机电系统动力学仿真matlab课后答案 刘白雁汇编
基于MATLABSimulink机电系统动态仿真教程第一章
二、仿真的分类
按模型分类
1、物理仿真：采用物理模型，有实物介入！ 具有效果逼真，精度高等优点，但造价高或耗时长， 大多在一些特殊场合下采用（如导弹、卫星一类飞 行器的动态仿真，发电站综合调度仿真与培训系统 等），具有实时性、在线的特点。 2、数学仿真：采用数学模型 在计算机上进行，具有非实时性、离线的特点，经 济、快速、实用。
《机电系统动态仿真——基于 MATLAB/Simulink》
刘白雁教授编著 机械工业出版社
2006，8
仿真软件的简介 一、仿真的发展
1、程序编程阶段： 所有问题（如：微分方程求解、 矩阵运算、绘图等）都是用高级算法语言（如C、 FORTRAN等）来编写。 2、程序软件包阶段： 出现了“应用子程序库”。 3、交互式语言阶段（仿真语言：仿真语言可用一 条指令实现某种功能，如“系统特征值的求解”， 使用人员不必考虑什么算法，以及如何实现等低 级问题。 4、模型化图形组态阶段：符合设计人员对基于模 型图形化的描述。
三、常见的几种仿真软件
PSPICE、ORCAD：通用的电子电路仿真软件， 适合于元件级仿真。 SYSTEM VIEW：系统级的电路动态仿真软 件 MATLAB：具有强大的数值计算能力，包含 各种工具箱，其程序不能脱离MATLAB环境 而运行，所以严格讲，MATLAB不是一种计 算机语言，而是一种高级的科学分析与计算软 件。 SIMULINK：是MATLAB附带的基于模型化 图形组态的动态仿真环境。
按计算机类型分类
1、模拟仿真：采用数学模型，在模拟计算机 上进行的实验研究。50年代 2、数字仿真：采用数学模型，在数字计算机 上借助于数值计算方法所进行的仿真实验。 60年代
3、混合仿真：结合了模拟仿真与数字仿真。 4、现代计算机仿真：采用先进的微型计算机，基于 专用的仿真软件、仿真语言来实现，其数值计算 功能强大，使用方便，易学。80年代以来
matlab课后习题及答案详解
第1章 MATLAB概论1.1与其他计算机语言相比较，MATLAB语言突出的特点是什么？MATLAB具有功能强大、使用方便、输入简捷、库函数丰富、开放性强等特点。
1.2 MATLAB系统由那些部分组成？MATLAB系统主要由开发环境、MATLAB数学函数库、MATLAB语言、图形功能和应用程序接口五个部分组成。
1.3 安装MATLAB时，在选择组件窗口中哪些部分必须勾选，没有勾选的部分以后如何补安装？在安装MATLAB时，安装内容由选择组件窗口中个复选框是否被勾选来决定，可以根据自己的需要选择安装内容，但基本平台（即MATLAB选项）必须安装。
第一次安装没有选择的内容在补安装时只需按照安装的过程进行，只是在选择组件时只勾选要补装的组件或工具箱即可。
1.4 MATLAB操作桌面有几个窗口？如何使某个窗口脱离桌面成为独立窗口？又如何将脱离出去的窗口重新放置到桌面上？在MATLAB操作桌面上有五个窗口，在每个窗口的右上角有两个小按钮，一个是关闭窗口的Close按钮，一个是可以使窗口成为独立窗口的Undock按钮，点击Undock按钮就可以使该窗口脱离桌面成为独立窗口，在独立窗口的view菜单中选择Dock ……菜单项就可以将独立的窗口重新防止的桌面上。
1.5 如何启动M文件编辑/调试器？在操作桌面上选择“建立新文件”或“打开文件”操作时，M文件编辑/调试器将被启动。
在命令窗口中键入edit命令时也可以启动M文件编辑/调试器。
1.6 存储在工作空间中的数组能编辑吗？如何操作？存储在工作空间的数组可以通过数组编辑器进行编辑：在工作空间浏览器中双击要编辑的数组名打开数组编辑器，再选中要修改的数据单元，输入修改内容即可。
1.7 命令历史窗口除了可以观察前面键入的命令外，还有什么用途？命令历史窗口除了用于查询以前键入的命令外，还可以直接执行命令历史窗口中选定的内容、将选定的内容拷贝到剪贴板中、将选定内容直接拷贝到M文件中。
《机电系统动态仿真》实验指导书2019版共11页文档
实验一MATLAB基本操作一、实验目的：①通过上机实验操作，使学生熟悉MATLAB实验环境，练习MATLAB命令、m文件，进行矩阵运算、图形绘制、数据处理。
②通过上机操作，使得学生掌握Matlab变量的定义和特殊变量的含义，理解矩阵运算和数组运算的定义和规则。
③通过上机操作，使得学生掌握数据和函数的可视化，以及二维曲线、三维曲线、三维曲面的各种绘图指令。
二、实验原理与说明Matlab是Matrix 和Laboratory两词的缩写，是美国Mathworks公司推出的用于科学计算和图形处理的可编程软件，经历了基于DOS版和Windows版两个发展阶段。
三、实验设备与仪器：PC电脑，Matlab7.0仿真软件四、实验内容、方法与步骤：数组运算与矩阵运算数组“除、乘方、转置”运算符前的“.”决不能省略，否则将按矩阵运算规则进行运算；执行数组与数组之间的运算时，参与运算的数组必须同维，运算所得的结果也与参与运算的数组同维。
A=[ 1 2 3; 4 5 6; 7 8 9];B=[-1 -2 -3；-4 -5 -6；-7 -8 -9];X=A.*BY=A*Bplot用于二维曲线绘图，若格式为plot（X，Y，’s’），其中X为列向量，Y是与X等行的矩阵时，以X为横坐标，按Y的列数绘制多条曲线；若X为矩阵，Y是向量时，以Y为纵坐标按X的列数（或行数）绘制多条曲线。
参考程序如下：t=(0:pi/100:pi)'y1=sin(t)*[-1 1];y2=sin(t).*sin(9*t);plot(t,y1, 'r:', t, y2, 'b-.')axis([0 pi, -1, 1])title('Drawn by Dong-yuan GE')程序运行界面如下：plot3用于三维曲线绘制，其使用格式与plot十分相似。
参考程序如下：t=0:0.02:2*pi;x=sin(t);y=cos(t);z=cos(2*t);plot3(x,y,z,'b-', x,y,z,'o')程序运行界面如下：mesh与surf用于三维空间网线与曲面的绘制。
MATLAB语言与控制系统仿真-参考答案-第3章
3.5 MATLAB 绘图实训3.5.1 实训目的1.学会MA TLAB 绘图的基本知识；2.掌握MA TLAB 子图绘制、图形注释、图形编辑等基本方法；3.学会通过MA TLAB 绘图解决一些实际问题；4.练习二维、三维绘图的多种绘图方式，了解图形的修饰方法；5.学会制作简单的MATLAB 动画。
图3-46 炮弹发射示意图3.5.2 实训内容1. 炮弹发射问题（1）炮弹发射的基础知识炮弹以角度α射出的行程是时间的函数，可以分解为水平距离)(t x 和垂直距离)(t y 。
)cos()(0αtv t x = %水平方向的行程；205.0)sin()(gt tv t y -=α %垂直方向的行程； 其中，0v 是初速度；g 是重力加速度，为9.82m/s ；t 是时间。
（2）炮弹发射程序举例：分析以下程序以及图3-47各个图形的实际意义。
a=pi/4; v0=300; g=9.8;t=0:0.01:50; x=t*v0*cos(a);y=t*v0*sin(a)-0.5*g*t.^2;subplot(221);plot(t,x);grid;title(‘时间-水平位移曲线'); subplot(222);plot(t,y);grid;title(‘时间-垂直位移曲线');subplot(223);plot(x,y);grid;title(‘水平位移-垂直位移曲线'); subplot(224);plot(y,x);grid;title(‘垂直位移-水平位移曲线');图3-4745角发射曲线 （3）编程解决炮弹发射问题①假设在水平地面上以垂直于水平面的角度向上发射炮弹，即发射角90=α，假设初速度分别为[310，290，270]m/s,试绘制时间-垂直位移曲线，编程求取最高射程；绘图要求：◆ 标题设为“炮弹垂直发射问题”； ◆ 在图上通过添加文本的方式表明初速度； ◆ 在x 轴标注“时间”； ◆ 在y 轴上标注“垂直距离”； ◆ 添加网格线； ◆ 将310m/s 的曲线改为线粗为2的红色实线； ◆ 将290m/s 的曲线改为线粗为3的绿色点划线； ◆ 将270m/s 的曲线改为线粗为2的蓝色长点划线；a=pi/2; v1=310; g=9.8;t=0:0.01:50; x1=t*v1*cos(a);y1=t*v1*sin(a)-0.5*g*t.^2;plot(t,y1);grid; title('炮弹垂直发射问题'); xlabel('时间'); ylabel('垂直距离'); hold on; v2=290;x2=t*v2*cos(a);y2=t*v2*sin(a)-0.5*g*t.^2; plot(t,y2); v3=270;x3=t*v3*cos(a);y3=t*v3*sin(a)-0.5*g*t.^2; plot(t,y3);zgsc=[max(y1); max(y2); max(y3)] %三次发射的最高射程 运行结果如下：zgsc =1.0e+003 * 4.9031 4.29083.7194最高射程分别为:4903.1米,4290.8米,3719.4米。
MATLAB语言与控制系统仿真-参考答案-第8章
8.6 控制系统的Simulink仿真实训8.6.1实训目的:1.学会运用Simulink进行系统仿真；2.了解子系统的创建方法及简单应用；3.运用Simulink实现混沌控制系统的仿真；4.运用Simulink实现伺服跟踪系统等系统的仿真；8.6.2实训内容：1.按照图8-39所示建立系统的结构图文件。
图8-39（1）K=50,纪录图示三处的波形，分析系统的稳态性并给出稳态误差。
仿真文件：sx8620101.mdl系统稳定，稳态误差为0；（2）K=200,纪录图示三处的波形，根据曲线分析系统的稳定性。
仿真文件：sx8620102.mdl由输出曲线可以看出闭环系统不稳定；（3）编写程序求取K=200时的闭环传递函数，求出系统的闭环极点（特征根），说明系统的稳定性，分析与（2）得出的结论是否一致。
%实训8620103.mn1=3;d1=[1,2];[n2,d2]=cloop(n1,d1);sysa=tf(n2,d2);sysb=tf([200],[1,0])*tf([1],[1,5]);sysc=sysa*sysb/(1+sysa*sysb);[nc,dc]=tfdata(sysc,'v');roots(dc)>> ans =-12.0549 1.0275 + 6.9797i 1.0275 - 6.9797i -5.0000 + 0.0000i -5.0000 - 0.0000i有两个特征根在右半平面，闭环系统不稳定；与（2）得出的稳定性结论一致。
2. 子系统创建实验 （1）建立如下系统。
（2）选定范围,创建子系统并定义变量a 。
图8-40(3)利用创建的子系统,分别记录10,8,6,4,2 a 时所示系统的输出波形。
a=2a=4a=6a=8a=103.已知四维混沌系统的运动方程如下，试用Simulink 进行仿真。
⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-=+-=-+=+-=321444213343121243212110)(10)(35x x x x xx x x x x x x x x x xx x x x x x （1）四个积分器的初始值自定，建议在（0.01，3.0）范围内随机给出。
基于MATLAB的永磁同步电机矢量控制系统仿真
３ 矢量控制与坐标变换模块
矢量控制 模 块 实 现 的 就 是 ＰＭＳＭ 的 矢 量 控 制 算 法 ， 其 中 ，
空间矢量变换 ＡＢＣ－ ＤＱ 和 ＤＱ－ ＡＢＣ 的变换矩阵分别为：
! ＣＡＢＣ－ ＤＱ＝
２ ３
"
##ｓｉｎθ
#
#
#
#
##ｃｏｓθ
#
#
#
１ #
#
#
# $
!
２
ｓｉｎ（
θ－
２ ３
π）
ｃｏｓ（ θ－ ２ π） ３
运行方式由电机电磁转矩符号决定 （为正则是电动机状态， 为
负则是发电机状态）。为了简化模型， 可以假定转子永磁磁极在
定子上产生的感应磁通是正弦分布的， 并且由于通常永磁同
步电机的气隙较大， 可以近似地忽略定电机铁心的磁饱和。
因此永磁同步电机在 ｄ－ ｑ 轴的电压方程为：
ｄ ｄｔ
ｉｄ
＝
１ Ｌｄ
ｕｄ
－
Ｒ１ Ｌｄ
π）
ｃｏｓ（θ＋ ２ ３π） Nhomakorabea$
１ !２
& & & & ’
根 据 上 面 两 式 在 ＭＡＴＬＡＢ 环 境 下 可 分 别 得 到 ｄｑ／ａｂｃ 和
ａｂｃ／ｄｑ 坐标变换的子模块， 用以实现 ＰＭＳＭ 的矢量控制算法，
将电流转换为电压。
４ 电流滞环型 ＰＷＭ模块
电 流 滞 环 ＰＷＭ 模 块 实 现 的 是 ＰＭＳＭ 的 滞 环 电 流 控 制 方
Ｔｈｅ Ｓ ｉｍｕｌａ ｔｉｏｎ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏｎ Ｍａ ｔｌａ ｂ ｆｏｒ Ｖｅ ｃｔｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｐ ｅ ｒｍａ ｎｅ ｎｔ Ｍａ ｇｎｅ ｔ Ｓ ｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｍｏｔｏｒ
机电系统仿真技术试题
机电系统仿真技术试题姓名：刘丽欢 学号：0009 专业：机械电子工程 电话： 一、用MATLB 指令求解下列各题1． 求⎥⎦⎤⎢⎣⎡=5361A 的特征值和特征向量。
>> A=[1,6;3,5];>> [V ,D]=eig(A) V =-0.9125 -0.6676 0.4092 -0.7445 D =-1.6904 0 0 7.6904 2． 求⎥⎦⎤⎢⎣⎡=3752B 的特征多项式。
>> B=[2,5;7,3]B =2 5 73 >> C=poly(B) C =1.0 -5.0000 -29.0000该矩阵的特征多项式为295)(2--=S S s P3． 已知⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=200310211E ，求其约旦标准形。
>> E=[1 1 2;0 1 3;0 0 2];C=jordan(E) C =2 0 0 0 1 1 0 0 1E 的约旦标准形是⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡100110002 4． 求递推方程)2(4)1(3)(----=n f n f n f 的通解。
>> f=maple('rsolve(f(n)=-3*f(n-1)-4*f(n-2),f(n))'); disp('f(n)='),disp(f) function work22(n,i,j) syms a b A=ones(n) for a=1:nfor b=1:nif (a+b)==(i+j) A(a,b)=0; end end end disp(A) f(n)=(3/7*i*f(1)*7^(1/2)+f(1)+1/7*i*f(0)*7^(1/2)+3*f(0))*(-8/(3-i*7^(1/2)))^n/(3-i*7^(1/2))-1/7*i*7^(1/2)*(3*f(1)+i*f(1)*7^(1/2)+f(0)+3*i*f(0)*7^(1/2))*(-8/(3+i*7^(1/2)))^n/(3+i*7^(1/2)) 5． 求定积分⎰--15152/221dx e x π>> syms x;f=exp(-x^2/2); a=int(f,-15,15); an=a/(2*pi)^0.5 an =/*erf(15/2*2^(1/2))*2^(1/2)*pi^(1/2) 二、 完成下列各个程序段 1.求1000以内的质数。
MATLAB语言与控制系统仿真-参考答案-第1章
1.6 MATLAB操作基础-实训1.6.1实训目的1.熟悉MATLAB语言环境，识别MATLAB桌面和命令窗口，命令历史窗口，工作空间窗口等；2.练习设置变量精度或变量显示方式；3.练习通过MATLAB编程解决一些实际问题；4.通过作图总结自变量增量设置对作图结果的影响；5.学会求解方程、方程组的基本方法；6.练习M文件的建立与执行；7.学会进入工具箱的演示系统，以便于进一步了解和学习感兴趣的知识，为以后的自主学习奠定基础。
1.6.2实训内容1.根据表1-2中要求，先使用命令format改变变量的精度或显示方式，然后键入表达式，并将运行结果填入表1-2中，并练习使用clc 清除命令窗口中内容。
>> format bank;>> aa = 3.142.720.611.4164.0081.00>> format short>> aa =3.14162.71830.60651.414264.000081.0000>> format short e>> aa =3.1416e+0002.7183e+0006.0653e-001 1.4142e+000 6.4000e+001 8.1000e+001 >> format rat >> a a =355/113 1457/536 743/1225 1393/985 64 812. 编写MA TLAB 程序计算，根据程序运算结果填空（要求保留两位小数）（1）58.135.0+=-ea =（ 4.29 ）； 程序为： a=exp(-0.5)+sqrt(13.58)>> format bank;>> a=exp(-0.5)+sqrt(13.58) a =4.29（2）已知两个圆的半径分别为cm 5.31=r ， cm 62=r ，则两个圆的周长分别为=1l （ 21.99 ）cm, =2l （ 37.70 ）cm;面积分别为=1s （ 38.48 ）2cm ，=2s （ 113.10 ）2cm程序：>> format bank; >> r=[3.5 6]; >> [2*pi*r;pi*r.*r]提示：圆的周长计算公式为：r L π2=，圆的面积2r S π=，其中r 为圆的半径。