仿真技术实验程序与思考题解答完整版汇总
. . .. . . .. .专业 . . 实验一 连续系统的数字仿真 一、实验目的 1． 熟悉Matlab中m文件的编写； 2． 掌握龙格－库塔法的基本原理。 二、实验设备 计算机、MATLAB软件 三、实验容 假设单变量系统如图所示。试根据四阶龙格－库塔法，求系统输出y的动态响应。
1．首先把原系统转化为状态空间表达式：•CXybuAXX，根据四阶龙格－库塔公式，可得到： 1143211)22(6kkkkCXyKKKKhXX （1）
其中： )()()2()2()2()2()(3423121htbuhKXAKhtbuKhXAKhtbuKhXAKtbuAXKkkkkkkkk （2） 根据（1）、（2）式编写仿真程序。 2．在Simulink环境下重新对上述系统进行仿真，并和1中结果进行比较。 四、实验结果及分析 要求给出系统输出响应曲线，并分析计算步长对龙格－库塔法的影响。 计算步长对龙格－库塔法的影响：单从每一步看，步长越小，截断误差就越小，但随着步长的缩小，在一定求解围所要完成的步数就增加，不但引起计算量的增大，而且可能导致舍入误差严重积累，因此同积分的数值计算一样，微分方程的解法也有选择步长的问题。 源程序： r=5; numo=[1];deno=[1 4 8 5]; numh=1;denh=1; [num,den]=feedback(numo,deno,numh,denh); [A,b,C,d]=tf2ss(num,den); Tf=input('仿真时间 Tf= ');h=input('计算步长 h='); x=[zeros(length(A),1)];y=0;t=0;
_ + 11s
5312ss
r=5 y . . .. . .
.. .专业 . . for i=1:Tf/h; K1=A*x+b*r; K2=A*(x+h*K1/2)+b*r; K3=A*(x+h*K2/2)+b*r; K4=A*(x+h*K3)+b*r; x=x+h*(K1+2*K2+2*K3+K4)/6; y=[y;C*x];t=[t;t(i)+h]; end plot(t,y) Tf=5 h=0.02
五、思考题 1． 试说明四阶龙格－库塔法与计算步长关系，它与欧拉法有何区别。 计算步长对龙格－库塔法的影响：单从每一步看，步长越小，截断误差就越小，但随着步长的缩小，在一定求解围所要完成的步数就增加，不但引起计算量的增大，而且可能导致舍入误差严重积累，因此同积分的数值计算一样，微分方程的解法也有选择步长的问题。 区别：四阶龙格库塔法与欧拉法都是基于在初值附近展开成泰勒级数的原理，所不同的是取泰勒级数的项数，欧拉公式仅取到h项，四阶龙格库塔法取到h4项。
实验二 面向结构图的仿真
一、实验目的 1． 掌握连接矩阵及系统状态方程的确定方法； 2． 掌握面向结构图的仿真方法。 二、实验设备 计算机、MATLAB软件 三、实验容 假设某系统由三个典型环节组成，如下图所示，求输出量y的动态响应。
仿真基本步骤： 1． 给定输入信号，确定典型环节及环节参数； 2． 确定连接矩阵； 3． 输入仿真时间和计算步长； 4． 求H,H-1和Q阵，确定A、B阵； 5． 根据龙格－库塔法求状态方程的解； 6． 根据1～5编写仿真程序。 四、实验结果及分析
源程序： r=10;
_ + s
1
22s
r=10 y
1010s
00.511.522.533.544.5500.10.20.30.40.50.60.70.80.9. . .. . .
.. .专业 . . P=[0 1 1 0;2 1 2 0;10 1 10 0]; W=[0 0 -1;1 0 0; 0 1 0]; W0=[1;0;0]; Wc=[0 0 1]; Tf=input('仿真时间 Tf =');h=input( '计算步长 h='); A1=diag(P(:,1));B1=diag(P(:,2));C1=diag(P(:,3));D1=diag(P(:,4)); H=B1-D1*W;Q=C1*W-A1; A=inv(H)*Q;B=inv(H)*C1*W0; x=[zeros(length(A),1)];y=[zeros(length(Wc(:,1)),1)]; t=0; for i=1:Tf/h; K1=A*x+B*r; K2=A*(x+h*K1/2)+B*r; K3=A*(x+h*K2/2)+B*r; K4=A*(x+h*K3)+B*r; x=x+h*(K1+2*K2+2*K3+K4)/6; y=[y;Wc*x];t=[t;t(i)+h]; end plot(t,y) 仿真时间Tf=10 计算步长h=0.05
024681012024681012
图一 仿真曲线 五、思考题 1． 典型环节的确定必须满足什么条件？
答： G(S)=bsadscU(S)X(S)式中u为典型环节的输入，x为典型环节的输出。
1.为了保证H的逆1-H存在，应严格按照ib0的原则确定每个典型环节，既避免以纯比例、
纯微分环节作为典型环节。 2.在输入向量不全为阶跃函数的情况下，只要在确定典型环节时，注意使含有微分项系数即. . .. . . .. .专业 . . （id
0）的环节不直接与参考输入连接。
实验三 连续系统的快速仿真 一、实验目的 1． 熟悉增广矩阵的构建方法； 2． 掌握连续系统的快速仿真基本原理。 二、实验设备 计算机、MATLAB软件 三、实验容 假设某系统结构图如下，要求采用快速仿真方法求系统输出响应。
仿真基本步骤： 1． 给定输入信号，确定典型环节及环节参数； 2． 确定连接矩阵； 3． 输入仿真时间和计算步长； 4． 求H,H-1和Q阵，确定A、B阵； 5． 构建增广矩阵； 6． 采用增广矩阵法求齐次方程的解和系统输出响应。 根据1～6编写仿真程序。 四、实验结果和分析
源程序： r=10; [num,den]=series(1,[1,0],2,[1,2]); [num,den]=series(num,den,10,[1,10]); [num,den]=cloop(num,den); [A1,B1,C1,D1]=tf2ss(num,den); A=[A1,B1;0,0,0,0]; C=[C1,0]; Tf=10; h=0.05; k1=eye(size(A)); k2=A*h;
_ + s
1
22s r=10 y 1010s . . .. . .
.. .专业 . . k3=k2*k2/2; k4=k3*k2/3; k=k1+k2+k3+k4; x=[zeros(size(A1,1),1);10]; y=0; t=0; for i=1:Tf/h x=k*x; y=[y,C*x]; t=[t,i*h]; end plot(t,y) 五、思考题 1．增广矩阵法和四阶龙格－库塔法有何区别？
答： ...tA!31tA21AtIe3322A！t
如果取tAe的泰勒级数前五项，则增广矩阵的计算与四阶龙格库塔法相同。 四阶龙格库塔法具有很高的精度，但运行速度很慢，而增广矩阵法既满足了精度又满足了速度。
实验四 离散相似法仿真 一、实验目的 1． 掌握离散化的基本原理； 2． 掌握非线性系统的离散化仿真方法。 二、实验设备 计算机、MATLAB软件 三、实验容 已知非线性系统结构图如下，求系统输出响应。
1． 给定参考输入，输入仿真时间，采样周期（T=0.1s）； 2． 将被控对象离散化； 3． 给定参数初始值；
y _ +
r=10 1010s s1
22s 滞环非线性特性 1.05.0ss
y . . .. . .
.. .专业 . . 4． 计算误差和非线性环节输出； 5． 计算系统输出； 6． 参数值更新； 7． 若仿真时间到，则结束，否则转1。 编写仿真程序，求解系统输出响应。
四、实验结果及分析 源程序： %backlash.m function [x,u1]=backlash(u1,u,x1,s) if (u>u1) if ((u-s)>=x1) x=u-s;else x=x1;end else if (uif ((u+s)<=x1) x=u+s;else x=x1;end else x=x1; end end u1=u; 主程序： r=10; [num,den]=series([1 0.5],[1 0.1],[1],[1 0]); [num,den]=series(num,den,2,[1,2]); [num,den]=series(num,den,10,[1 10]); [A,B,C,D]=tf2ss(num,den); Tf=10; T=0.025; [G,H,C,D]=c2dm(A,B,C,D,T,'zoh'); x=zeros(size(G,1),1); y=0; t=0; s=1; e1=0;u1=0; for i=1:Tf/T e=r-y(end); u=backlash(e1,e,u1,s); x=G*x+H*u; y=[y,C*x+D*u]; t=[t,i*T]; u1=u; e1=e; end; plot(t,y)
五、思考题
模拟电子实验课思考题及参考答案-华南理工大学
实验报告简要分析及参考答案实验一仪器的使用P178：交流毫伏表的使用（1）将信号发生器输出值与毫伏表测量值相比较，得到的结论是：信号发生器输出的电压是用峰峰值表示的，而毫伏表测量的电压是用有效值表示的，正弦波峰峰值电压是有效值电压的（2）用毫伏表的MANU和AUTO模式测量信号发生器的输出电压，其不同之处是：用MANU 模式测量时要把量程旋钮置于合适的量程才能显示正确的测量电压；AUTO模式则自动显示测量电压。
P178：思考题1．因为交流毫伏表的电压测量范围为100U A～300V，它能感应并测量仪器周围很微弱的干扰信号，所以交流毫伏表一接通电源显示屏上就有数码显示。
2．图（a）：（1）调节触发方式选择开关在AUTO状态；（2）调节垂直位移旋钮在适当的位置；（3）调节亮度旋钮在适当的位置。
图（b）：（1）T/DIV旋钮不要置于X-Y显示方式；（2）扫描时间选择旋钮的扫描频率不要选得太高，图（c）：调节聚焦和垂直位移旋钮在适当的位置。
3．示波器的红夹子应于毫伏表测试线上的红夹子相接，示波器的黑夹子应于毫伏表的黑夹子相接。
如果互换使用将引入干扰，产生较大的测量误差，甚至不能测量。
原因参阅课本P10。
实验二元件的识别与测量P1804.（2）用两手抓住表笔捏紧电阻两端测量其阻值,相当于把人体的电阻与所测电阻并联，所测电阻越大，影响越大，测量值越小。
P1816（2）用×100Ω档测出的阻值小，而用×1KΩ档测出的阻值大。
因为万用表不同的欧姆档流出的电流不同，×100Ω档时流出的电流大，×1KΩ档时流出的电流小。
当用不同的欧姆档测量同一只二极管时，由于二极管是非线性元件，等效电阻不是一个固定值，其值随电流的改变而改变，所以当用不同的量程测其正、反向电阻值时，测量值也不同。
P183：思考题用×1档电流大，×10k档电压大，都容易烧坏晶体管。
模拟万用表回路电流是从黑表笔流出；数字万用表回路电流是从红表笔流出。
《计算机仿真技术》精彩试题(含完整问题详解)
一、数值计算，编程完成以下各题（共20分，每小题5分） 1、脉冲宽度为d ，周期为T 的矩形脉冲的傅里叶级数如下式描述：)2cos(/)/sin(21[)(1τπππτn T d n T d n T d f n ∑∞=+=当150=n ，41=T d ，2/12/1<<-τ，绘制出函数)(τf 的图形。
解： syms n t;f=((sin(n*pi/4))/(n*pi/4))*cos(2*pi*n*t); s=symsum(f,n,1,150); y=(1+2*s)/4; x=-0.5:0.01:0.5; Y=subs(y,'t',x); plot(x,Y)2、画出函数5505.025.55.15.1cos 5)5(sin )(2x x x x ex x f x +++-=在区间[3,5]的图形，求出该函数在区间[3, 5]中的最小值点m in x 和函数的最小值m in f .解：程序如下 x=3:0.05:5;y=(sin(5*x).^2).*exp(0.05*x.^2)-5*(x.^5).*cos(1.5*x)+1.5*abs(x+5.5)+x.^2.5; mix_where=find(y==min(y)); xmin=x(mix_where); hold on; plot(x,y);plot(xmin,min(y),'go','linewidth',5);str=strcat('(',num2str(xmin),',',num2str(min(y)),')'); text(xmin,min(y),str); Xlabel('x')Ylabel('f(x)')经过运行后得到的图像截图如下：运行后的最小值点m in x =4.6，m in f = -8337.86253、画出函数xe x xf x 5.2cos )(3.02-⋅=-在[1，3]区间的图形，并用编程求解该非线性方程0)(=x f 的一个根，设初始点为20=x .解： x=1:0.02:3; x0=2;y=(x)(cos(x).^2).*exp(-0.3*x)-2.5*abs(x); fplot(y,[1,3]); Xlabel('x') Ylabel('f(x)')X1=fzero('(cos(x).^2).*exp(-0.3*x)-2.5*abs(x)',x0)运行后求得该方程的一个根为z=0.3256。
计算机仿真试题和答案
控制系统计算机辅助设计综合实验指导实验名称：连续与离散系统校正实验，系统可控性与可观性实验，系统的simulink仿真实验陈茜编实验人：苏建聪学号：200830810122班级：08电气工程及其自动化1班信息工程系实验任务书1. 有一个单位负反馈控制系统，如果控制对象的传递函数为设计要求：① 相角裕度≥45°；② 当系统的输入信号是单位斜坡信号时，稳态误差ess ≤0.04。
③ 要求绘制出校正后系统和未校正系统的Bode 图及其闭环系统的单位阶跃响应曲线，并进行对比。
2. 有一个单位负反馈控制系统，如果控制对象的传递函数为：试设计一个串联滞后校正装置。
设计要求：①相角裕度≥45°；② 当系统的输入信号是单位斜坡信号时，稳态误差ess ≤0.04。
③ 要求绘制出校正后系统和未校正系统的Bode 图及其闭环系统的单位阶跃响应曲线，并进行对比。
3. 有一个单位负反馈控制系统，如果控制对象的传递函数为 ()()4+=s s k s G p试设计一个串联超前滞后校正装置，设计要求： ①相角裕度≥45°；② 当系统的输入信号是单位斜坡信号时，稳态误差ess ≤0.04。
③ 要求绘制出校正后系统和未校正系统的Bode 图及其闭环系统的单位阶跃响应曲线，并进行对比。
4. 系统结构图如图所示，其中，采样周期Ts=0.01s ，被控对象()()110+=s s s G ，()s G h 为零阶保持器。
用W 变换法设计一超前校正装置D(z)，使系统相位裕度γ≥50°，校验设计后系统的性能指标。
5. 系统结构图如图所示，其中，采样周期Ts=0.01s ，被控对象1)s(0.2s k )(+=s G ο，()s G h 为零阶保持器。
用对数频率法设计D(z)，使系统开环增益k ≥30(1/s)，截止频率ωc ≥15(1/s),相位裕度γ≥50 °1使 s 11se -1(s)-Tsh T G +≈=，求出未校正系统的开环系统的开环传递函数(s)(s)G G (s)0s =G ,的传递函数模型参数。
仿真实验--差分电路仿真实验
仿真实验三差分电路仿真实验一、实验目的（1）通过Multisim来仿真电路，测试差分放大电路的静态工作点、差模电压放大倍数、输入电阻和输出电阻；（2）加深对差分放大电路原理的理解；（3）通过仿真，体会差分放大电路对温漂的抑制作用；二、实验平台Multisim 10.0三、实验原理差放的外信号输入分差模和共模两种基本输入状态。
当外信号加到两输入端子之间，使两个输入信号V i1、V i2的大小相等、极性相反时，称为差模输入状态。
此时，外输入信号称为差模输入信号，以V id表示，且有:当外信号加到两输入端子与地之间，使V i1、V i2大小相等、极性相同时，称为共模输入状态，此时的外输入信号称为共模输入信号，以V ic表示，且:当输入信号使V i1、V i2的大小不对称时，输入信号可以看成是由差模信号Vid和共模信号V ic两部分组成，其中动态时分差模输入和共模输入两种状态。
(1)对差模输入信号的放大作用当差模信号V id输入(共模信号V ic=0)时，差放两输入端信号大小相等、极性相反，即V i1=－V i2=V id/2,因此差动对管电流增量的大小相等、极性相反，导致两输出端对地的电压增量，即差模输出电压V od1、V od2大小相等、极性相反，此时双端输出电压V o=V od1－V od2=2V od1=V od,可见，差放能有效地放大差模输入信号。
要注意的是：差放公共射极的动态电阻R e对差模信号不起(负反馈)作用。
(2)对共模输入信号的抑制作用当共模信号V ic输入(差模信号V id=0)时，差放两输入端信号大小相等、极性相同，即V i1=V i2=V ic,因此差动对管电流增量的大小相等、极性相同，导致两输出端对地的电压增量，即差模输出电压V oc1、V oc2大小相等、极性相同，此时双端输出电压V o=V oc1－V oc2=0,可见，差放对共模输入信号具有很强的抑制能力。
此外，在电路对称的条件下，差放具有很强的抑制零点漂移及抑制噪声与干扰的能力。
完整版仿真习题
1、简述计算机仿真的分类。
2、简述计算机仿真模型的种类。
3、简述计算机仿真的三要素和三过程。
4、相似理论的相似三定理是什么?
5、仿真程序的主要特点是什么?
6、有限元法模拟地质过程时，物体剖分成的三角形单元为什么要尽
可能为锐角三角形？
7、有限元法模拟时，对剖分后的单元节点进行编号,为什么要使同一
单元内的节点号差尽可能小？
8、简述平面应力和平面应变的特点和区别。
9、什么是有限元法？有限元法的基本思想是什么？具体可概括为几
个基本步骤
10、简述计算机地质仿真的基本过程及注意事项。
11、简述可视化技术在计算机地质仿真中的作用。
12、简述计算机地质仿真的主要作用及可能的发展趋势。
13、什么是相似常数和相似准数？
14、平面问题有限元分析时，剖分后的单元可选择三角形单元和四边形单元，简述三角形单元和四边形单元的特点各是什么？。
仿真实验技术总结
实验一测定元件伏安特性的仿真分析一､实验目的1､掌握和应用Multisim 9软件｡2､掌握测试电阻元件伏安特性的方法｡3､掌握用直流扫描分析的方法测量｡二､实验原理掌握电阻的伏安特性是了解电阻特性的必要手段,测定电阻元件的伏安特性是测量电阻两端的电压U与流过的电流I的关系｡在Multisim 9中既可以像现实实验室中使用电压表和电流表进行逐点测量,也可以利用其“直流扫描分析(DC sweep)”分析法直接形成伏安关系曲线｡三､实验内容特别提示:Multisim 9软件在电路仿真过程中,当电路中任何参数有变动时都需要重新进行仿真｡1､编辑原理图双击Multisim 9图标,打开Multisim 9的界面｡(1)直流电压源的选择①单击元件工具栏(图1)中的“放置信号源库(Place Source)”图标,弹出如图2所示的对话框｡②右键单击工作区,弹出右键快捷菜单,选择“放置元件(Place Component)”,弹出如图2所示的对话框｡提示:可直接使用快捷键,Ctrl+W图1 元件工具栏图2 放置信号源库元件选择对话框该对话框应做如下操作:●“数据库(Database)”下拉列表:选择“主数据库(Master Database)”项｡●“组(Group)”下拉列表:选择“Sources”项｡●“系列(Family)”栏:选择“POWER_SOURCES”项｡●“元件(Component)”栏:选择“DC_POWER”项｡●“确定(OK)”按钮:单击该按钮,即直流电压源被选中,选出的直流电压源紧随着光标指针在电路窗口工作区内移动,移动到合适位置,单击左键,则会重新弹出如图2所示的对话框｡●“关闭(close)”按钮:单击该按钮,关闭当前对话框.选择的直流电压源被放在电路工作区｡(2)接地的选择①单击元件工具栏(图1)中的“放置信号源库(Place Source)”图标,弹出如图3所示的对话框｡②右键单击工作区,弹出右键快捷菜单,选择“放置元件(Place Component)”,弹出如图3所示的对话框｡提示:可直接使用快捷键,Ctrl+W图3 放置信号源库元件选择对话框该对话框应做如下操作:●“数据库(Database)”下拉列表:选择“主数据库(Master Database)”项｡●“组(Group)”下拉列表:选择“Sources”项｡●“系列(Family)”栏:选择“POWER_SOURCES”项｡●“元件(Component)”栏:选择“GROUND”项｡●“确定(OK)”按钮:单击该按钮,即接地被选中,选出的接地紧随着光标指针在电路窗口工作区内移动,移动到合适位置,单击左键,则会重新弹出如图3所示的对话框｡●“关闭(Close)”按钮:单击该按钮,关闭当前对话框,选择的接地被放在电路工作区｡(3)电位器的选择①单击元件工具栏(图1)中的“放置基本元件库(Place Basic)”图标,弹出基本元件库元件选择对话框,如图4所示｡②右键单击工作区,弹出右键快捷菜单,选择“放置元件(Place Component)”,弹出如图3所示的对话框｡提示:可直接使用快捷键,Ctrl+W图4 基本元器件库元件选择对话框该对话框应做如下操作:●“数据库(Database)”下拉列表:选择“主数据库(Master Database)”项｡●“组(Group)”下拉列表:选择“Basic”项｡●“系列(Family)”栏:选择“BASIC_VIRTUAL(虚拟基本元器件)”项｡●“元件(Component)”栏:选择“POTENTIOMETER_VIRTUAL”项｡该元件栏中的电位器是虚拟电位器,阻值可以更改｡●“确定(OK)”按钮:单击该按钮,即电位器被选中,选出的电位器紧随着光标指针在电路窗口工作区内移动,移动到合适位置,单击左键,则会重新弹出如图4所示的对话框｡●“关闭(Close)”按钮:单击该按钮,关闭当前对话框,选择的电位器被放在电路工作区｡双击电位器,弹出电位器的属性对话框:a.选择参数(Value)项:在Resistance栏中设置电阻数值､单位;在Key栏中设置控制键,如选择A｡这样,按键盘上的A键,随着电位器旁边百分比的改变.相当于滑线变阻器的触头在上下移动｡按<a>键｡电阻值按百分比增大;按shift+<a>即<A>键,电阻值按百分比减小;在Increment 项中设置可调电阻增量(百分比)｡b.选择标签(Label)项:在参考标识(RefDes)栏中可设置元件标号｡c.选择故障(Fault)项:可设置元件故障,None(无)､Open(开路)､Short(短路)､Leakage(漏电)｡(4)电阻的选择单击元件工具栏上的“放置基本元件库(Place Basic)”图标,弹出基本元件库元件选择对话框,该对话框应做如下操作:●“数据库(Database)”下拉列表:选择“主数据库(Master Database)”项｡●“组(Group)”下拉列表:选择“Basic”项｡●“系列(Family)”栏:选择“BASIC_VIRTUAL(虚拟基本元器件)”项｡●“元件(Component)”栏:选择“RESISTOR_VIRTUAL”项｡该元件栏中的电阻是虚拟电阻,阻值可以更改｡●“确定(OK)”按钮:单击该按钮,即电阻被选中,选出的电阻紧随着光标指针在电路窗口工作区内移动,移动到合适位置,单击左键,则会重新弹出对话框｡●“关闭(Close)”按钮:单击该按钮,关闭当前对话框,选择的电阻被放在电路工作区｡(5)电压表､电流表的选择单击元件工具栏中的“指示器(Place Indicator)”图标,弹出对话框如图5所示,在此图5 指示器库元件选择对话框对话框中选择电压表和电流表,具体如下:①电压表的选择:●“数据库(Database)”下拉列表:选择“主数据库(Master Database)”项｡●“组(Group)”下拉列表:选择“Indicators”项｡●“系列(Family)”栏:选择“VOLTMETER”项｡●“元件(Component)”栏:选择所需要的电压表｡●“确定(OK)”按钮:单击该按钮,即电压表被选中,选出的电压表紧随着光标指针在电路窗口工作区内移动,移动到合适位置,单击左键,则会重新弹出对话框｡●“关闭(Close)”按钮:单击该按钮,关闭当前对话框,选择的电压表被放在电路工作区｡②电流表的选择:●“数据库(Database)”下拉列表:选择“主数据库(Master Database)”项｡●“组(Group)”下拉列表:选择“Indicators”项｡●“系列(Family)”栏:选择“AMMETER”项｡●“元件(Component)”栏:选择所需要的电流表｡●“确定(OK)”按钮:单击该按钮,即电流表被选中,选出的电流表紧随着光标指针在电路窗口工作区内移动,移动到合适位置,单击左键,则会重新弹出对话框｡●“关闭(Close)”按钮:单击该按钮,关闭当前对话框,选择的电流表被放在电路工作区｡(6)仿真开关､两个开关,用以控制仿真进程,按钮的功能如下:按钮:仿真启动､停止按钮,拨向左边停止仿真,拨向右边启动仿真｡按钮:暂停仿真｡(7)元器件的操作①元器件的调整:为便于电路的合理布局和连线.需对元器件进行调整｡如要对放置的元件进行旋转,当拖动正在放置的元件幻象时,按住以下键可进行相应操作Ctrl+R:元件顺时针旋转90°｡Ctrl+Shift+R:元件逆时针旋转90°｡②元器件的移动:单击某个元件(左键不松开),拖动该元件即可｡与其相连接的导线会自动重新排列｡③元器件的剪切､复制､粘贴､删除:选中元件后,使用菜单编辑(Edit)→剪切(Cut)､编辑(Edit)→复制(Copy)､编辑(Edit)→粘贴(Paste)､编辑(Edit)→删除(Delete)等菜单命令来实现｡提示:可使用相应的快捷键,如Ctrl+X(剪切)､Ctrl+C(复制)､Ctrl+V(粘贴)等｡④元器件参数的设置选中元件后,双击该元件,会弹出相关的对话框,可进行元件参数的修改和设置操作｡元件特性对话框具有多种选项可供设置,包括标志(Label)､参数(Vaiue)､故障(Fault)､引脚信息(Pin Info)､变量信息(Variant)等｡(8)导线的连接在Multisim 9中线路的连接非常方便,一般有两种情形｡①两元件的连接:只要将光标指针移近所要连接的元件引脚一端,光标指针自动变为一个小红点,单击并拖动指针至另一元件的引脚,在此出现一个小红点时单击,系统即自动连接这两个引脚之问的线路｡②元件与某一线路之间连接:从元件引脚开始,指针指向该引脚并单击,然后拖向所要连接的线路上再单击,系统自动连接这两个点｡(9)根据以上介绍的方法,在电路的工作区放置元件和仪表,构建测试电路,如图6所示｡图6 伏安特性测试原理图(10)电路的进一步调整:为了使电路整洁规范,便于仿真,可以对电路进行进一步编辑处理｡●调整元件位置:选定元件,按住鼠标左键并将其拖到合适位置;或使用方向键移动元件到合适位置｡●改变元件标号:双击元件,在属性对话框中可改变元件的标号｡●改变线路上的节点编号:对准线路双击左键,在弹出的快捷菜单的快捷菜单“标签(Net name)”项中可改变编号｡●导线的删除:单击想要删除的导线,执行“Delete”命令即可删除｡2､仿真操作仿真操作过程如下:(1)按下键盘上的<a>键,将电位器调到100%,使电阻R L上电压为最小值0 V｡(2)双击电位器,在弹出的对话框中点击“Value”选项卡,在“Resistance”项中选定电阻值50Ω;在“Key”项中选A;在“Increment”项中设置可调电阻增量为10%｡(3)按下仿真开关,激活电路,按下键盘上大写<A>键,使电阻R L上电压从0 V升压到24 V,每隔4.8V测试一组电压､电流数据｡(4)将每个测试点的电压､电流数据填入表1中｡3､采用直流扫描分析方法测量直流扫描分析的目的是观察直流转移特性｡当输入直流在一定范围内变化时,分析输出的变化情况｡例如,电压源从0V升到24V,步长为4.8V｡每个相应的电压都将计算出一套电路参数并用于显示｡下面用它来分析电阻的伏安特性,步骤如下:(1)把图6中电位器调到0%,即可调电阻输出电压为最大值24 V｡关闭仿真按钮,在主窗口中依次执行“仿真(Simulate)”/“分析(Analysis)”/“直流扫描分析(DC Sweep)”命令,将弹出如图7所示对话框,分别设置输入直流电压源､步长､扫描初值和终值｡(2)单击图7中“输出(0utput)”选项卡,得到输出变量设置对话框,设置输出变量,此处选择电阻R L上电压即图6中节点3为输出变量｡单击左边“$3”项,再单击“添加(Add)”按钮,得到输出变量设置对话框,如图8所示｡(3)单击“仿真(Simulate)”按钮,得到如图9所示的分析结果｡四､实验报告1､根据测试数据,绘制伏安特性曲线｡2､总结应用Multisim 9软件做仿真实验的体会｡图7 直流扫描分析设置圈8 直流扫描分析输出变量设置图9 直流扫描分析输出结果实验二 戴维南定理得验证一､实验目的1､验证戴维南定理的正确性,加深对戴维南定理的理解｡ 2､掌握测量有源二端网络等效电势E 和等效电阻Ro 的方法｡ 3､进一步熟悉Multisim 仿真软件的使用方法｡ 二､实验原理 1､戴维南定理任何一个线性的有源二端网络,都可以利用一个电压源来等效代替,等效电压源的电动势等于有源二端网络的开路电压,内阻等于有源二端网络除源后所对应的无源二端网络的等效电阻｡除源方法:电压源短路,电流源开路｡ 2､有源单端口网络等效参数的测量方法 1)开路电压,短路电流法在有源单端口网络输出端开路时,用电压表直接测其输出端的开路电压Ucc,然后将其输出端短路,用电流表测其短路电流,则内阻为:SCi I UocR2)半电压法当负载电压为被测被测网络开路电压一半时,负载电路即为有源端口网络的等效内电阻｡ 三､实验步骤戴维南定理是电路分析中常用简化电路的基本方法之一｡在电路原理中都是采用理论分析,在Multisim9.0中,可以很方便的对定理进行验证｡设有电路如图所示,求电阻中5R 的电流｡1） 编辑原理图双击Multisim9.0图标,打开仿真软件｡（1） 电压源和接地符号的选择 单击元件工具栏中的place source图标,弹出如图所示对话框｡电源元件选择对话框对该对话框做如下操作:“Family”栏:选择“POWER-SOURCES”项｡“Componet”栏:双击选择“DC_POWER”｡双击后,即可选择电压源,移动光标到合适位置,单击鼠标,放置电压源｡同理,“Componet”栏中,双击选择“GROUND”,即可选择接地符号｡（2）电流源的选择对电源元件选择对话框做如下操作:“Family”栏:选择“”项｡“Componet”栏:双击选择“”｡双击后,即可选择电流源,移动光标到合适位置,单击鼠标,放置电流源｡（3）电阻的选择方法一标称电阻的选择单击元件工具栏中的Place Basic图标,弹出基本元件选择对话框,如图所示｡对该对话框做如下操作:“Group”栏:选择“Basic”项“Family”栏:选择“RESISTOR”项｡该元件栏中的电阻都是标称电阻,是根据真实电阻元件而设计的,阻值不能编辑｡“Componet”栏:根据需要,选择相应的电阻｡方法二虚拟电阻的选择调出虚拟元件工具栏:View菜单 Toolbars virtual｡虚拟元件菜单如图所示｡虚拟仪表工具栏单击“Show Basic Family”图标右边的下拉小三角,调出虚拟基本组件选择对话框,如图所示｡单击Place virtual Resistor选项,即可选择虚拟电阻｡虚拟电阻选择后,双击虚拟电阻图标,打开虚拟电阻属性面板如图所示,在属性面板中,可以根据需要修改电阻的阻值,对电阻设置故障等｡（4）单刀双掷开关的选择单刀双掷开关的选择与标称电阻选择方法相似,在基本元件选择对话框中,进行如下操作:“Group”栏:选择“Basic”项“Family”栏:滚动下拉条,选择“SWICH”项｡“Componet”栏:选择“SPDT“选项,即可选择单刀双掷开关｡（5）电压表､电流表的选择单击元件工具中的指示器(Place Indicator)图标,在打开的对话框中选择电压表､电流表｡（6）数字式万用表的选择调出测量仪表工具栏:View菜单 Toolbars Instrunments｡单击万用表图标,即可调出万用表,如图所示｡双击图标弹出如图所示面板,在该面板中可以选择测量对象｡（7）元件的操作①元件的移动:单击某个元件(左键不松开),拖动该元件即可｡单击某个元件,利用上下左右键,也可以移动某个元件｡②元件的旋转Ctrl+R:元件顺时针旋转Ctrl+shift+R:元件逆时针旋转③元件的剪切､复制､粘贴､删除:与Word文档的操作相同｡④元件参数的设置选中元件后,双击该元件,即可打开相关的属性面板,提供元件参数的修改和设置｡（8）导线的连接鼠标移动到元件的一端时,光标自动变为一个小红点,单击移动指针到另外一个元件的一个引脚,光标变为红点后单击,系统自动将两个元件相连｡根据以上介绍,在Multisim9.0工作区中,编辑如下图所示电路｡戴维南定理的验证2）仿真操作（1）测试开路电压U= 按动A键,使开关接电压表,按下仿真开关,可以从电压表直接读出开路电压ab｡（2）测试短路电流I= 按动A键,使开关接电流表,按下仿真开关,可以从电流表直接读出短路电流ab｡（3）等效电阻的测量①根据前面(1)(2)步骤求得的开路电压和短路电流｡=0R ab U /Iab = ｡②根据等效电阻的定义,将电源去除后,可利用万用表电阻档测量等效电阻,如下图所示｡等效电阻=0R ｡将上面两种方法比较｡(4)在ab 两点间接一个电流表和一个2Ω的电阻,如下图所示,按下仿真开关,测量2Ω电阻中的电流I= ｡(5)根据(1)(3)步骤的结果,在仿真软件中,编辑戴维南等效电路,然后接入2Ω电阻,如下图所示,测量2Ω电阻中的电流I= ｡比较(4)(5)两步骤中电流的大小,从而验证戴维南定理｡五､实验报告实验三叠加原理的验证一､实验目的1､进一步掌握和应用Multisim 9软件｡2､掌握电路的测量与分析方法｡3､验证叠加原理｡二､实验原理在线性电路中,任一支路的电流(或电压)都是电路中各个独立电源单独作用时在该支路中产生的电流(或电压)的代数和,这就是叠加原理｡当一个电源单独作用时,其它电源去掉,内阻保留在原电路中｡电源去掉方法:电流源开路,电压源短路(先把电压源于电路断开,后用导线短接,切忌,不可直接用导线短接电压源,以免损坏电源设备)｡三､实验内容1､编辑实验原理图双击Multisim 9图标,打开Multisim 9的界面｡按原理图从元件库中选择元件和仪表,构建实验测试电路｡图1 叠加原理测试原理图①调整元件位置:选中元件,按住鼠标左键并将其拖到合适位置｡②改变元件属性:双击元件,在属性对话框中可改变元件的数值､单位､控制键等｡③导线的删除:单击想要删除的导线,按“Delete”按钮即可删除｡2､仿真操作仿真操作过程如下:①电压源V1单独作用在J1处,按“1”键,使开关与电压源V1连接,在J2处,按“2”键,使开关与电压源V2断开｡让电压源V1单独作用,按下仿真开关,激活电路,读取电压表､电流表的显示数据,将测量值填入表1中｡②电压源V2单独作用在J2处,按“2”键,使开关与电压源V2连接,在J1处,按“1”键,使开关与电压源V1断开｡让电压源V2单独作用,按下仿真开关,激活电路,读取电压表､电流表的显示数据,将测量值填入表1中｡③电压源V1､V2同时作用将两个开关都与电压源连接,此时电压源V1､V2同时作用于电路｡按下仿真开关,激活电路,读取电压表､电流表的显示数据,将测量值填入表1中｡④处理①､②测量出的数据.并与③测量出的数据进行比较,验证叠加原理的正确性｡表1 实验测量数据四､实验报告1､根据基尔霍夫电流定律计算I3填入表1｡2､理论计算与实验数据进行比较,进一步验证叠加原理｡3､根据实验数据计算三个电阻所消耗的功率是多少?能否用叠加原理计算?为什么?试用具体数据说明之｡实验四 一阶电路的暂态分析一､实验目的1､掌握利用电子仿真软件Multisim9.0 设计和完成RC 一阶电路虚拟实验｡2､通过实验加深对时间常数概念的理解,了解RC 一阶电路充放电电流､电压变化规律,并掌握电容充､放电时间常数的计算和测量方法｡3､加深理解一阶电路时域相应的基本规律和特点｡ 二､实验原理电路从一个稳态到另一个稳态的变化过程称为电路的过渡过程,也称电路的暂态过程｡因为电路中存在电容､电感等储能元件,而储能元件所存储的能量在换路的瞬间不能发生突变,所以电容两端的电压和流过电感的电流不能发生突变｡电路中只有一个独立储能元件的电路称为一阶电路｡一阶电路的暂态响应曲线呈指数规律变化｡当电路换路时,由于电容两端的电压不能发生突变,电路从先前的稳态重新建立稳态需要一个过程,这个过程是一个暂态过程,其持续时间由时间常数RC =τ决定｡τ越大,变换过程越缓慢｡电容的充､放电波形如图所示｡0 0充电波形图 放电波形图微分电路和积分电路是RC 一阶电路中教典型的电路,它对电路元件的参数和输入信号的周期有特定的要求｡一个简单的RC 串联电路,在方波序列脉冲的重复激励下,当满足<<=RC t T/2(T 为方波信号的周期)时,且由R 端做出响应,即构成微分电路｡当满足>>=RC t T/2,且由C 端做出响应,即构成积分电路｡三､实验步骤1)观察充､放电电流波形和充､放电电容电压波形①在Multisim9.0软件的工作区,编辑电路图如下图所示｡②设置电路参数Ω=K R 11,Ω=K R 12,uF C 101=,利用示波器的A 通道测量电阻R1两端的电压,B 通道测量电容两端电压波形｡改变电路参数,将C1分别设置为5uF ､20uF,重复上述步骤,将观察到的波形绘制在实验报告中｡2)微分电路① 在Multisim 工作平台中编辑如下图所示电路图,设置电路参数Ω=k R 10,uF C 1=,信号源选择频率为10Hz,幅值为10V 的方波信号｡②利用A 通道观察方波信号,B 通道观察电阻R1上的电压信号｡③启动仿真程序,从虚拟示波器屏幕上观察微分波形,将波形存入实验报告中｡ ④令电容的值为0.5uF 和2uF,重复上述步骤,将波形存入实验报告中｡3)积分电路① 在Multisim 工作平台中编辑如下图所示电路图,设置电路参数Ω=k R 501,uF C 11=,信号源选择频率为10Hz,幅值为10V 的方波信号｡②利用A 通道观察方波信号,B 通道观察电容C1上的电压信号｡③启动仿真程序,从虚拟示波器屏幕上观察微分波形,将波形存入实验报告中｡ ④令电容的值为0.5uF 和2uF,重复上述步骤,将波形存入实验报告中｡ 四､实验报告1.记录实验过程中测得的电压､电流波形｡2.根据实验曲线结果,说明电容器充放电时电流电压变化规律及电路参数对波形的影响｡3.根据实验结果说明RC 串联电路作微分及积分电路时的参数条件｡实验五 交流电路的频域分析一､实验目的1､掌握和应用Multisim 9软件｡ 2､掌握交流电路的频域分析方法｡ 3､掌握滤波器的频率特性｡ 二､实验原理在交流电路中,电感感抗和电容容抗的大小都与频率有关｡当电源的频率发生变化时,感抗和容抗将随之变化,从而使电路中各部分的响应也随之变化｡通常把这种响应与频率之间的关系称为频率特性或频率响应｡研究电路的频率特性也称为电路的频域分析｡1､低通滤波器图1所示是RC 串联电路,•i U 为输入电压,•o U 为输出电压,两者都是频率的函数｡通常将输出电压与输入电压的比值称为电路的传递函数,用)j (ωG 表示,它是一个复数｡)()j ()arctan ()(111j1j1)j (2i o ωϕωωωωωω∠=-∠+=-==••G RC RC CR C U U G式中2)(11)j (RC G ωω+=是传递函数)j (ωG 的模,其随ω变化的特性称为幅频特性｡RC ωωϕarctan )(-=是传递函数)j (ωG 的辐角,其随ω变化的特性称为相频特性｡频率特性如图2所示｡(a)幅频特性 (b)相频特性图2 低通滤波器的频率特性由图可知,当0ωω<时,)j (ωG 变化不大,接近1;当0ωω>时,)j (ωG 明显减小｡这表明上述RC 电路具有使低频信号较易通过而抑制高频信号的作用,因此称该电路为低通滤波电路,简称低通滤波器｡0ω称为截止频率,即频率高于截止频率的输入信号不能通过该电路传送到输出端｡1.0︒-90︒-450图1 低通滤波器CoU iU2､高通滤波器电路如图3所示,其传递函数为)()j (1arctan)1(111j)j (2io ωϕωωωωω∠=∠+=-==••G RCRCCR R U U G 式中2)1(11)j (RCG ωω+=RCωωϕ1arctan)(= 频率特性如图4所示｡(a)幅频特性 (b)相频特性图4 高通滤波器的频率特性由图可知,当0ωω>时,)j (ωG 变化缓慢,幅值近似于1;当0ωω<时,)j (ωG 幅值较小｡这表明上述RC 电路具有使高频信号较易通过而抑制低频信号的作用,因此称该电路为高通滤波电路,简称高通滤波器｡0ω称为截止频率,即频率低于截止频率的输入信号不能通过该电路传送到输出端｡3､带通滤波器带通滤波器如图5所示,其传递函数为)()j (j )j 1(j )j (2io ωϕωωωωω∠=++==••G RCRC RCU U G 式中22)1(31)j (RCRC G ωωω-+=1.0090450图3 高通滤波器图5 带通滤波器CRCRC ωωωϕ3)(1arctan )(2-=频率特性如图6所示｡(a)幅频特性 (b)相频特性图6 带通滤波器的频率特性由图可知,当0ωω=时,31)j (0=ωG 为最大值;而0)(0=ωϕ表明这时的输出电压与输入电压同相｡频率大于或小于0ω时,传递函数的幅值均下降,当下降到最大值0.707倍时的低､高端频率1ω和2ω分别称为低端截止频率和高端截止频率｡它们之间的差值称为通频带,即12ωωω-=∆｡与高､低通滤波器不同,该电路只允许中间频带的信号通过,因此,称为带通滤波器｡三､实验内容 1､编辑原理图双击Multisim 9图标,打开Multisim 9的界面｡ (1)波特图示仪(Bode Plotter)的选择波特图示仪可用来测量和显示电路或系统的幅频特性与相频特性｡单击仪表栏中的波特图图标后,图标紧随着光标指针在电路窗口工作区内移动,移动到合适位置,单击左键,该仪表就被放置在工作窗口中｡该仪表能够产生一个频率响应的图形,这对于分析滤波电路非常有用｡常用来测量信号的电压增益和相位变换｡波特图的图标及操作面板分别如图7和图8所示｡①如图7所示波特图仪有IN 和OUT 两对端口,其中IN 端口的“+”和“-”分别接电路输入端的正端和负端;OUT 端口的“+”和“-”分别接电路输出端的正端和负端｡使用波特图时,必须在电路的输入端接入AC(交流)信号源｡双击波特图图标,在波特图操作面板上单击“幅度(Magnitude)”按钮,波特图显示幅频特性及相关设置;单击“相位(Phase)”按钮则显示相频特性及相关设置｡②坐标设置区:在垂直(Vertical)坐标或水平(Horizontal)坐标控制面板图框内,按下“对数(Log)”按钮,则坐标以对数的形式显示;按下“线性(Lin)”按钮,则坐标以线性的结果显示｡ 水平坐标刻度总是显示频率值,包括两栏:F 表示终值频率,I 表示初始频率｡垂直坐标显示纵坐标数值.也包括两栏:F 表示终值,I 表示初始值｡/1/707.0021︒90︒-90。
控制系统数字仿真 习题答案
第一章习题1-1什么是仿真？它所遵循的基本原则是什么？答：仿真是建立在控制理论，相似理论，信息处理技术和计算技术等理论基础之上的，以计算机和其他专用物理效应设备为工具，利用系统模型对真实或假想的系统进行试验，并借助专家经验知识，统计数据和信息资料对试验结果进行分析和研究，进而做出决策的一门综合性的试验性科学。
它所遵循的基本原则是相似原理。
1-2在系统分析与设计中仿真法与解析法有何区别？各有什么特点？答：解析法就是运用已掌握的理论知识对控制系统进行理论上的分析，计算。
它是一种纯物理意义上的实验分析方法，在对系统的认识过程中具有普遍意义。
由于受到理论的不完善性以及对事物认识的不全面性等因素的影响，其应用往往有很大局限性。
仿真法基于相似原理，是在模型上所进行的系统性能分析与研究的实验方法。
1-3数字仿真包括那几个要素？其关系如何？答: 通常情况下，数字仿真实验包括三个基本要素，即实际系统，数学模型与计算机。
由图可见，将实际系统抽象为数学模型，称之为一次模型化，它还涉及到系统辨识技术问题，统称为建模问题；将数学模型转化为可在计算机上运行的仿真模型，称之为二次模型化，这涉及到仿真技术问题，统称为仿真实验。
1-4为什么说模拟仿真较数字仿真精度低？其优点如何？。
答：由于受到电路元件精度的制约和容易受到外界的干扰，模拟仿真较数字仿真精度低但模拟仿真具有如下优点：（1）描述连续的物理系统的动态过程比较自然和逼真。
（2）仿真速度极快，失真小，结果可信度高。
（3）能快速求解微分方程。
模拟计算机运行时各运算器是并行工作的，模拟机的解题速度与原系统的复杂程度无关。
（4）可以灵活设置仿真试验的时间标尺，既可以进行实时仿真，也可以进行非实时仿真。
（5）易于和实物相连。
1-5什么是CAD技术？控制系统CAD可解决那些问题？答：CAD技术，即计算机辅助设计（Computer Aided Design）,是将计算机高速而精确的计算能力，大容量存储和数据的能力与设计者的综合分析，逻辑判断以及创造性思维结合起来，用以快速设计进程，缩短设计周期，提高设计质量的技术。
模拟电子实验思考题及答案(64学时)
4
模拟电子技术实验
五、预习要求 阅读本实验内容，了解示波器的工作原理、性能及面板上常用的各主要旋钮、
表 1-1-3 选定示波器正确的操作方法（正确的在方框内画√，错误的在方框内画×）
显示情况
操作方法
显示出的波形亮度低 调整聚焦调节旋钮（╳）； 调整辉度调节旋钮（√）
显示出的波形线条粗 调整聚焦调节旋钮（√）； 调整辉度调节旋钮（╳）
实验 2.1 的问题 1、测电阻要断开回路、电路要断电。 2、ui 和 uo 用交流毫伏表测，并且要用能测被测信号的最小量程档位测。 比如 10mV 正弦信号，要用 30mV 档而不是 3V。
实验 2.2-2.3 的问题 1、区别电源和输入信号 电源：+12V、地、-12V 输入信号：直流或交流的 实验中要打开运放电源。 2、积分电路，观察测相位差时，“TRIG.ALT”要释放。“CH2 INV”要释放。 3、检查运放好坏：开环过零 4、减少误差：闭环调零 （调整时，输出应能在正负之间变化） 5、比例电路，如果输出是饱和值，说明没形成闭环，表示某些线没接或断。 6、看准板上的元器件参数！ 比如 0.1μF 和 1μF，10K 和 100K。
四、实验总结报告分析提示 放大器静态工作点设置的不同对放大器工作有何影响？
答：有影响的。静态工作点不合适，放大器会处于饱和或者截止的工作状态。 Rp 减小，UB 过高，容易导致饱和； Rp 增加，UB 过低，容易导致截止。
放大器负载 RL 对放大器的放大倍数 Au 的影响。
7
模拟电子技术实验
答：RL 的加入，会使得
的相位
示波器垂直工作方式选用“DUAL”，同时观测两信号（√）
先关所有仪器电源开关，再拆线（√）
计算机仿真试验程序
题目一：请用MATLAB 的ODE45算法分别求解下列二个方程。
要求:1.编写出Matlab 仿真程序；2.画出方程解的图形并对图形进行简要分析；3.分析下列二个方程的关系。
1． 2．①function xprim=xprim1(t,x)xprim1=-x.^2;[t,x]=ode45('xprim1',[0,1],1);plot(t,x);xlabel('time t0=0,tt=1');ylabel('x values x(0)=1');grid②function xprim=xprim2(t,x)xprim=x.^2;[t,x]=ode45('xprim2',[0,1],-1);plot(t,x);xlabel('time t0=0,tt=1');ylabel('x values x(0)=1');grid2.狼和兔子ode45function xprim=xprim3(t,x)xprim=[x(1)-0.1*x(1)*x(2)+0.01*t;...-x(2)+0.02*x(1)*x(2)+0.04*t];[t,x]=ode45('xprim3',[0,20],[30;20]);plot(t,x);xlabel('time t0=0,tt=20');ylabel('x values x1(0)=30,x2(0)=20');ODE23:[t,x]=ode23('xprim3',[0,20],[30;20]);plot(t,x);xlabel('time t0=0,tt=20');ylabel('x values x1(0)=30,x2(0)=20');grid题目三：若给定系统的的传递函数为1132106126)(23423+++++++=s s s s s s s s G num=[6 12 6 10];den=[1 2 3 1 1]; [z p k]=tf2zp(num,den);g=zpk(z,p,k)习题2.4num=[1 4 5];den=conv([1 1],[1 5 6]);G=tf(num,den);canon(G ,'modal')试验二例题6.7f=[-2;-1; 3; -5];A=[1 2 4 -1; 2 3 -1 1; 1 0 1 1];b=[1;12;4];lb = zeros(3,1);[x,fval,exitflag,output]=linprog(f,A,b,[],[],lb)例题6.8clear allclose allfun='exp(x(1))*(4*x(1)^2+2*x(2)^2+4*x(1)*x(2)+2*x(2)+2*x(1)+1)';x0=[-1 1];[x,fval,exitflag,output,grad,hessian]=fminunc(fun,x0)已知函数f(x)=10*exp(-x)*cos(x) ，求函数的极值。
计算机仿真技术试题含完整答案
一、数值计算，编程完成以下各题（共20分，每小题5分） 1、脉冲宽度为d ，周期为T 的矩形脉冲的傅里叶级数如下式描述：)2cos(/)/sin(21[)(1τπππτn T d n T d n T d f n ∑∞=+=当150=n ，41=T d ，2/12/1<<-τ，绘制出函数)(τf 的图形。
解： syms n t;f=((sin(n*pi/4))/(n*pi/4))*cos(2*pi*n*t); s=symsum(f,n,1,150); y=(1+2*s)/4; x=-0.5:0.01:0.5; Y=subs(y,'t',x); plot(x,Y)2、画出函数5505.025.55.15.1cos 5)5(sin )(2x x x x ex x f x +++-=在区间[3,5]的图形，求出该函数在区间[3, 5]中的最小值点m in x 和函数的最小值m in f .解：程序如下 x=3:0.05:5;y=(sin(5*x).^2).*exp(0.05*x.^2)-5*(x.^5).*cos(1.5*x)+1.5*abs(x+5.5)+x.^2.5; mix_where=find(y==min(y)); xmin=x(mix_where); hold on; plot(x,y);plot(xmin,min(y),'go','linewidth',5);str=strcat('(',num2str(xmin),',',num2str(min(y)),')'); text(xmin,min(y),str); Xlabel('x')Ylabel('f(x)')经过运行后得到的图像截图如下：运行后的最小值点m in x =4.6，m in f = -8337.86253、画出函数xe x xf x 5.2cos )(3.02-⋅=-在[1，3]区间的图形，并用编程求解该非线性方程0)(=x f 的一个根，设初始点为20=x .解： x=1:0.02:3; x0=2;y=@(x)(cos(x).^2).*exp(-0.3*x)-2.5*abs(x); fplot(y,[1,3]); Xlabel('x') Ylabel('f(x)')X1=fzero('(cos(x).^2).*exp(-0.3*x)-2.5*abs(x)',x0)运行后求得该方程的一个根为z=0.3256。