matlab第五章课后答案
自动控制原理(第2版)(余成波_张莲_胡晓倩)习题全解及MATLAB实验第5章习题解答
第5章频率特性法频域分析法是一种图解分析法，可以根据系统的开环频率特性去判断闭环系统的性能，并能较方便地分析系统参量对系统性能的影响，从而指出改善系统性能的途径，已经发展成为一种实用的工程方法，其主要内容是：1）频率特性是线性定常系统在正弦函数作用下，稳态输出与输入的复数之比对频率的函数关系。
频率特性是传递函数的一种特殊形式，也是频域中的数学模型。
频率特性既可以根据系统的工作原理，应用机理分析法建立起来，也可以由系统的其它数学模型（传递函数、微分方程等）转换得到，或用实验法来确定。
2）在工程分析和设计中，通常把频率特性画成一些曲线。
频率特性图形因其采用的坐标不同而分为幅相特性(Nyquist图)、对数频率特性(Bode图)和对数幅相特性(Nichols图)等形式。
各种形式之间是互通的，每种形式有其特定的适用场合。
开环幅相特性在分析闭环系统的稳定性时比较直观，理论分析时经常采用；波德图可用渐近线近似地绘制，计算简单，绘图容易，在分析典型环节参数变化对系统性能的影响时最方便；由开环频率特性获取闭环频率指标时，则用对数幅相特性最直接。
3）开环对数频率特性曲线(波德图)是控制系统分析和设计的主要工具。
开环对数幅频特性L(ω)低频段的斜率表征了系统的型别(v)，其高度则表征了开环传递系数的大小，因而低频段表征系统稳态性能；L(ω)中频段的斜率、宽度以及幅值穿越频率，表征着系统的动态性能；高频段则表征了系统抗高频干扰的能力。
对于最小相位系统，幅频特性和相频特性之间存在着唯一的对应关系，根据对数幅频特性，可以唯一地确定相应的相频特性和传递函数。
4）奈奎斯特稳定性判据是利用系统的开环幅相频率特性G(jω)H(jω)曲线，又称奈氏曲线，是否包围GH平面中的(－l，j0)点来判断闭环系统的稳定性。
利用奈奎斯特稳定判据，可根据系统的开环频率特性来判断闭环系统的稳定性，并可定量地反映系统的相对稳定性，即稳定裕度。
稳定裕度通常用相角裕量和幅值裕量来表示。
MATLAB语言基础与应用(第二版)第5章 习题答案
第5章习题与答案5.1用矩阵三角分解方法解方程组123123123214453186920x x x x x x x x x +-=⎧⎪-+=⎨⎪+-=⎩ 解答：>>A=[2 1 -1;4 -1 3;6 9 -1] A =2 1 -1 4 -13 6 9 -1 >>b=[14 18 20]; b =14 18 20 >> [L, U, P]=lu(A) L =1.0000 0 0 0.6667 1.0000 0 0.3333 0.2857 1.0000 U =6.0000 9.0000 -1.0000 0 -7.0000 3.6667 0 0 -1.7143 P =0 0 1 0 1 0 1 0 0 >> y=backsub(L,P*b’) y =20.0000 4.6667 6.0000 >> x=backsub(U,y) x =6.5000 -2.5000 -3.5000 5.2 Cholesky 分解方法解方程组123121332352233127x x x x x x x ++=⎧⎪+=⎨⎪+=⎩ 解答：>> A=[3 2 3;2 2 0;3 0 12] A =3 2 32 2 03 0 12>> b=[5;3;7]b =537>> L=chol(A)L =1.7321 1.1547 1.73210 0.8165 -2.44950 0 1.7321>> y=backsub(L,b)y =-11.6871 15.7986 4.0415>> x=backsub(L',y)x =-6.7475 28.8917 49.93995.3解答:观察数据点图形>> x=0:0.5:2.5x =0 0.5000 1.0000 1.5000 2.0000 2.5000 >> y=[2.0 1.1 0.9 0.6 0.4 0.3]y =2.0000 1.1000 0.9000 0.6000 0.4000 0.3000 >> plot(x,y)图5.1 离散点分布示意图从图5.1观察数据点分布，用二次曲线拟合。
MATLAB课后答案Prob_chapter5_new
colormap([jet; flipud(jet)])
disp('按任意键，观察色图变幻。退出按Ctrl+C')
pause
spinmap(80,9)
%习题5_10p
function f=prob5_10(K,ki)
%prob5_10函数产生动态衰减正弦函数，K控制动态曲线动态变化的循环次数，ki控制曲线动态变化的快慢
% size(find(isnan(Z)))
% sum(sum(isnan(Z)))
%习题5_8
ezplot('y/(1+x^2+y^2)-0.1',[-2*pi,2*pi,-pi/3,3.5*pi])
hold on
ezplot('sin(x+cos(y))',[-2*pi,2*pi,-pi/3,3.5*pi])
mesh(X,Y,Z)
hidden off
% colormap(cool),
% shading interp,
syms x y z
% z=4.*x.*exp(-x.^2-y.^2);
z=4*x*exp(-x^2-y^2);
ezmesh(z,[-3,3])
hidden off
%习题5_7
hold on
for k=1:L
zk=zeta(k);
beta=sqrt(abs(1-zk^2));
if zk<1 缺陷在此，由于计算机的精度，zeta(5)<1 ,可改为zk-1<-2*eps %满足此条件，绘蓝色线
第5章MATLAB绘图_习题答案
第5章MATLAB绘图习题5一、选择题1．如果x、y均为4×3矩阵，则执行plot(x,y)命令后在图形窗口中绘制（）条曲线。
DA．12B．7C．4D．32．下列程序的运行结果是（）。
Ax=0:pi/100:2*pi;forn=1:2:10plot(n*sin(x),n*cos(x))holdonendaxissquareA．5个同心圆B．5根平行线C．一根正弦曲线和一根余弦曲线D．5根正弦曲线和5根余弦曲线3．命令text(1,1,'{\alpha}+{\beta}')执行后，得到的标注效果是（）。
C A．{\alpha}+{\beta}B．αβ}C．α+βD．αβ4．subplot(2,2,3)是指（）的子图。
AA．两行两列的左下图B．两行两列的右下图C．两行两列的左上图D．两行两列的右上图x的曲线绘制成直线，应采用的绘图函数是（）。
C5．要使函数y=2eA．polarB．semilogxC．semilogyD．loglog6．下列程序的运行结果是（）。
B[x,y]=meshgrid(1:5);surf(x,y,5*ones(size(x)));A．z=x+y平面B．与xy平面平行的平面C．与xy平面垂直的平面D．z=5x平面7．下列函数中不能用于隐函数绘图的是（）。
DA．ezmeshB．ezsurfC．ezplotD．plot38．下列程序运行后，看到的图形（）。
Ct=0:pi/20:2*pi;[x,y]=meshgrid(-8:0.5:8);z=sin(sqrt(x.^2+y.^2))./sqrt(x.^2+y.^2+eps);surf(x,y,z)view(0,90);axisequalA．像墨西哥帽子B．是空心的圆C．边界是正方形D．是实心的圆9．下列程序运行后得到的图形是（）。
A[x,y]=meshgrid(-2:2);z=x+y;i=find(abs(x)<1&abs(y)<1);z(i)=NaN;surf(x,y,z);shadinginterpA．在一个正方形的正中心挖掉了一个小的正方形B．在一个正方形的正中心挖掉了一个小的长方形C．在一个正方形的上端挖掉了一个小的正方形D．在一个正方形的下端挖掉了一个小的正方形10．在使用MATLAB“绘图”选项卡中的命令按钮绘图之前，需要（）。
MATLAB教程2012a第5章习题解答-张志涌..
d=0.05;
%控制运动速度（0.01——0.5)
n=200;
x=[0:pi/30:4*pi]; %供画曲线用的横坐标
axis([-0.2,4*pi,-1,1]),axis off,
10
pause(0.1)
%足够迟延似乎不可缺。否则可能图形有误。
for tt=0:n
%决定画曲线的时刻
a=tt*pi/24-x;
3
y=(exp(-(zk-beta)*t)-exp(-(zk+beta)*t))/(2*beta); plot(t,y,'r') if zk>1.2
text(0.3,0.14,'\zeta = 1.4') end end end text(10,0.7,'\Delta\zeta=0.2') axis([0,18,-0.4,0.8]) hold off box on grid on
9
图 p5-9
10 在[0,4 ] 区间内，根据 y(t, x) e0.2x sin( t x) ，通过图形曲线表 24 现“行波”。做题前，请先运行 prob510.p 文件，观察演示。
图 p5-10
〖解答〗
function prob510
% prob510.m
clear all clf,shg
-0.9801 -0.9801 -0.9801 -0.9801 y0 =
0.2005 0.2005 0.2005 0.2005
CRROS-POINTS OF ' y/(1+x2+y2)-0.1 ' AND ' sin(x+cos(y)) '
0.8
MATLAb与数学实验 第五章习题解答
1 3 2 4 1 3 5 2 4 3 5
j=
1 1 2 2 3 3
3 4 4 5 5
s=
1 3 1 3 2 1 3 2 1 2 1 A1 =
10200 01020 30102 03010 00301 (2) n=nnz(A)
n=
13 ans =
1 2 -1 3 -2 4 1 -3 5 2
-4 3 -5
>> nx=nzmax(A)
nx =
35
>> [i,j,s]=find(A)
i=
1 2 1 3 2 4 1 3 5 2 4 3 5
j=
1 2 3 3 4 4 5 5 5 6 6 7 7
s=
1 2 -1 3 -2 4 1 -3 5 2 -4 3 -5
A1 =
1 0 -1 0 1 0 0
0 2 0 -2 0 2 0
C=
11 11 11
>> B=[3 5 7;0 1 0]
B=
357 010
>> D=[0 0 0;0 0 0]
D=
000 000
2.随机生成：（1）一个含有五个元素的列向量. （2）一个数值在 0~100 之间的三行四列的矩阵.
答 (1) rand(5,1)
ans =
0.9501
0.2311 0.6068 0.4860 0.8913
0 0 3 0 -3 0 3
0 3 0 1 0
0 0 0
4
0
4
0
0 0 3 0 1
0 0 0 0 5 0 5
答（1） n=nnz(A)
n=
11
>> nonzeros(A)
MATLAB语言与控制系统仿真-参考答案-第5章
Q 1/ illI ! I I105115 22.533.5Time (sec)» n2=16;» d2=[124J6J; » sys2=tf(n2,d2); » step(sys2)5.6控制系统的时域响应MATLAB 仿真实训561实训目的 1. 学会利用MATLAB 绘制系统的单位阶跃响应曲线，掌握读取系统动态性能指标的方法 2. 牟会利用MATLAB 绘制系统的单位脉冲响应曲线的方法： 3. 掌握利用MATLAB 绘制系统的零输入响应曲线的方法； 4. 掌握利用MATLAB 绘制系统的一般输入响应曲线的方法： 5. 学会通过仿貞•曲线读取相关信息，并依据有关信息进行系统的时域分析。
562实训内容 1 •编写程序求取下列各系统的单位阶跃响应.完成表5・5并记录相关曲线。
16 + 3.2$ + 16G 4（S ）=16 + 2・4s + 16 —、16 °3(巧=一————s +1.6$ + 16 解:»nl=16; »dl 二[1,3.2,16]; » sysl=tf(nl,dl); » step(sysl) 16S 2 +5 + 16141.2Step Response；i 2%误差帝；G1(S )=16/(S 2+42S +16)» n3=16; »d3=[l,1.6J6]; » sys3=tf(n3,d3); » step(sys3),Sy 湎为汨 I F^ak ampflude: 153• Ci ver 曲 tri 〔粉 52.7I JiitifTe (secjos027 IIJ I I Q > I I || |1|'01234567Tin»(sec)»n4=16; » d4=[l,lJ6]; » sys4=tf(n4,d4); » step(sys4)1.42<19 卑Response?I驴2'阳吐8137 1OQoct 卿 372；Ai tire (S€cJ 0 623G2(沪恸(52+2^+16)S •战 em. sr$2 s“n 】g Tiw (sec) 2.6i022.5 Tirw (sec)9 卑 RespondG3(s)=1B/(s2+1 6s+16)Systerc 幼仝3seflirgime ($ec ):矽序号Cmax◎ △ = 5%)计算值实验计算值实验计算值实验值1 0.441.25刘 1.25 0退湖 0.8632.W75 2.12 0341 3723 1.37 0.^233 0.828 2.9167 2.813 0.241.5266 1.53 0^016 0.8 4.3750 4.940」2541.6731 1.67 0*16 0.803 7.0000 733w=4;cmax 1 = 1 +exp(-z 1 *pi/sqrt( 1 -z 1A 2)); tpl =pi/(w*sqrt(l -z 1A 2)); tsl=3.5/(zl*w); [cmaxktpLtsl] ans =1.2538 0.85692.1875 » z2=0.3; w=4;cmax2= 1 +exp(-z2*pi/sqrt(l -z2A 2)); tp2=pi/(w*sqrt(l -z2A 2)); ts2=3.5/(z2*w); [cmax2,tp2,ts2] ans =q 6 T ITO (s€«)8 10 12(2)(4) 3.5 （以5%为误差带） 4.4（以2%为误差带）2•已知二阶系统的闭环传递函数如下，编程求取系统的单位阶跃响应并完成表5・ 6,记录相关曲线。
5章习题答案matlab
张卫华 MATLAB课堂
例13：
分析以下程序， 并运行观察。
clf;x=3*pi*(-1:0.05:1);y=x; [X,Y]=meshgrid(x,y); R=sqrt(X.^2+Y.^2)+eps; Z=sin(R)./R; h=surf(X,Y,Z);colormap(jet); axis off n=12;mmm=moviein(n); for i=1:n rotate(h,[0 0 1],25); mmm(:,i)=getframe; end movie(mmm,5,10)
张卫华 MATLAB课堂
例5程序：
fplot('cos(tan(pi*x))',[ 0,1],1e-4)
张卫华 MATLAB课堂
例6：
绘制r=sin(t)cos(t)的极坐标图，并标记 数据点。
张卫华 MATLAB课堂例6 Nhomakorabea序：t=0:pi/50:2*pi; r=sin(t).*cos(t); polar(t,r,'-*');
title('y1=0.2e^{-0.5x}cos(4\pix) 和y2=2e^{0.5x}cos(4\pix)比较') text(2,2*exp(-1),'\fontsize{20}\bf \leftarrow x_{1}=2,y_{1}=2e^{-1}')
张卫华 MATLAB课堂
例5：
绘制f(x)=cos(tan(πx))的曲线
张卫华 MATLAB课堂
例11：
绘制柱形，剪切掉x、y小于零 的部分
张卫华 MATLAB课堂
例11程序：
t=linspace(0,2*pi,100); r=1-exp(-t/2).*cos(4*t); [X,Y,Z]=cylinder(r,60); ii=find(X<0&Y<0); Z(ii)=NaN; surf(X,Y,Z);colormap(spring), shading interp light('position',[-3,-1,3],'style','local')
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第一题：某河床的横截面积，为了计算最大的排洪量，需要计算他的横断面积，用梯形法计算其断面积。
>> x=[0 4 10 12 15 22 28 34 40];
y=[0 1 3 6 8 9 5 3 0];
trapz(x,y)
ans =
178.5000
答：用梯形积分法求的其面积为178.5平方米。
第五题：求下列积分的数值解。
（2）. e 2x 2π
0cos 3x dx >>fun=inline('exp(2*x).*cos(x).^3');
>>quadl(fun,0,2*pi)
ans =
9.7054e+004
答：所求积分的数值解为：9.7054*10^4。
（4） sinx x 10dx
.>>fun=@(x)sin(x)./x;
quadl(fun,1e-10,1)
ans =
0.9461
答：所求积分的数值解为：0.9461.
（6） dθ 2sinθ1
02π0
.>>fun=inline('sqrt(1+r.^2.*sin(th))','r','th');
dblquad(fun,0,1,0,2*pi)
ans =
6.1879
答：所求积分的数值解为：6.1879.
（7）1+x+y dydx,D为x2+y2≤2x
.function s=dblquad2(fun,a,b,clo,dhi,n)
ifnargin<6,n=100;end
x=linspace(a,b,n+1);
s=0;
for i=1:n
s=s+dblquad(fun,x(i),x(i+1),feval(clo,(x(i)+x(i+1))/2),feval(dhi,(x(i)+x(i+1))/ 2));
end
>>clear;
>>fun=inline('1+x+y.^2','x','y');
>>clo=inline('-sqrt(2*x-x.^2)');
>>dhi=inline('sqrt(2*x-x.^2)');
>>dblquad2(fun,0,2,clo,dhi,100)
ans =
7.0705
答：所求积分的数值解为：7.0705。
第十三题：一个重5400kg的摩托车在以速度v=30m/s行驶时突然熄
=-(8.276*v.^2+2000)
火，设滑行方程为：5400*v.dv
dx
>>fun=inline('5400*v./(8.276*v.^2+2000)','v');
quadl(fun,15,30)
ans =
291.8696
答：滑行291.8696米后速度降至15m/s。