文件必须遵循一些特定的规则。除此之外，它们有许多的重要属性，这其中包括： 1. 函数名和文件名必须相同。例如，函数 fliplr 存储在名为 fliplr.m 文件中。 2. MATLAB 头一次执行一函数个 M 文件时，它打开相应的文本文件并将命令编辑成存储器的内部表示，以加速执行以后所有的调用。如果函数包含了对其它函 数 M 文件的引用，它们也同样被编译到存储器。普通的脚本 M 文件不被编译，即使它们是从函数 M 文件内调用；打开脚本 M 文件，调用一次就逐行进行注释。 3. 在函数 M 文件中，到第一个非注释行为止的注释行是帮助文本。当需要帮助时，返回该文本。例如， ? help fliplr 返回上述前八行注释。 4. 第一行帮助行，名为 H1 行，是由 lookfor 命令搜索的行。 5. 函数可以有零个或更多个输入参量。函数可以有零个或更多个输出参量。

实验5 Matlab程序设计1

实验5 Matlab 程序设计1 实验目的： 1、 掌握建立和执行M 文件的方法； 2、 掌握实现选择结构的方法； 3、 掌握实现循环结构的方法。 实验内容： 1. 从键盘输入一个4位整数，按如下规则加密后输出。加密规则：每位数字都加上7，然 后用和除以10的余数取代该数字；再把第一位与第三位交换，第二位与第四位交换。 2. 求分段函数的值。 ,x x x x y x x x x x x x ?+- <≠-?=-+ ≤<≠≠??-- ?2226035605231且且及其他 用if 语句实现，分别输出x=-5,-3,0,1,2,2.5,3,5时的y 值。请输入x 的值 x=input('请输入x 的值'); if x<0&x~=-3 y=x*x+x-6; elseif 0<=x&x<5&x~=2&x~=3 y=x*x-5*x+6; else y=x*x-x-1; end y

second 请输入x的值-5 y = 14 second 请输入x的值-3 y = 11 >> second 请输入x的值0 y = 6 >> second 请输入x的值1

y = 2 >> second 请输入x的值2 y = 1 >> second 请输入x的值2.5 y = -0.2500 >> second 请输入x的值3

5 >> second 请输入x的值5 y = 19 >> 3.输入一个百分制成绩，要求输出成绩等级A、B、C、D、E，其中90~100分为A，80~89 分为B，70~79分为C，60~69分为D，60分以下为E。 要求： （1）分别用if语句和swich语句实现。 （2）grade=input('input grade:'); （3）if grade<=100&grade>=90 （4）level='A'; （5）elseif grade<=89&grade>80 （6）level='B'; （7）elseif 70<=grade&grade<=79

MATLAB控制系统各种仿真例题(包括simulink解法)

一、 控制系统的模型与转换 1． 请将下面的传递函数模型输入到matlab 环境。 ]52)1)[(2(24)(322 33++++++=s s s s s s s G ) 99.02.0)(1(568 .0)(22+--+=z z z z z H ，T=0.1s >> s=tf('s'); G=(s^3+4*s+2)/(s^3*(s^2+2)*((s^2+1)^3+2*s+5)); G Transfer function: s^3 + 4 s + 2 ------------------------------------------------------ s^11 + 5 s^9 + 9 s^7 + 2 s^6 + 12 s^5 + 4 s^4 + 12 s^3 >> num=[1 0 0.56]; den=conv([1 -1],[1 -0.2 0.99]); H=tf(num,den,'Ts',0.1) Transfer function: z^2 + 0.56 ----------------------------- z^3 - 1.2 z^2 + 1.19 z - 0.99 2． 请将下面的零极点模型输入到matlab 环境。请求出上述模型的零极点，并绘制其位置。 )1)(6)(5()1)(1(8)(22 +++-+++=s s s s j s j s s G ) 2.8() 6.2)(2.3()(1 511-++=----z z z z z H ，T=0.05s >>z=[-1-j -1+j]; p=[0 0 -5 -6 -j j]; G=zpk(z,p,8) Zero/pole/gain: 8 (s^2 + 2s + 2) -------------------------- s^2 (s+5) (s+6) (s^2 + 1) >>pzmap(G)

MATLAB实验五 函数文件

MATLAB实验报告 学院：光电学院 班级：073-1 姓名：刘颖 学号：200713503117

实验五 函数文件 1.定义一个函数文件，求给定复数的指数、对数、正弦和余弦，并在命令文件中调用该函数文件。 程序设计： function [e ln s c]=num(x) e=exp(x) ln=log(x) s=sin(x) c=cos(x) end 运行结果： >> num(5i) e = 0.2837 - 0.9589i ln = 1.6094 + 1.5708i s = 0 +74.2032i c = 74.2099 ans = 0.2837 - 0.9589i 2.一物理系统可用下列方程组来表示: ??? ? ??? ???????= ?????? ??? ??? ???????????? ??----g g m m N N a a m m m m 2121212 111001cos 0 0sin 00cos 0 sin 0sin cos θ θθ θθθ 从键盘输入 m 1 、 m 2 和θ的值，求 N a a 121、、和 N 2 的值。其中g 取9.8，输入θ时以角度为单位。 程序设计： 函数文件in.m: function [a1,a2,N1,N2]=in(m1,m2,t) g=9.8; A=[m1*cos(t) -m1 -sin(t) 0;m1*sin(t) 0 cos(t) 0;0 m2 -sin(t) 0;0 0 -cos(t) 1]; C=[0;m1*g;0;m2*g]; B=inv(A)*C; a1=B(1); a2=B(2); N1=B(3); N2=B(4); end 调用in.m 的命令文件： >> m1=1;m2=2;t=30*pi/180; >> [a1,a2,N1,N2]=in(m1,m2,t) 运行结果： a1 = 6.5333 a2 = 1.8860 N1 = 7.5440 N2 = 26.1333 4.设 f(x)= 01 .01 1 .01 ) 3() 2(4 2 +++--x x ， 编写一个MATLAB 函数文件fx.m ，使得调用f(x)时，x 可用矩阵代入，得出的f(x)为同阶矩阵。 程序设计： 函数文件fx.m: function A=fx(x) A=1./((x-2).^2+0.1)+1./(((x-3).^4)+0.01) end 调用fx.m 的命令文件： >> A=fx([1 2;2 3;4 3]) 运行结果: A = 0.9716 10.9901 10.9901 100.9091 1.2340 100.9091 5.已知y= ) 20()30() 40(f f f + （1）当f(n)=n+10ln(n 2+5)时，求y 的值。

《MATLAB与控制系统。。仿真》实验报告剖析

《MATLAB与控制系统仿真》 实验报告 班级： 学号： 姓名： 时间：2013 年 6 月

目录实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算（一）实验二 MATLAB环境的熟悉与基本运算（二）实验三 MATLAB语言的程序设计 实验四 MATLAB的图形绘制 实验五基于SIMULINK的系统仿真 实验六控制系统的频域与时域分析 实验七控制系统PID校正器设计法 实验八线性方程组求解及函数求极值

实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算（一） 一、实验目的 1．熟悉MATLAB开发环境 2．掌握矩阵、变量、表达式的各种基本运算 二、实验基本原理 1.熟悉MATLAB环境: MATLAB桌面和命令窗口、命令历史窗口、帮助信息浏览器、工作空间浏览器、文件和搜索路径浏览器。 2.掌握MA TLAB常用命令 表1 MA TLAB常用命令 3.MATLAB变量与运算符 3．1变量命名规则 3．2 MATLAB的各种常用运算符 表3 MATLAB关系运算符 表4 MATLAB逻辑运算符

| Or 逻辑或 ~ Not 逻辑非 Xor 逻辑异或 符号功能说明示例符号功能说明示例 ：1:1:4;1:2:11 . ；分隔行.. ，分隔列… （）% 注释 [] 构成向量、矩阵！调用操作系统命令 {} 构成单元数组= 用于赋值 4.MATLAB的一维、二维数组的寻访 表6 子数组访问与赋值常用的相关指令格式 三、主要仪器设备及耗材 计算机 四．实验程序及结果 1、新建一个文件夹（自己的名字命名，在机器的最后一个盘符） 2、启动MATLAB，将该文件夹添加到MATLAB路径管理器中。 3、学习使用help命令。

MATLAB控制系统与仿真设计

MATLAB控制系统与仿真 课 程 设 计 报 告 院（系）：电气与控制工程学院 专业班级：测控技术与仪器1301班 姓名：吴凯 学号：1306070127

指导教师：杨洁昝宏洋 基于MATLAB的PID恒温控制器 本论文以温度控制系统为研究对象设计一个PID控制器。PID控制是迄今为止最通用的控制方法，大多数反馈回路用该方法或其较小的变形来控制。PID控制器（亦称调节器）及其改进型因此成为工业过程控制中最常见的控制器(至今在全世界过程控制中用的84%仍是纯PID调节器，若改进型包含在内则超过90%)。在PID控制器的设计中，参数整定是最为重要的,随着计算机技术的迅速发展，对PID参数的整定大多借助于一些先进的软件，例如目前得到广泛应用的MATLAB仿真系统。本设计就是借助此软件主要运用Relay-feedback法，线上综合法和系统辨识法来研究PID控制器的设计方法，设计一个温控系统的PID控制器，并通过MATLAB中的虚拟示波器观察系统完善后在阶跃信号下的输出波形。 关键词：PID参数整定；PID控制器；MATLAB仿真。 Design of PID Controller based on MATLAB Abstract This paper regards temperature control system as the research object to design a pid controller. Pid control is the most common control method up until now; the great majority feedback loop is controlled by this method or its small deformation. Pid controller (claim regulator also) and its second generation so become the most common controllers in the industry process control (so far, about 84% of the controller being used is the pure pid controller, it’ll exceed 90% if the second generation included). Pid parameter setting is most important in pid controller designing, and with the rapid development of the computer technology, it mostly recurs to some advanced software, for example, mat lab simulation software widely used now. this design is to apply that soft mainly use Relay feedback law and synthetic method on the line to study pid

(完整版)Matlab实验5选择结构程序结构

实验五、选择与循环结构 一、实验目的： 1、 掌握建立和执行M 文件的方法。 2、 掌握利用if 语句实现选择结构的方法。 3、 掌握利用switch 语句实现多分支选择结构的方法。 4、 掌握try 语句的使用。 5、 掌握利用for 语句实现循环结构的方法。 6、 掌握利用while 语句实现循环结构的方法。 7、 熟悉利用向量运算来代替循环的操作方法。 二、实验内容： 1、 列分段函数的值。 ?? ???--≠≠<≤+--≠<-+=其他且且,632,100,6530,6222x x x x x x x x x x x y 要求： (1) 用if 语句实现，分别输出x =-0.5,-3.0,1.0,2.0,2.5,3.0,5.0时的y 值。 提示：x 的值从键盘输入，可以是向量。 %homework_5_1_1.m x=input('请输入x 的值：x='); if (x<0 & x~=-3) y= x.*x + x - 6 elseif (x>=0 & x<10 & x~=2 & x~=3) y=x.*x-5.*x+6 else y=x.*x-x-6 end >> homework_5_1 请输入x 的值：x=[-0.5 -3.0 1.0 2.0 2.5 3.0 5.0] y = -5.2500 6.0000 -6.0000 -4.0000 -2.2500 0 14.0000 (2) 用逻辑表达式实现上述函数。 %homework_5_1_2.m x=input('请输入x 的值：x=') y=(x<0 & x~=-3).*(x.*x+x-6)... +(x>=0 & x<10 &x~=2 &x~=3).*(x.*x-5.*x+6)... +(x>=10 | x==-3 | x==3 | x==2).*(x.*x-x-6) >> homework_5_1_2 请输入x=[-0.5 -3.0 1.0 2.0 2.5 3.0 5.0] x = -0.5000 -3.0000 1.0000 2.0000 2.5000 3.0000 5.0000 y = -6.2500 6.0000 2.0000 -4.0000 -0.2500 0 6.0000

实验五MATLAB的基本绘图方法

实验三MATLAB的基本绘图方法 一、实验目的 1．二维平面图形的绘制 2．三维立体图形的绘制 3．隐函数作图 二、实验地点：A404 三、实验日期： 四、实验内容 （一）二维平面图形的绘制 1、Plot的使用方法介绍 plot 是绘制二维图形的最基本函数，它是针对向量或矩阵的列来绘制曲线的。也就是说，使用plot 函数之前，必须首先定义好曲线上每一点的x 及y 坐标，常用格式为：（1）plot(x) 当x 为一向量时，以x 元素的值为纵坐标，x 的序号为横坐标值绘制 曲线。当x 为一实矩阵时，则以其序号为横坐标，按列绘制每列元素值相对于其序号的曲线，当x 为m×n 矩阵时，就由n 条曲线。 （2）plot(x,y) 以x 元素为横坐标值，y 元素为纵坐标值绘制曲线。 （3）plot(x,y1,x,y2,…) 以公共的x 元素为横坐标值，以y1,y2,…元素为纵坐标值绘制多条曲线。 例1：画出一条正弦曲线和一条余弦曲线。 >> x=0:pi/10:2*pi; >> y1=sin(x); >> y2=cos(x); >> plot(x,y1,x,y2) 注：在绘制曲线图形时，常常采用多种颜色或线型来区分不同的数据组，MA TLAB 软件专门提供了这方面的参数选项，我们只要在每个坐标后加上相关字符串，就可实现它们的功能。具体参见教材。 2、图形修饰 MATLAB 软件为用户提供了一些特殊的图形函数，用于修饰已经绘制好的图形。 图形修饰函数表如下： 函数含义 grid on (/off) 给当前图形标记添加（取消）网络 xlable(‘string’) 标记横坐标 ylabel(‘string’) 标记纵坐标 title(‘string’) 给图形添加标题 text(x,y,’string’) 在图形的任意位置增加说明性文本信息 gtext(‘string’) 利用鼠标添加说明性文本信息 axis([xmin xmax ymin ymax]) 设置坐标轴的最小最大值 例2、给例1的图形中加入网络和标记。 >> x=0:pi/10:2*pi; >> y1=sin(x); >> y2=cos(x); >> plot(x,y1,x,y2)

《控制系统MATLAB仿真》实验讲义88

《自动控制原理实验》 目录 第一部分实验箱的使用 第二部分经典控制实验 第一章基本实验 实验一典型环节及其阶跃响应 实验二二阶系统阶跃响应 实验三控制系统的稳定性分析 实验四控制系统的频率特性 实验五连续控制系统的串联校正 实验六数字PID控制实验 第二章综合实验 第三部现代控制理论实验 第一章基本实验 第二章综合实验

实验一 典型环节及其阶跃响应 预习要求： 1、复习运算放大器的工作原理；了解采用A μ741运算放大器构成各种运算电路的方法； 2、了解比例控制、微分控制、积分控制的物理意义。 一、实验目的 1、学习自动控制系统典型环节的电模拟方法，了解电路参数对环节特性的影响。 2、学习典型环节阶跃响应的测量方法； 3、学会根据阶跃响应曲线计算确定典型环节的传递函数。 二、实验内容 1、比例环节 电路模拟： 图1-1 传递函数： 2211 ()()()U s R G s U s R ==- 2、惯性环节 电路模拟： 图1-2 传递函数： 22112()/()()11 U s R R K G s U s Ts R Cs = =-=- ++ 3、积分环节 电路模拟： A/D1 D/A1 A/D1

图1-3 传递函数： 21()11 ()()U s G s U s Ts RCs = =-=- 4、微分环节 电路模拟： 图1-4 传递函数： 211() ()() U s G s s RC s U s τ= =-=- 5、比例微分 电路模拟： 图1-5 传递函数： 222111 ()()(1)(1)()U s R G s K s R C s U s R τ= =-+=-+ 6、比例积分 电路模拟： 图1-6 A/D1 2 R D/A1 A/D1 A/D1 A/D1 C

Matlab实验

MATLAB实验报告 学校：湖北文理学院 学院：物理与电子工程学院 专业：电子信息工程 学号： 2013128182 姓名：张冲 指导教师：宋立新

实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算 一、实验目的： 1．熟悉MATLAB开发环境 2．掌握矩阵、变量、表达式的各种基本运算 二、实验内容 1、学习使用help命令，例如在命令窗口输入help eye，然后根据帮助说明， 学习使用指令eye（其它不会用的指令，依照此方法类推） 2、学习使用clc、clear，观察command window、command history和workspace 等窗口的变化结果。 3、初步程序的编写练习，新建M-file，保存（自己设定文件名，例如exerc1、 exerc2、exerc3……），学习使用MATLAB的基本运算符。 三、练习 1)help rand，然后随机生成一个2×6的数组，观察command window、 command history和workspace等窗口的变化结果。 2)学习使用clc、clear，了解其功能和作用。 3)用逻辑表达式求下列分段函数的值 4)求[100,999]之间能被21整除的数的个数。（提示：rem,sum的用法） 四、实验结果 1）

2）clc:清除命令窗口所有内容，数值不变；clear:初始化变量的值。3） 4）

实验二 MATLAB数值运算 一、实验目的 1、掌握矩阵的基本运算 2、掌握矩阵的数组运算 二、实验内容 1)输入C=1:2:20，则C（i）表示什么？其中i=1,2,3, (10) 2)输入A=[7 1 5；2 5 6；3 1 5]，B=[1 1 1; 2 2 2; 3 3 3]，在命令窗 口中执行下列表达式，掌握其含义： A(2, 3) A(:,2) A(3,:) A(:,1:2:3) A(:,3).*B(:,2) A(:,3)*B(2,:) A*B A.*B A^2 A.^2 B/A B./A 3)二维数组的创建和寻访，创建一个二维数组（4×8）A，查询数组A第2 行、第3列的元素，查询数组A第2行的所有元素，查询数组A第6列的所有 元素。 4)两种运算指令形式和实质内涵的比较。设有3个二维数组A 2×4，B 2×4 ，C 2×2 ， 写出所有由2个数组参与的合法的数组运算和矩阵指令。 5)学习使用表4列的常用函数（通过help方法） 6)学习使用表5数组操作函数。 7)生成一个3行3列的随机矩阵，并逆时针旋转90°，左右翻转，上下翻转。 8)已知a=[1 2 3]，b=[4 5 6]，求a.\b和a./ b 9)用reshape指令生成下列矩阵，并取出方框内的数组元素。 三、实验结果 1）C(i)表示C中的第i个的数值；

实验5 Matlab绘图操作实验报告

Tutorial 5 实验报告 实验名称：Matlab 绘图操作 实验目的： 1、 掌握绘制二维图形的常用函数； 2、 掌握绘制三维图形的常用函数； 3、 掌握绘制图形的辅助操作。 实验内容： 1. 设sin .cos x y x x ?? =+ ??+?? 23051，在x=0~2π区间取101点，绘制函数的曲线。 2. 已知： y x =21，cos()y x =22，y y y =?312，完成下列操作： （1） 在同一坐标系下用不同的颜色和线性绘制三条曲线； （2） 以子图形式绘制三条曲线； （3） 分别用条形图、阶梯图、杆图和填充图绘制三条曲线。 3. 已知：ln(x y x x ≤=??+>??0102 ，在x -≤≤55区间绘制函数曲线。 4. 绘制极坐标曲线sin()a b n ρθ=+，并分析参数a 、b 、n 对曲线形状的影响。 5．在xy 平面内选择区域[][],,-?-8888， 绘制函数z =的三种三维曲面图。 6. 用plot 函数绘制下面分段函数的曲线。 ,(),,x x f x x x x ?+>? ==??+

8. 在同一坐标轴中绘制下列两条曲线。 （1）.y x =-205 （2）sin()cos ,sin()sin x t t t y t t π=?≤≤? =?303 实验结果： 1. 2. （1）

（2）

（3）

MATLAB_实验5

实验5 MATLAB在信号与系统的应用 【实验目的】 1、了解并熟悉MATLAB实现常用连续时间信号的产生方法；连续系统的时域和频域分析方法。 2、掌握MATLAB程序的编程方法。 3、了解MATLAB信号处理工具箱函数的调用方法。 【实验内容】 1、对书上例题的总结 例1 绘制了单位冲激函数、单位阶跃函数与复指数函数的图形，用到的关键语句 单位冲激函数：x1=zeros(1,length(t)); %对所有信号初始化，t为时间 x1(n1)=1/dt; %给出t1时刻脉冲信号，dt为时间间隔 单位阶跃函数：x2 = [zeros(1,n1),ones(1,length(t)-n1)];%产生阶跃信 号,n1为t1对应的样本序号 例2 求解了LTI系统的零输入响应，用到了经典法求解，关键语句如下： p=roots(a); %求系统的极点 V=rot90(vander(p));c= V\Y0'; % 用范德蒙特矩阵求对应于各极点的系数 for k=1:n y= y+c(k)*exp(p(k)*t);end 例3 求解n阶LTI系统的冲激响应，用到了residue函数求解极点和留数，还用到了for语句叠加各根分量。 例4 主要是卷积的计算。用到的函数有conv函数计算卷积，input函数等待用户输入数值，fliplr(h)函数将h左右翻转。 例5 求LTI系统的零状态响应，和求解零输入同样用到留数residue函数来求解冲激响应函数，并且绘制冲激响应函数的图形，然后将其与输入信号的卷积求出，即输出函数，最后绘制输出函数的图形。 例7 将周期方波分解为多次正弦波之和，用程序演示谐波合成情况。用到的新函数是line([0,pi+0.5],[pi/4,pi/4]) % 加上方波幅度线及标注 halft=ceil(length(t)/2); mesh(t(1:halft),[1:10],y(:,1:halft)) %绘制三维图形

MatLab与控制系统仿真(重点编程)

第4章MatLab的程序设计 MatLab是一个工具、开发平台，同时它也是一门编程语言。与在命令窗口用交互的方式工作相比，通过程序运行来解决实际问题，其效率更高，因此，凡是复杂的、大型的应用都是以程序的方式执行。相对其它高级语言，MatLab更简单、编程的效率更高、调试过程也更容易。 MatLab中的程序文件是以m为后缀，所以通常将MatLab的程序文件称为m文件。MatLab提供了两种形式的m文件，即：脚本（Script）式m文件（就简称m文件）、函数型m文件。在MatLab中已经嵌入了一个功能强大的集成开发环境——m文件编辑器，用它来进行程序的编辑、修改、调试、运行等，完成应用开发工作。 4.1 MatLab程序设计基础 通过前面内容的学习，大家对MatLab已经有了一个初步的认识和印象，到目前为止，我们都是在“命令”窗口中，以交互的方式运行，完成我们的工作。实际上简单的m文件，就是一个批处理程序，它是若干条命令的集合。 例： 4.1.1 M文件规则和属性 函数M文件必须遵循一些特定的规则。除此之外，它们有许多的重要属性，这其中包括： 1. 函数名和文件名必须相同。例如，函数fliplr存储在名为fliplr.m文件中。 2. MATLAB头一次执行一函数个M文件时，它打开相应的文本文件并将命令编辑成存储器的内部表示，以加速执行以后所有的调用。如果函数包含了对其它函数M文件的引用，它们也同样被编译到存储器。普通的脚本M文件不被编译，即使它们是从函数M文件内调用；打开脚本M文件，调用一次就逐行进行注释。 页脚内容1

3. 在函数M文件中，到第一个非注释行为止的注释行是帮助文本。当需要帮助时，返回该文本。例如，? help fliplr返回上述前八行注释。 4. 第一行帮助行，名为H1 行，是由lookfor命令搜索的行。 5. 函数可以有零个或更多个输入参量。函数可以有零个或更多个输出参量。 6. 函数可以按少于函数M文件中所规定的输入和输出变量进行调用，但不能用多于函数M文件中所规定的输入和输出变量数目。如果输入和输出变量数目多于函数M文件中function语句一开始所规定的数目，则调用时自动返回一个错误。 相对于函数m文件，脚本式m文件就简单多了，它没有严格的格式要求，只要将有关的命令或函数一一敲入即可，但是还是有几个问题需要注意： 1. m文件的名称不得与MatLab的内部函数同名、第一个字符不得为数字（这点与变量的命名规则相同）； 2. 最好在文件的头部加上注释，对该m文件的作用、功能作一个简要说明，而在一些重要命令行后也加上注释行，以方便使用者阅读、查找； 3. 要特别注意m文件的保存路径或位置，如果不是保存在MatLab默认的路径下，可以使用addpath函数来设置、添加路径，否则，m文件不能运行。 脚本式m文件与函数m文件还有一个重要区别：脚本式m文件中的变量均为全局变量，而函数m文件中的变量则是局部变量。这可以从这两种程序文件运行后在Workspace中留下痕迹看出。当然，在函数m文件中也可以专门将某些变量定义为全局变量（关键字是：global）。不过，在使用全局变量（函数m文件中）时应特别注意： ①.全局变量需要函数体的变量赋值语句之前定义或说明； ②.全局变量名最好是大写，而且要尽量长，能反映它本身的含义； 页脚内容2

matlab实验三~实验五

实验三程序的编辑及调试 一、实验目的：掌握MATLAB程序编辑、运行及调试方法。 二、实验内容： 1、启动MA TLAB后，点击File|New|M-File，启动MA TLAB的程序编辑及调试器 （Editor/Debugger），编辑以下程序，点击File|Save保存程序，注意文件名最好用英文字符。点击Debug|Run运行程序，在命令窗口查看运行结果，程序如有错误则改正。 注：数论中一个有趣的题目：任意一个正整数，若为偶数，则用2除之，若为奇数，则与3相乘再加上1。重复此过程，最终得到的结果为1。如： 2→1 3→10→5→16→8→4→2→1 6→3→10→5→16→8→4→2→1 运行下面的程序，按程序提示输入n=1,2,3,5,7等数来验证这一结论。 %classic "3n+1" problem from number theory. while 1 n=input('Enter n,negative quits:'); if n<=0 break end a=n; while n>1 if rem(n,2)==0 n=n/2; else n=3*n+1; end a=[a,n]; end a end 2、编程求满足∑ => m i i 1 10000 2的最小m值。 实验四函数的编写及调试 一、实验目的：掌握MATLAB函数的编写及调试方法。 二、实验内容： 1、编写一个函数，计算下面函数的值，给出标量x的值，调用该函数后，返回y的值。 function y=myfun1(x)

?????>+-≤<≤=3,630, 0,sin )(x x x x x x x y 选择一些数据测试你编写的函数。 2、编写一个函数求向量x 中元素的均方根值。 function rms_x=myfun2(x) %方均根值(Root Mean Square)的计算 公式为： ∑==N i i x N rms 121 用下面数据测试你写的函数： （1）x=sin(0:0.01:6*pi) （2）x=rand(1,200)，得到的x 为200个（0，1）之间均匀分布的随机数。 三、思考题 编写程序，用如下迭代公式求a ，a 的值分别为：3，17，113。迭代的终止条件为 5n 1n 10x x -+≤-，迭代初值0.1x 0=,迭代次数不超过100次。分别对迭代结果和 准确值进行比较，并统计迭代次数。 1 n 1n 1n 222x 2a 2x x a x x 2a x --++=?+=?= 实验五 MATLAB 的绘图 一、实验目的：学习MATLAB 图形绘制的基本方法；熟悉和了解MATLAB 图形绘制程序编辑的基本指令；熟悉掌握利用MATLAB 图形编辑窗口编辑和修改图形界面，并添加图形的各种标注；掌握plot 、subplot 的指令格式和语法。 二、实验内容： 1、在同一坐标系下绘制下面三个函数在t ∈[0，4π]的图像。 ) t sin(e y t y t y t .103214-π=== 2、编写程序，选择合适的步距，绘制下面函数在区间[-6，6]中的图像。 ?????>+-≤<≤=3,630, 0,sin )(x x x x x x x y 3、用compass 函数画下面相量图