计算机仿真实验报告采样系统仿真
计算机仿真实验报告7
山东工商学院计算机仿真及应用实验报告实验七 MATLAB的基本应用(二)及Simulink仿真（验证性实验）学院：专业班级：实验时间：学号：姓名：一、实验目的1、掌握连续信号的仿真和傅里叶分析方法2、掌握连续系统的分析方法（时域分析法，拉氏变换法和傅里叶分析法）；3、掌握离散信号的仿真和分析运算方法4、掌握离散系统的分析方法（时域分析法）；5、掌握符号运算方法；6、掌握Simulink仿真工具；二、实验原理1、连续信号的仿真和分析法，参考教材第6.1节，重点：单位冲激信号的仿真方法；单位阶跃信号的仿真方法；复指数信号的仿真方法2、连续系统的分析方法，参考教材第6.1节，重点：例6.2，LTI系统的零输入响应的求解方法；例6.3，LTI系统的冲激响应的求解方法例6.5，LTI系统的零状态响应的求解方法例6.6，系统中有重极点时的计算3、系统的频域分析方法，参考教材第6.2节，重点：例6.7，方波分解为多次正弦波之和例6.8：全波整流电压的频谱例6.10：调幅信号通过带通滤波器例6.12：用傅里叶变换计算滤波器的响应和输出4、离散信号的仿真和分析法，参考教材第6.3节，7.1节，重点：单位脉冲序列impseq，单位阶跃序列stepseq例7.1：序列的相加和相乘例7.2：序列的合成与截取例7.3：序列的移位和周期延拓运算三、实验内容（包括内容，程序，结果）以自我编程练习实验为主，熟悉各种方法和设计，结合课堂讲授，实验练习程序代码。
1、根据教材第6.1节的内容，练习连续信号和系统的时域分析和拉氏变换方法。
q602clear,clca=input('输入分母系数向量a=[a1,a2,...]= ');n=length(a)-1;Y0=input('输入初始条件向量Y0=[y0,Dy0,D2y0,...]= ');p=roots(a);V=rot90(vander(p));c=V\Y0';dt=input('dt= ');tf=input('tf= ');t=0:dt:tf;y=zeros(1,length(t));for k=1:n y=y+c(k)*exp(p(k)*t); end plot(t,y),grid hold on输入分母系数向量a=[a1,a2,...]= [3 5 7 1] 输入初始条件向量Y0=[y0,Dy0,D2y0,...]= [1 0 0] dt= 0.2 tf= 8Warning: Imaginary parts of complex X and/or Y arguments ignored. > In q602 at 9输入分母系数向量a=[a1,a2,...]= [3 5 7 1] 输入初始条件向量Y0=[y0,Dy0,D2y0,...]= [0 1 0] dt= 0.2 tf= 8Warning: Imaginary parts of complex X and/or Y arguments ignored. > In q602 at 9输入分母系数向量a=[a1,a2,...]= [3 5 7 1] 输入初始条件向量Y0=[y0,Dy0,D2y0,...]= [0 0 1] dt= 0.2 tf= 8Warning: Imaginary parts of complex X and/or Y arguments ignored. > In q602 at 91234567800.10.20.30.40.50.60.70.80.91q603clear,clca=input('多项式分母系数向量a= ');b=input('多项式分子系数向量b= ');[r,p]=residue(b,a),disp('解析式h(t)=r(i)*exp(p(i)*t)')disp('给出时间数组t=[0:dt:tf]')dt=input('dt= ');tf=input('tf= ');t=0:dt:tf;h=zeros(1,length(t));for i=1:length(a)-1 h=h+r(i)*exp(p(i)*t); end plot(t,h),grid多项式分母系数向量a= poly([0 -1+2i -1-2i -2 -5]) 多项式分子系数向量b= [8 3 1]r =0.62000.1300 - 0.3900i0.1300 + 0.3900i-0.90000.0200p =-5.0000-1.0000 + 2.0000i-1.0000 - 2.0000i-2.0000解析式h(t)=r(i)*exp(p(i)*t)给出时间数组t=[0:dt:tf]dt= 0.2tf= 8012345678-0.15-0.1-0.0500.050.10.150.20.252、 根据教材第6.2节练习傅里叶分析方法。
仿真报告2
计算机仿真课程实验报告 班级： 机自0803班 实验日期： 2011 年 5 月 30 日姓名： 黄桂容 成绩： 指导老师： 张锦光 实验名称：动态系统的时域仿真实验内容：⒈系统阶跃响应编写一个简单的M 文件，计算二阶动态系统的阶跃响应，ζ值从0.1到1，且绘制出一簇阶跃响应曲线。
二阶动态系统的数学模型如下：2222)(nn n s s s G ωςωω++= 分别设固有频率为1、2。
⒉系统建模、模型转换及仿真⑴用MATLAB 语言表示图示系统的模型，并给出三种模型的具体表达；⑵进行单位阶跃响应和周期为30s 的方波响应。
编写的程序、仿真结果及分析：第1题程序：figure('name','\omega=1') for x=0.1:0.1:1; %阻尼比从0.1到1，间隔为0.1b=1; %固有频率为1sys1=tf(b*b,[1,2*x*b,b*b]); %建立系统1模型step(sys1,20); %系统1阶跃响应，响应时间20秒hold onendlegend('\xi=0.1','\xi=0.2','\xi=0.3','\xi=0.4','\xi=0.5','\xi=0.6','\xi=0.7','\xi=0.8','\xi=0.9','\xi=1.0') title('固有频率=1')figure('name','\omega=2')for x=0.1:0.1:1; %阻尼比从0.1到1，间隔为0.1b=2; %固有频率为2sys2=tf(b*b,[1,2*x*b,b*b]); %建立系统2模型step(sys2,20); %系统2阶跃响应，响应时间为20秒hold onendlegend('\xi=0.1','\xi=0.2','\xi=0.3','\xi=0.4','\xi=0.5','\xi=0.6','\xi=0.7','\xi=0.8','\xi=0.9','\xi=1.0') title('固有频率=2')仿真结果：固有频率=1固有频率=2讨论与分析：⑴如果想在窗中输入固有频率，应如何修改程序？答：当定义固有频率时，使用input命令，形式为b=input(‘please input a w：’)，在程序运行过程中弹出对话框会提示“please input a w：”然后输入固有频率，回车即可。
计算机仿真技术实验报告 实验一 利用替换法构建系统仿真模型实验
计算机仿真技术实验报告实验一 利用替换法构建系统仿真模型实验一．实验目的a) 熟悉MATLAB 的工作环境；b) 掌握在MATLAB 命令窗口调试运行程序；c) 掌握M 文件编写规则及在MATLAB 命令窗口运行程序； d) 掌握利用替换法构造离散模型的方法。
e)二．实验内容电路如图１所示电路进行仿真试验。
元件参数：V E 1=，Ω=10R ，H L 01.0=，F C μ1=。
初始值：A i L 0)0(=，V u c 0)0(=。
输出量电容电压)(t u c 。
DC)(t u c 图１ RLC 串联电路三、实验要求a) 利用替换法建立图１电路的离散数需模型； b)建立计算机仿真模型；c) 选择一组离散时间间隔值，进行仿真试验； d)分析仿真结果，从仿真模型实现的难易性、模型的稳定性、模型的精度及离散时间间隔等方面，对两种方法构造的离散系统模型进行对比分析，并给出分析结论。
四、实验原理及方法系统的数学模型根据计算可知：该连续系统的传递函数为2(s)1(s)(s)1c U G U LCs RCs ==++ 下面对系统的离散仿真模型进行分析：1. 简单替换法由简单替换法计算方法可知，将1z s T-=带入上式得到下面的传递函数方程： 22221()11111()*[2()]*(1())G z LC z RC LC z LC RC T T T T T=+-++- 由此得到该传递函数的差分方程：338282(n 2)(210T)y(n 1)(10T 110T )y(n)10y T +=-++--+2. 双线性替换法根据计算，得到该种方式下的传递函数方程：222222*1()11111[4()2()1]*[28()]*[4()2()1]z z G z LC RC z LC z LC RC T T T T T++=+++-+-+并由此得到差分方程：82823828231(n 2)((8210T )y(n 1)(10T 102T 4)y(n)410T )101024y T T +=-⨯+--⨯++⨯+⨯+五、实验结果根据以上理论编程并得到以下结果：利用简单替换法和双线性替换法仿真数据，依次为采样时间增加的图像。
计算机仿真技术演示与验证性实验报告四
重庆交通大学上机实验报告
学院：信息科学与工程学院实验课程：计算机系统仿实验日期：4.12
姓名
陈彦陶
学号
631306020407
专业
电子信息工程
实验名称
随机数与随机变量产生
实验成绩
□实验目的明确□操作步骤正确
□设计方案合理□实验结果合理
□实验分析全面□实验报告规范
评定日期
一、实验目的
x=1.0/(b-a);
probd[1]=x;
for (i=2;i<=(b-a);i++)
probd[i]=x+probd[i-1];
for (i=1;i<=(b-a);i++)
nx[i]=0;
nvalue=(b-a);
for (i=1;i<=num;i++)
{
m=SUB1();
nx[m]=nx[m]+1;
三、实验设计方案
（1）利用c语言编写
#include<stdio.h>
void main()
{
int a1,x1,c1,m1,i=0;
double r=0,x;
int num,a=0,b=0;
scanf("%d,%d,%d,%d,%d\n",&a1,&x1,&c1,&m1,&num);
scanf("%d,%d",&a,&b);
}
mn=(float)num/(float)ntypes;
xka2=0.0;
for (i=1;i<=ntypes;i++)
《计算机仿真技术》报告
《计算机仿真技术》实验报告实验一 数字仿真方法验证一、实验目的1．掌握基于数值积分法的系统仿真、了解各仿真参数的影响； 2．掌握基于离散相似法的系统仿真、了解各仿真参数的影响； 3．掌握SIMULINK 动态仿真；4．熟悉MATLAB 语言及应用环境。
二、实验环境网络计算机系统，MATLAB 语言环境三、实验内容、要求（一）试将示例1的问题改为调用ode45函数求解，并比较结果。
示例1：设方程如下，取步长 h =0.1。
上机用如下程序可求出数值解。
调用ode45函数求解： 1）建立一阶微分方程组 du=u-2*t/u2）建立描述微分方程组的函数m 文件 function du=sy11vdp(t,u) du=u-2*t/u3）调用解题器指令ode45求解y[t,u]=ode45('sy11vdp',[0 1],1) plot(t,u,'r-'); xlabel('t'); ylabel('u'); 结果对比：euler 法：t=1,u=1.7848; RK 法：t=1,u=1.7321; ode45求解:t=1,u=1.7321;[]1,01)0(2∈⎪⎩⎪⎨⎧=-=t u u t u dt duode45求解t-u 图：00.10.20.30.40.50.60.70.80.9111.11.21.31.41.51.61.71.8tu（二）试用四阶RK 法编程求解下列微分方程初值问题。
仿真时间2s ，取步长h=0.1。
⎪⎩⎪⎨⎧=-=1)0(2y t y dt dy 四阶RK 法程序：clear t=2; h=0.1; n=t/h; t0=0; y0=1;y(1)=y0; t(1)=t0;for i=0:n-1 k1=y0-t0^2;k2=(y0+h*k1/2)-(t0+h/2)^2; k3=(y0+h*k2/2)-(t0+h/2)^2 k4=(y0+h*k3)-(t0+h)^2;y1=y0+h*(k1+2*k2+2*k3+k4)/6; t1=t0+h; y0=y1; t0=t1;y(i+2)=y1; t(i+2)=t1;end y tplot(t,y,'r'); 结果：t=2,y=2.61090.511.522.511.21.41.61.822.22.42.62.83：（三）试求示例3分别在周期为5s 的方波信号和脉冲信号下的响应，仿真时间20s ，采样周期Ts=0.1。
推荐-采样控制系统数字仿真实验报告 精品
实验报告课程名称：计算机仿真实验项目：采样控制系统数字仿真专业班级：自动化1201班姓名：学号：120302126实验室号：电气207实验组号：实验时间：批阅时间：指导教师：吴伟成绩：沈阳工业大学实验报告（适用计算机程序设计类）专业班级：自动化1201班学号：120302126 姓名：实验名称：采样控制系统数字仿真附件A 沈阳工业大学实验报告（适用计算机程序设计类）专业班级：自动化1201班学号：120XX02126 姓名：实验步骤或程序：（可加附页）Ts=[0.5 0.3 0.1 0.05 0.01];G1c=tf([1 2],[1 2 2 ]);G2c=tf([1],[0.5 1]);n=length(Ts);for i=1:nG1d=c2d(G1c,Ts(i));G2d=c2d(G2c,Ts(i));Gd=series(G1d,G2d);G=feedback(Gd,1)step(G)if i<nfigure;endendG =0.2957 z - 0.1039----------------------------------z^3 - 1.432 z^2 + 1.055 z - 0.2393Sample time: 0.5 secondsDiscrete-time transfer function.G =0.1319 z - 0.0717----------------------------------z^3 - 1.964 z^2 + 1.458 z - 0.3729Sample time: 0.3 secondsDiscrete-time transfer function.G =0.01807 z - 0.01479----------------------------------z^3 - 2.619 z^2 + 2.311 z - 0.6851Sample time: 0.1 secondsDiscrete-time transfer function.G =0.004754 z - 0.004302---------------------------------z^3 - 2.805 z^2 + 2.629 z - 0.823Sample time: 0.05 seconds Discrete-time transfer function.G =0.000198 z - 0.0001941--------------------------------z^3 - 2.96 z^2 + 2.921 z - 0.961Sample time: 0.01 seconds Discrete-time transfer function.。
采样与保持仿真实验
微分与平滑仿真实验一．实验目的1．数/模转换器得零阶保持器作用零阶保持器：zero-order holder（ZOH）。
实现采样点之间插值的元件，基于时域外推原理，把采样信号转换成连续信号。
零阶保持器的作用是在信号传递过程中，把第nT时刻的采样信号值一直保持到第(n+1)T时刻的前一瞬时，把第(n+1)T时刻的采样值一直保持到(n+2)T时刻，依次类推，从而把一个脉冲序列变成一个连续的阶梯信号。
因为在每一个采样区间内连续的阶梯信号的值均为常值，亦即其一阶导数为零，故称为零阶保持器。
零阶保持器的传递函数为：2．零阶保持器在控制系统中的作用零阶保持器的作用是使采样信号e*(t) 每一采样瞬时的值e(kT) 一直保持到下一个采样瞬时e[(k+1)T]，从而使采样信号变成阶梯信号eh(t)。
二．实验原理如下图，控制系统中，给输入阶跃信号，有函数：plot(y.time,y.signals.values,x.time,x.signals.values)可以画出其输入输出波形图1-1如下所示。
图1-1仿真原理图三．仿真过程图1-2 采样周期T-10MS时系统的输入输出波形图1-3 采样周期T-20MS时系统的输入输出波形图1-4 采样周期T-30MS时系统的输入输出波形图1-5 采样周期T-40MS时系统的输入输出波形四．思考与总结1.在微机控制系统中采样周期T的选择因注意哪些方面？采样定理只是作为控制系统确定采样周期的理论指导原则，若将采样定理直接用于计算机控制系统中还存在一些问题。
主要因为模拟系统f（t）的最高角频率不好确定，所以采样定理在计算机控制系统中的应用还不能从理论上得出确定各种类型系统采样周期的统一公式。
目前应用都是根据设计者的实践与经验公式，由系统实际运行实验最后确定。
显然，采样周期取最小值，复现精度就越高，也就是说“越真”。
当T 0时，则计算机控制系统就变成连续控制系统了。
若采样周期太长。
计算机仿真的过程与方法
《通信系统仿真》实验报告姓名杨利刚班级A0811 实验室203 组号28 学号28 实验日期实验名称实验一计算机仿真的过程与方法实验成绩教师签字一、实验目的1、掌握计算机仿真的一般过程2、掌握Matlab编程仿真的基本方法3、掌握动态系统模型的状态方程求解方法4、掌握基于概率模型的蒙特卡罗方法二、实验原理1、计算机仿真的一般过程通信系统的计算机仿真就是根据物理系统的运行原理建立相应的数学描述，并进行计算机数值求解的过程。
系统的数学描述称为系统数学模型或仿真模型。
为了对系统数学模型进行计算机数值分析，还需要将数学模型以某种计算机语言表达出来，然后进行调试、运行，最后得出数值结果。
用计算机语言重新表达的数学模型称为系统的计算机仿真模型。
根据物理模型的不同特点、原理以及不同的系统仿真目标所得出的数学模型和相应求解算法也不尽相同。
通信系统的计算机仿真过程往往是多种形式数学模型和各种算法综合的数值计算过程。
对仿真模型和仿真结果的检验是仿真数据有效性的保证。
通常的验证方法是证伪，而不是证实。
通过模型的相互比较就能够查找出错误根源，进而改进和修正模型。
2、基于动态系统模型的状态方程求解方法动态系统，就是有记忆系统的数学描述是状态方程。
对动态系统建模，就是根据研究对象的物理模型找出相应的状态方程的过程。
所谓对动态系统的仿真，就是利用计算机来对所得出的状态方程进行数值求解的过程。
3、基于概率模型的蒙特卡罗方法对于不确定系统，使用基于概率模型的蒙特卡罗方法。
蒙特卡罗方法是一种基于随机试验和统计计算的数值方法，也称计算机随机模拟方法或统计模拟方法。
蒙特卡罗方法的数学基础是概率论中的大数定理和中心极限定理。
大数定理指出，随着独立随机试验次数增加，试验统计事件出现的概率将接近于该统计事件的概率。
蒙特卡罗方法的基本思想：当所求解问题是某种随机事件出现的概率，或某个随机变量的期望值时，通过某种实验的方法，以这种事件出现的概率来估计该随机事件的概率，或者得出这个随机变量的某些数字特征，并将其作为问题的解。
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实验报告
课程名称：计算机仿真
实验项目：采样控制系统数字仿真专业班级：
姓名：学号：
实验室号：实验组号：
实验时间：2016.04.27 批阅时间：
指导教师：成绩：
沈阳工业大学实验报告
（适用计算机程序设计类）专业班级：学号：姓名：
实验名称：采样控制系统数字仿真
附件A 沈阳工业大学实验报告
（适用计算机程序设计类）
专业班级：学号：姓名：
实验步骤或程序：
例1：被控对象的状态空间模型为
x1’=u
x2’=x1-x2
y=x2
采样周期为T=0.1s。
初始状态x1(0)=x2(0)=0，在阶跃输入信号r(t)=1(t)作用下的状态响应。
（1）程序如下：
G=[1 0;0.01 0.99];
H=[0.01;0];
c=[0 1];
h=0.01;T=0.1;
N=round(T/h); %在一个采样周期内，连续对被控对象的离散化状态方程递推N次（内循环）TF=15;
M=round(TF/T); %数字控制器的差分方程递推M次（外循环）
x=[0;0];
u=1;t=0;
xt=x;
for i=1:M
y=c*x;
r(i)=1;
e(i)=r(i)-y;
u=0.5*u+e(i);
for j=1:N %内循环
x=G*x+H*u; %内循环中递推求受控对象状态响应（步长为n）
xt=[xt,x]; %t为记载各采样（KT）时刻的行向量
t=[t,j*h+(i-1)*T];
end
end
x1t=xt(1,:);x2t=xt(2,:);
plot(t,x1t,':k',t,x2t,'k');
legend('x1','x2');
grid;
xlabel('time(s)');
（2）得到的结果：
（3）系统分析：
如图为采样后的结果，我们看到采样后的曲线比较真实曲线存在误差。
在10s范围内误差误差较大，振幅比真实曲线大。
随着时间的推移，误差逐渐减小，最后趋于稳定。
例2. 给出返回系统输出阶跃响应的离散数据，在单位阶跃响应下的采样。
（1）程序如下：
clear all
num=[0.005,0.005,0]; %脉冲传递函数分子多项式按z的降幂系数排列的行向量den=[1,-2.4,1.863,-0.453]; %脉冲传递函数分母多项式按z的降幂系数排列的行向量[yk,x,n]=dstep(num,den); %yk为存放在输出离散序列的数组，n为dstep函数自动
%设定的采样点
T=0.1; %已知系统采样周期为0.1s
for k=1:n
plot(k*T,yk(k),'*k'); %k为采样序列号，k*T为第k次采样对应的时刻
hold on
end
xlabel('时间(s)');
grid
（2）运行结果如下：
（3）系统分析
如图，带输出变量调用dstep，不直接绘制系统单位阶跃响应曲线，返回系统输出阶跃响应曲线，相比较例1而言，最初的振幅更小，逐渐趋于稳定。