控制工程基础实验__Matlab仿真实验报告
实验一：Mat lab 仿真实验 1.1直流电机的阶跃响应。
给直流电机一个阶跃，直流电机的传递函数如下： )
1101)(11.0(50
)(4
+?+=-s s s G 画出阶跃响应如下：
Step Response
Time (sec)
A m p l i t u d e
零极点分布：
P ole-Zero Map
Real Axis I m a g i n a r y A x i s
分析：直流电机的传递函数方框图如下：
所以传递函数可以写成：
1
/1)()(2++=s T s T T C s U s n m a m E a 式中，R
L
T C C JR T a E M m ==,分别为电动机的机电时间常数与电磁时间常数。一般相差不大。
而试验中的传递函数中，二者相差太大，以至于低频时：
低频时）
(1
1.050
)
1101)(11.0(50
)(4+≈
+?+=
-s s s s G
所以对阶跃的响应近似为：
)1(50)(1.00t e t x --=
1.2 直流电机的速度闭环控制
如图1-2，用测速发电机检测直流电机转速，用控制器Gc(s)控制加到电机电枢上的电压。
1.2.1
假设G c(s)=100，用matlab 画出控制系统开环Bode 图，计算增益剪切频率、相位裕量、相位剪切频率、增益裕量。
M a g n i t u d e (d B )10
10
10
10
10
10
10
10
P h a s e (d e g )
Bode Diagram
Frequency (rad/sec)
幅值裕量Gm =11.1214 相位裕量Pm = 48.1370
幅值裕量对应的频率值（相位剪切）wcg =3.1797e+003 相位裕量对应的频率值（幅值剪切）wcp =784.3434
从理论上，若100)(=s G c ，那么开环传递函数为： )
1101)(1001.0)(11.0(100
)(4
+?++=
-s s s s G 于是
)]
0001.0(tan )001.0(tan )1.0([tan )()101(1)001.0(1)1.0(1100
)(1112
422ωωωωωωωω----++-=∠?+++=
j G j G
令1)(=c j G ω，假设ωω1.0)1.0(12≈+，1)101(124≈?+-ω 得：15.786=c ω
继而，06.48)]0001.0(tan )001.0(tan )1.0([tan )(111=++-=∠---c c c c j G ωωωω 1.2.2：
通过分析bode 图，选择合适的p K 作为)(s G c ，使得闭环超调量最小。 试验中，通过选择一组]200:20:20[=p K 数组，在Mat lab 中仿真，得出各自的闭环阶跃响应如下：
通过对比分析，可知Kp=40时的超调量最小。
Step Response
Time (sec)
A m p l i t u d e
从理论上，分析100)(=s G c 时的开环传递函数的Bode 图，可知：此时的相位裕量48=γ，较小，由：γ
sin 1
≈
r M 知，增大相位裕量γ，可以减小超调量。 由于，开环的传递函数为：)
1101)(1001.0)(11.0()(4
+?++=
-s s s K s G p
知，减小p K 可
以增大相位裕量，但是p K 太小，会造成静态误差增大，并且快速性降低，这在
40,20=p K 的对比中，可以看出：
虽然20=p K 时，没有超调，会造成静态误差增大，并且快速性降低。 1.2.3：
计算此时的稳态位置误差系数，画出闭环的阶跃响应曲线，并与理论对比。 理论分析：
)
10001.0)(1001.0)(11.0(40
)()(,40+++=
=s s s s H s G kp
于是静态位置误差系数为：40)()(lim 0
==→s H s G K s p
于是系统对单位阶跃的稳态误差为：
22.1150
1)()(11)(1lim 0
=+=+=→p
s ss K s s H s G s H s e
得到的闭环阶跃响应曲线如下：
time(sec)
A m p l i t u d e
可知稳态误差为：1.22。 理论值与仿真值吻合的很好。 1.2.4：
令G c(s)=K p+K I/s ，通过分析(2)的Bode 图，判断如何取合适的K p 和K I 的值，使得闭环系统既具有高的剪切频率和合适的相位裕量，又具有尽可能高的稳态速度误差系数。画出阶跃响应曲线。 开环的传递函数为： )
10001.0)(1001.0)(11.0()
()()(++++=
s s s s K s K s H s G I P
所以稳态速度误差系数I s v K s H s sG K ==→)()(lim 0
,只要积分控制器的系数大，稳态速度误差系数就大。
但是从另一方面，积分控制器的系数大,会对相位裕量不利，所以面临一个Trade-off 。我将分两种情况讨论： ①以增大相位裕量为目标，兼顾剪切频率。
下面不妨从原系统的开环Bode 图入手，分析（2）中的Bode 图，用线段近
似如下：
中频段由“Ⅱ型最优系统”来设计。现已知10003=ω，由于： 321
,11ωωh
h h h M c r +=-+=
知，中频宽h 越大，闭环系统既具有的剪切频率c ω越小（快速性降低），但超调量降低，为了折中，不妨取10=h ，则550,11.1==c r M ω，此时求出1002=ω。 于是，此时10,1.0==I p K K 此时的阶跃响应曲线为：
time(sec)
A m p l i t u d e
step respond
②以提高剪切频率为目标，兼顾相位裕量。
不妨设100,10==I p K K （Bode 图如上所示。 得到的阶跃响应为：
time(sec)
A m p l i t u d e
step respond
所以相比较而言。方案②更优。 1.2.5：
考虑实际环节的饱和特性对响应曲线的影响：在(4)的基础上，在控制器的输出端加饱和环节，饱和值为±5，输入单位阶跃信号，看各点波形，阶跃响应曲线与(4)有何区别？
加了饱和特性前后的变化：
加了饱和控制后的阶跃响应：
time(sec)
A m p l i t u d e
step respond
与原来的闭环阶跃响应曲线相比：有了超调，并且快速性下降。 我们先通过对控制器前的偏差)(s 采样，得到偏差的曲线如下：
time(sec)
A m p l i t u d e
偏差曲线
偏差的积分曲线：
time(sec)
A m p l i t u d e
偏差积分曲线
通过PI 控制器后的数值采样：
time(sec)
A m p l i t u d e
通过PI 控制器后的采样
由于在某段时间内超过了饱和环的上限，于是会受上限制约，所以经过饱和环后
的数值采样为：
time(sec)
A m p l i t u d e
经过饱和环后的数值采样
由于饱和环的控制，使得最初的偏差经过PI 放大后（主要是比例放大），这种效果得到控制，使得反馈效果受到限制，从而导致超调，以及快速性下降。
1.3 直流电机的位置闭环控制
直流电机位置闭环控制系统如图1-3，其中做了电流控制环。T 为电磁力矩，T d 为作用在电机轴上的阻力矩。
1.3.1：
先调好速度环：仅对图1-3 中的速度环分析和仿真，速度控制器G cω(s)取为K p 形式，确定其参数。
如果速度控制器1 P K ，那么得到的开环伯德图如下：
-200-150
-100
-50
M a g n i t u d e (d B
)10
1
10
2
10
3
10
4
10
5
10
6
P h a s e (d e g )
Bode Diagram
Frequency (rad/sec)
得到以下几点：
① 低频增益小，稳态误差较大。
② 剪切频率较低，频带短，上升时间慢，快速性差。 ③ 相位裕量充足，谐峰值小，超调量小。
所以，我们可以通过增大P K ，增大剪切频率，以及低频增益，并保证合适的相位裕量。
M a g n i t u d e (d B )
10
10
10
10
10
10
10
10
P h a s e (d e g )
Bode Diagram
Frequency (rad/sec)
局部放大图：
-100-50
50
100
M a g n i t u d e (d B
)
10
1
102
103
10
4
-270
-225-180
-135
-90
P h a s e (d e g )
Bode Diagram
Frequency (rad/sec)
所以从图中可以看出100 P K 时，综合效果最好。 1.3.2：
设T d=1(t )，仿真速度环在单位阶跃输入下的输出ω，分析稳态误差。
在单位阶跃下的输出曲线：
time(sec)
A m p l i t u d e
由于输出为：)
10001.0)(1001.0(400
1)
(200
)()10001.0(20000)(+++
-+=Ωs s s s T s
s G s s s d C θ
所以稳态值为49.5，而实际的稳态值为49.5 所以，得到的实际的稳态误差为：-0.5； 而理论计算如下：
)
10001.0)(1001.0(400
)()(++=
s s s s H s G
由于系统的稳态误差包括以下两部分： ①系统对输入信号的稳态误差为：
静态速度误差系数为：∞==→)()(lim 0
s H s G K s p
于是系统对输入（单位阶跃）的稳态误差为：
0150
1)()(11)(1lim 0
=+=+=→P
s ss K s s H s G s H s
e 。
②系统对干扰的误差：
∞==→)()(lim 0
s H s G K s p
于是系统对干扰（单位阶跃）的稳态误差为：
5.0401
2001
)()(1)1001.0(4
0()(1lim 0-≈-=?++-=→s s H s G s s s H s e s ss 。
吻合很好。 1.3.3：
调试位置环：令T d=0，分析速度环的闭环传递函数，设计、调试K p 形式的
G cθ(s)，使位置环具有尽可能快的响应速度并且无超调。 令0=d T 后，速度环的闭环传递函数为：
)
10001.0)(1001.0(400
1)
10001.0(20000
)(+++
+=Ωs s s s s s
调节位置控制器依次为：2,3,4,5,10。得到一系列闭环响应曲线如下： 综合而言，取位置控制器的系数为4)(=s G C θ，能够满足“尽可能快的响应速度以及无超调量”的要求。
time(sec)
A m p l i t u d e
1.3.4：
令T d=1(t )，仿真位置环在单位阶跃输入下的输出θ。分析稳态误差。 建模如下：
闭环响应曲线如下：
time(sec)
A m p l i t u d e
得到稳态误差为：0.0025. 1.3.5：
要想消除稳态误差，一般可以将P 控制器变为PI 控制器。通过提高型次，来消除稳态误差。
下面不妨做以下尝试： ① 将4)(=s G c θ改为：s
s s G c 1
4)(+=
θ。
得到的闭环阶跃响应曲线：
time(sec)
A m p l i t u d e
稳态误差为0.0012，比原来减少了，但是还是没有消除。
原因分析：因为增加了积分环节，但是由于比例积分环节的较大，不妨为
s
s s G c 1
2)(+=
θ 得到的闭环阶跃响应曲线：
time(sec)
A m p l i t u d e
其稳态误差为0.
② 将100)(=s G c ω改为：s
s s G c 1
100)(+=
ω。
得到的闭环阶跃响应曲线（局部放大图）：
time(sec)
A m p l i t u d e
step respond
稳态误差为0.0026，比原来的稳态误差增大了。 综上所述：s
s s G c 1
2)(+=
θ，100)(=s G c ω时，可以将稳态误差控制为0.
MATLAB实验报告(1-4)
信号与系统MATLAB第一次实验报告 一、实验目的 1.熟悉MATLAB软件并会简单的使用运算和简单二维图的绘制。 2.学会运用MATLAB表示常用连续时间信号的方法 3.观察并熟悉一些信号的波形和特性。 4.学会运用MATLAB进行连续信号时移、反折和尺度变换。 5.学会运用MATLAB进行连续时间微分、积分运算。 6.学会运用MATLAB进行连续信号相加、相乘运算。 7.学会运用MATLAB进行连续信号的奇偶分解。 二、实验任务 将实验书中的例题和解析看懂，并在MATLAB软件中练习例题，最终将作业完成。 三、实验内容 1.MATLAB软件基本运算入门。 1). MATLAB软件的数值计算： 算数运算 向量运算：1.向量元素要用”[ ]”括起来，元素之间可用空格、逗号分隔生成行向量，用分号分隔生成列向量。2.x=x0:step:xn.其中x0位初始值，step表示步长或者增量，xn为结束值。 矩阵运算：1.矩阵”[ ]”括起来；矩阵每一行的各个元素必须用”,”或者空格分开； 矩阵的不同行之间必须用分号”;”或者ENTER分开。2.矩阵的加法或者减法运算是将矩阵的对应元素分别进行加法或者减法的运算。3.常用的点运算包括”.*”、”./”、”.\”、”.^”等等。
举例：计算一个函数并绘制出在对应区间上对应的值。 2).MATLAB软件的符号运算：定义符号变量的语句格式为”syms 变量名” 2.MATLAB软件简单二维图形绘制 1).函数y=f(x)关于变量x的曲线绘制用语：>>plot(x,y) 2).输出多个图像表顺序：例如m和n表示在一个窗口中显示m行n列个图像，p 表示第p个区域，表达为subplot(mnp)或者subplot(m,n,p) 3).表示输出表格横轴纵轴表达范围：axis([xmax,xmin,ymax,ymin]) 4).标上横轴纵轴的字母：xlabel(‘x’),ylabel(‘y’) 5).命名图像就在subplot写在同一行或者在下一个subplot前：title(‘……’) 6).输出：grid on 举例1：
《MATLAB与数值分析》第一次上机实验报告
电子科技大学电子工程学院标准实验报告（实验）课程名称MATLAB与数值分析 学生姓名：李培睿 学号：2013020904026 指导教师：程建
一、实验名称 《MATLAB与数值分析》第一次上机实验 二、实验目的 1. 熟练掌握矩阵的生成、加、减、乘、除、转置、行列式、逆、范数等运算 操作。（用.m文件和Matlab函数编写一个对给定矩阵进行运算操作的程序） 2. 熟练掌握算术符号操作和基本运算操作，包括矩阵合并、向量合并、符号 转换、展开符号表达式、符号因式分解、符号表达式的化简、代数方程的符号解析解、特征多项式、函数的反函数、函数计算器、微积分、常微分方程的符号解、符号函数的画图等。（用.m文件编写进行符号因式分解和函数求反的程序） 3. 掌握Matlab函数的编写规范。 4、掌握Matlab常用的绘图处理操作，包括：基本平面图、图形注释命令、 三维曲线和面的填充、三维等高线等。（用.m文件编写在一个图形窗口上绘制正弦和余弦函数的图形，并给出充分的图形注释） 5. 熟练操作MATLAB软件平台，能利用M文件完成MATLAB的程序设计。 三、实验内容 1. 编程实现以下数列的图像，用户能输入不同的初始值以及系数。并以x， y为坐标显示图像 x(n+1) = a*x(n)-b*(y(n)-x(n)^2); y(n+1) = b*x(n)+a*(y(n)-x(n)^2) 2. 编程实现奥运5环图，允许用户输入环的直径。 3. 实现对输入任意长度向量元素的冒泡排序的升序排列。不允许使用sort 函数。 四、实验数据及结果分析 题目一： ①在Editor窗口编写函数代码如下：
matlab实验报告
数学实验报告 班级: 学号： 姓名： 实验序号：1 日期：年 月 日 实验名称：特殊函数与图形 ◆ 问题背景描述：绘图是数学中的一种重要手段，借助图形，可以使抽象的对象得到 明白直观的体现，如函数的性质等。同时，借助直观的图形，使初学者更容易接受新知识，激发学习兴趣。 ◆ 实验目的：本实验通过绘制一些特殊函数的图形，一方面展示这些函数的特点属性， 另一方面，就 Matlab 强大的作图功能作一个简单介绍。 实验原理与数学模型： 1、 球2222x y z R ++= ，x=Rsin φcos θ, y= Rsin φsin θ, z= cos φ, 0≤θ≤2π , 0≤φ≤π 环面 222222222()4(),(cos )cos ,x y z a r a x y x a r φθ+++-=+=- (cos )sin ,sin ,02,02y a r z r φθφφπθπ=-=≤≤≤≤ 2、 平面摆线：2 22 31150,(sin ),(1cos ),0233 x y x a t t y a t t π+-==-=-≤≤ 3、 空间螺线：（圆柱螺线）x=acost , y=asint , z=bt ;（圆锥螺线）22 cos ,sin ,x t t y t t z t === 4、 椭球面sin cos ,sin sin ,cos ,02,0x a y b z c φθφθφθπφπ===≤<≤≤ 双叶双曲面3 tan cos ,tan sin ,sec ,02,22 x a y b z c π φθφθφθπφπ===≤<- << 双曲抛物面2 sec ,tan 2 u x au y bu z θθ=== 实验所用软件及版本：mathematica(3.0) 主要内容（要点）： 1、 作出下列三维图形（球、环面） 2、 作出下列的墨西哥帽子 3、 作出球面、椭球面、双叶双曲面，单叶双曲面的图形 4、 试画出田螺上的一根螺线 5、 作出如图的马鞍面
Matlab通信系统仿真实验报告
Matlab通信原理仿真 学号： 2142402 姓名：圣斌
实验一Matlab 基本语法与信号系统分析 一、实验目的： 1、掌握MATLAB的基本绘图方法； 2、实现绘制复指数信号的时域波形。 二、实验设备与软件环境： 1、实验设备：计算机 2、软件环境：MATLAB R2009a 三、实验内容： 1、MATLAB为用户提供了结果可视化功能，只要在命令行窗口输入相应的命令，结果就会用图形直接表示出来。 MATLAB程序如下： x = -pi::pi; y1 = sin(x); y2 = cos(x); %准备绘图数据 figure(1); %打开图形窗口 subplot(2,1,1); %确定第一幅图绘图窗口 plot(x,y1); %以x，y1绘图 title('plot(x,y1)'); %为第一幅图取名为’plot(x,y1)’ grid on; %为第一幅图绘制网格线 subplot(2,1,2) %确定第二幅图绘图窗口 plot(x,y2); %以x，y2绘图 xlabel('time'),ylabel('y') %第二幅图横坐标为’time’,纵坐标为’y’运行结果如下图： 2、上例中的图形使用的是默认的颜色和线型，MATLAB中提供了多种颜色和线型，并且可以绘制出脉冲图、误差条形图等多种形式图： MATLAB程序如下： x=-pi:.1:pi; y1=sin (x); y2=cos (x); figure (1); %subplot (2,1,1); plot (x,y1); title ('plot (x,y1)'); grid on %subplot (2,1,2); plot (x,y2);
MATLAB实验报告实验二
实验二 MATLAB矩阵及其运算 学号：3121003104 姓名：刘艳琳专业：电子信息工程1班日期：2014.9.20 一实验目的 1、掌握Matlab数据对象的特点以及数据的运算规则。 2、掌握Matlab中建立矩阵的方法以及矩阵处理的方法。 3、掌握Matlab分析的方法。 二实验环境 PC_Windows 7旗舰版、MATLAB 7.10 三实验内容 4、1. （1）新建一个.m文件，验证书本第15页例2-1； （2）用命令方式查看和保存代码中的所有变量；
（3）用命令方式删除所有变量； （4）用命令方式载入变量z。 2. 将x=[4/3 1.2345e-6]在以下格式符下输出：短格式、短格式e方式、长格式、长格式e方式、银行格式、十六进制格式、+格式。 短格式 短格式e 长格式
长格式e方式 银行格式 十六进制格式 3.计算下列表达式的值 （1）w=sqrt(2)*(1+0.34245*10^(-6)) （2）x=(2*pi*a+(b+c)/(pi+a*b*c)-exp(2))/(tan(b+c)+a) a=3.5;b=5;c=-9.8; （3）y=2*pi*a^2*((1-pi/4)*b-(0.8333-pi/4)*a) a=3.32;b=-7.9; （4）z=0.5*exp(2*t)*log(t+sqrt(1+t*t)) t=[2,1-3i;5,-0.65];
4. 已知A=[1 2 3 4 5 ;6 7 8 9 10;11 12 13 14 15;16 17 18 19 20]，对其进行如下操作：（1）输出A在[ 7, 10]范围内的全部元素； （2）取出A的第2，4行和第1，3，5列； （3）对矩阵A变换成向量B，B=[1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20]； （4）删除A的第2，3，4行元素； (1) (2)
MATLAB实验报告50059
实验一MATLAB操作基础 实验目的和要求： 1、熟悉MATLAB的操作环境及基本操作方法。 2、掌握MATLAB的搜索路径及设置方法。 3、熟悉MATLAB帮助信息的查阅方法 实验内容： 1、建立自己的工作目录，再设置自己的工作目录设置到MA TLAB搜索路径下，再试 验用help命令能否查询到自己的工作目录。 2、在MA TLAB的操作环境下验证课本；例1-1至例1-4，总结MATLAB的特点。 例1-1
例1-2 例1-3 例1-4
3、利用帮助功能查询inv、plot、max、round等函数的功能。 4、完成下列操作： （1）在matlab命令窗口输入以下命令： x=0:pi/10:2*pi; y=sin(x); （2）在工作空间窗口选择变量y，再在工作空间窗口选择回绘图菜单命令或在工具栏中单击绘图命令按钮，绘制变量y的图形，并分析图形的含义。
5、访问mathworks公司的主页，查询有关MATLAB的产品信息。 主要教学环节的组织： 教师讲授实验目的、开发环境界面、演示实验过程，然后同学上机练习。 思考题： 1、如何启动与退出MA TLAB集成环境？ 启动： （1）在windows桌面，单击任务栏上的开始按钮，选择‘所有程序’菜单项，然后选择MA TLAB程序组中的MA TLABR2008b程序选项，即可启动 MATLAB系统。 （2）在MA TLAB的安装路径中找到MA TLAB系统启动程序matlab.exe，然后运行它。 （3）在桌面上建立快捷方式后。双击快捷方式图标，启动MA TLAB。 退出： （1）在MA TLAB主窗口file菜单中选择exitMATLAB命令。 （2）在MA TLAB命令窗口中输入exit或quit命令。 （3）单击MATLAB主窗口的关闭按钮。 2、简述MATLAB的主要功能。 MATLAB是一种应用于科学计算领域的数学软件，它主要包括数值计算和符 号计算功能、绘图功能、编程语言功能以及应用工具箱的扩展功能。 3、如果一个MATLAB命令包含的字符很多，需要分成多行输入，该如何处理？
MATLAB仿真实验报告
MATLAB 仿真实验报告 课题名称：MATLAB 仿真——图像处理 学院：机电与信息工程学院 专业：电子信息科学与技术 年级班级：2012级电子二班 一、实验目的 1、掌握MATLAB处理图像的相关操作，熟悉相关的函数以及基本的MATLAB语句。 2、掌握对多维图像处理的相关技能，理解多维图像的相关性质 3、熟悉Help 命令的使用，掌握对相关函数的查找，了解Demos下的MATLAB自带的原函数文件。 4、熟练掌握部分绘图函数的应用，能够处理多维图像。 二、实验条件
MATLAB调试环境以及相关图像处理的基本MATLAB语句，会使用Help命令进行相关函数查找 三、实验内容 1、nddemo.m函数文件的相关介绍 Manipulating Multidimensional Arrays MATLAB supports arrays with more than two dimensions. Multidimensional arrays can be numeric, character, cell, or structure arrays. Multidimensional arrays can be used to represent multivariate data. MATLAB provides a number of functions that directly support multidimensional arrays. Contents ： ●Creating multi-dimensional arrays 创建多维数组 ●Finding the dimensions寻找尺寸 ●Accessing elements 访问元素 ●Manipulating multi-dimensional arrays操纵多维数组 ●Selecting 2D matrices from multi-dimensional arrays从多维数组中选择二维矩 阵 (1)、Creating multi-dimensional arrays Multidimensional arrays in MATLAB are created the same way as two-dimensional arrays. For example, first define the 3 by 3 matrix, and then add a third dimension. The CAT function is a useful tool for building multidimensional arrays. B = cat(DIM,A1,A2,...) builds a multidimensional array by concatenating（联系起来）A1, A2 ... along the dimension DIM. Calls to CAT can be nested（嵌套）. (2)、Finding the dimensions SIZE and NDIMS return the size and number of dimensions of matrices. (3)、Accessing elements To access a single element of a multidimensional array, use integer subscripts（整数下标）. (4)、Manipulating multi-dimensional arrays
实验二 MATLAB程序设计 含实验报告
实验二 MATLAB 程序设计 一、 实验目的 1.掌握利用if 语句实现选择结构的方法。 2.掌握利用switch 语句实现多分支选择结构的方法。 3.掌握利用for 语句实现循环结构的方法。 4.掌握利用while 语句实现循环结构的方法。 5.掌握MATLAB 函数的编写及调试方法。 二、 实验的设备及条件 计算机一台（带有MATLAB7.0以上的软件环境）。 M 文件的编写： 启动MATLAB 后，点击File|New|M-File ，启动MATLAB 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 三、 实验内容 1.编写求解方程02=++c bx ax 的根的函数（这个方程不一定为一元二次方程，因 c b a 、、的不同取值而定） ，这里应根据c b a 、、的不同取值分别处理，有输入参数提示，当0~,0,0===c b a 时应提示“为恒不等式!”。并输入几组典型值加以检验。 （提示：提示输入使用input 函数） 2.输入一个百分制成绩，要求输出成绩等级A+、A 、B 、C 、D 、E 。其中100分为A+，90分～99分为A ，80分～89分为B ，70分～79分为C ，60分～69分为D ，60分以下为E 。 要求：（1）用switch 语句实现。 （2）输入百分制成绩后要判断该成绩的合理性，对不合理的成绩应输出出错信息。 （提示：注意单元矩阵的用法） 3.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。 请为关键的Matlab 语句填写上相关注释，说明其含义或功能。 4. 的值，调用该函数后，
matlab第一次实验报告
Matlab第一次实验报告 2012029010010 尹康 1. 编程实现以下数列的图像，用户能输入不同的初始值以及系数。并以x，y为坐标显示图像 x(n+1) = a*x(n)-b*(y(n)-x(n)^2); y(n+1) = b*x(n)+a*(y(n)-x(n)^2) 程序代码： n=input('input the number of pionts:'); a=input('input a:'); b=input('input b:'); x=[]; y=[]; x(1)=input('input x1:'); y(1)=input('input y1:'); %输入点数、初始值以及系数for i=2:n x(i)=a*x(i-1)-b*(y(i-1)-x(i-1)^2); y(i)=a*x(i-1)+b*(y(i-1)-x(i-1)^2); %根据已输入的数据进行迭代end figure;plot(x,y,'linewidth',2) axis equal %横纵坐标等比例 text(x(1),y(1),'1st point') %标记初始点 运行结果：
心得体会及改进：在输入某些数据时，所绘曲线可能是一条折线（如：n=5，a=b=x1=1,y1=2）甚至只有一个点（如：n=5,a=b=x1=y1=1),此时可能出现曲线与坐标轴重合或无法看到点的情况，为了更清晰地展现曲线，可以使线宽适当加宽并标记初始点。 2.编程实现奥运5环图，允许用户输入环的直径。 程序代码： 函数circle： %在指定的圆心坐标处，用指定颜色、宽度的线条绘出指定半径、圆心角的弧 function f=circle(r,x,y,color,linw,alp1,alp2) alp=linspace(alp1,alp2); X=r*cos(alp)+x; Y=r*sin(alp)+y; plot(X,Y,color,'linewidth',linw) end 主程序代码： r=input('input r:');
自动控制原理MATLAB仿真实验报告
实验一 MATLAB 及仿真实验（控制系统的时域分析） 一、实验目的 学习利用MATLAB 进行控制系统时域分析，包括典型响应、判断系统稳定性和分析系统的动态特性； 二、预习要点 1、 系统的典型响应有哪些？ 2、 如何判断系统稳定性？ 3、 系统的动态性能指标有哪些？ 三、实验方法 （一） 四种典型响应 1、 阶跃响应： 阶跃响应常用格式： 1、)(sys step ；其中sys 可以为连续系统，也可为离散系统。 2、),(Tn sys step ；表示时间范围0---Tn 。 3、),(T sys step ；表示时间范围向量T 指定。 4、),(T sys step Y =；可详细了解某段时间的输入、输出情况。 2、 脉冲响应： 脉冲函数在数学上的精确定义：0 ,0)(1)(0 ?==?∞ t x f dx x f 其拉氏变换为：) ()()()(1)(s G s f s G s Y s f === 所以脉冲响应即为传函的反拉氏变换。 脉冲响应函数常用格式： ① )(sys impulse ； ② ); ,();,(T sys impulse Tn sys impulse ③ ),(T sys impulse Y = （二） 分析系统稳定性 有以下三种方法： 1、 利用pzmap 绘制连续系统的零极点图； 2、 利用tf2zp 求出系统零极点； 3、 利用roots 求分母多项式的根来确定系统的极点 （三） 系统的动态特性分析 Matlab 提供了求取连续系统的单位阶跃响应函数step 、单位脉冲响应函数impulse 、零输入响应函数initial 以及任意输入下的仿真函数lsim.
matlab实验报告
实验一小球做自由落体运动内容：一小球竖直方向做自由落体，并无损做往返运动。程序： theta=0:0.01:2*pi x=cos(theta) y=sin(theta) l=1 v=1 while l<10 for t=1:10 y=y+(-1)^l*v*t plot(x,y,[-1,1],[-56,2],'.') axis equal pause(0.1) end l=l+1 end 结果：
-50 -40 -30 -20 -10 收获：通过运用小球自由落体规律，及（-1）^n 来实现无损往 返运动！ 实验二 旋转五角星 内容：一个五角星在圆内匀速旋转 程序：x=[2 2 2 2 2 2] y=[0 4/5*pi 8/5*pi 2/5*pi 6/5*pi 0] y1=2*sin(y) x1=2*cos(y) theta=0:4/5*pi:4*pi
x2=2*cos(theta) y2=2*sin(theta) plot(x,y,x1,y1,x2,y2) axis equal theta1=theta+pi/10 x2=2*cos(theta1) y2=2*sin(theta1) plot(x2,y2) axis equal theta=0:4/5*pi:4*pi for rot=pi/10:pi/10:2*pi x=2*cos(theta+rot) y=2*sin(theta+rot) plot(x,y) pause(0.1) end 结果：
-2 -1.5-1-0.500.51 1.52 -2-1.5-1-0.500.511.5 2 收获：通过theta1=theta+pi/10，我们可以实现五角星在圆内匀速 旋转！ 实验三 转动的自行车 内容：一辆自行车在圆内匀速转动 程序：x=-4:0.08:4; y=sqrt(16-x.^2); theta1=-pi/2:0.01*pi:3*pi/2; x3=0.5*cos(theta1); y3=0.5*sin(theta1); theta=-pi/2+0.02*pi for k=1:100
MATLAB Simulink系统建模与仿真 实验报告
MATLAB/Simulink 电力系统建模与仿真 实验报告 姓名：****** 专业：电气工程及其自动化 班级：******************* 学号：*******************
实验一无穷大功率电源供电系统三相短路仿真 1.1 无穷大功率电源供电系统仿真模型构建 运行MATLAB软件，点击Simulink模型构建，根据电路原理图，添加下列模块： （1）无穷大功率电源模块（Three-phase source） （2）三相并联RLC负荷模块（Three-Phase Parallel RLC Load） （3）三相串联RLC支路模块（Three-Phase Series RLC Branch） （4）三相双绕组变压器模块（Three-Phase Transformer (Two Windings)） （5）三相电压电流测量模块（Three-Phase V-I Measurement） （6）三相故障设置模块（Three-Phase Fault） （7）示波器模块（Scope） （8）电力系统图形用户界面（Powergui） 按电路原理图连接线路得到仿真图如下： 1.2 无穷大功率电源供电系统仿真参数设置 1.2.1 电源模块 设置三相电压110kV，相角0°，频率50Hz，接线方式为中性点接地的Y形接法，电源电阻0.00529Ω，电源电感0.000140H，参数设置如下图：
1.2.2 变压器模块 变压器模块参数采用标幺值设置，功率20MVA，频率50Hz，一次测采用Y型连接，一次测电压110kV，二次侧采用Y型连接，二次侧电压11kV，经过标幺值折算后的绕组电阻为0.0033，绕组漏感为0.052，励磁电阻为909.09，励磁电感为106.3，参数设置如下图： 1.2.3 输电线路模块 根据给定参数计算输电线路参数为：电阻8.5Ω，电感0.064L，参数设置如下图： 1.2.4 三相电压电流测量模块 此模块将在变压器低压侧测量得到的电压、电流信号转变成Simulink信号，相当于电压、电流互感器的作用，勾选“使用标签（Use a label）”以便于示波器观察波形，设置电压标签“Vabc”，电流标签“Iabc”，参数设置如下图：
matlab实验二实验报告及程序
昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告 （ 2011——2012 学年 第一学期 ） 课程名称：控制系统计算机辅助设计 开课实验室：信自楼 234 2011年10月28日 年级、专业、班 学号 姓名 成绩 实验项目名称 实验二 控制系统分析 指导教师 胡蓉 教师评 语 该同学是否熟悉实验内容： A.熟悉□ B.比较熟悉□ C.不熟悉□ 该同学的实验能力： A.强 □ B.中等 □ C.差 □ 该同学的实验是否达到要求 ： A.达到□ B.基本达到□ C.未达到□ 实验报告是否规范： A.规范□ B.基本规范□ C.不规范□ 实验过程是否详细记录： A.详细□ B.一般 □ C.没有 □ 注：5个A 为优，5个B 为中，介于二者间为良，5个C 为不及格，3个Ｂ以上为及格。 教师签名： 年 月 日 实验二 控制系统分析 一、 实验目的 1. 掌握如何使用Matlab 进行系统的时域分析。 2. 掌握如何使用Matlab 进行系统的频域分析。 3. 掌握如何使用Matlab 进行系统的根轨迹分析。 4. 掌握如何使用Matlab 进行系统的稳定性分析。 二、 实验内容 1.时域分析 （1）典型二阶系统传递函数为：
当ζ=0.7, ω 取2、4、6、8、10、12的单位阶跃响应。 n 程序为：>> num1=4;den1=[1,2.8,4];sys1=tf(num1,den1); >> num2=16;den2=[1,5.6,16];sys2=tf(num2,den2); >> num3=36;den3=[1,8.4,36];sys3=tf(num3,den3); >> num4=64;den4=[1,11.2,64];sys4=tf(num4,den4); >> num5=100;den5=[1,14,100];sys5=tf(num5,den5); >> num6=144;den6=[1,16.8,144];sys6=tf(num6,den6); >> step(sys1,sys2,sys3,sys4,sys5,sys6); 运行单位阶跃响应结果图为： （2）典型二阶系统传递函数为： 当ω =6, ζ取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5、2.0的单位阶跃响应。 n
MATLAB实验报告
MATLAB程序设计语言 实 验 报 告 专业及班级：电子信息工程 姓名：王伟 学号：1107050322 日期 2013年6月20日
实验一 MATLAB 的基本使用 【一】 实验目的 1.了解MATALB 程序设计语言的基本特点，熟悉MATLAB 软件的运行环境； 2.掌握变量、函数等有关概念，掌握M 文件的创建、保存、打开的方法，初步具备将一般数学问题转化为对应计算机模型处理的能力； 3.掌握二维图形绘制的方法，并能用这些方法实现计算结果的可视化。 【二】 MATLAB 的基础知识 通过本课程的学习，应基本掌握以下的基础知识： 一. MATLAB 简介 二. MATLAB 的启动和退出 三. MATLAB 使用界面简介 四. 帮助信息的获取 五. MATLAB 的数值计算功能 六. 程序流程控制 七. M 文件 八. 函数文件 九. MATLAB 的可视化 【三】上机练习 1. 仔细预习第二部分内容，关于MATLAB 的基础知识。 2. 熟悉MATLAB 环境，将第二部分所有的例子在计算机上练习一遍 3. 已知矩阵???? ??????=??????????=123456789,987654321B A 。求A*B ，A .* B ，比较二者结果是否相同。并利用MATLAB 的内部函数求矩阵A 的大小、元素和、长度以 及最大值。 程序代码： >> A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; >> B=[9 8 7;6 5 4;3 2 1]; >> A*B ans =
30 24 18 84 69 54 138 114 90 >> A.*B ans = 9 16 21 24 25 24 21 16 9 两者结果不同 >> [m,n]=size(A) m = 3 n = 3 >> b=sum(A) b = 12 15 18 >> a=length(A) a = 3 >>max(A) ans =
参考答案Matlab实验报告
实验一 Matlab基础知识 一、实验目的： 1.熟悉启动和退出Matlab的方法。 2.熟悉Matlab命令窗口的组成。 3.掌握建立矩阵的方法。 4.掌握Matlab各种表达式的书写规则以及常用函数的使 用。 二、实验内容： 1.求[100，999]之间能被21整除的数的个数。（rem） 2.建立一个字符串向量，删除其中的大写字母。（find） 3.输入矩阵，并找出其中大于或等于5的元素。（find） 4.不采用循环的形式求出和式 63 1 2i i= ∑ 的数值解。(sum) 三、实验步骤： ●求[100，199]之间能被21整除的数的个数。（rem） 1.开始→程序→Matlab 2.输入命令： ?m=100:999; ?p=rem(m,21); ?q=sum(p==0) ans=43 ●建立一个字符串向量，删除其中的大写字母。（find） 1.输入命令：
?k=input('’,’s’)； Eie48458DHUEI4778 ?f=find(k>=’A’&k<=’Z’)； f=9 10 11 12 13 ?k(f)=[ ] K=eie484584778 ●输入矩阵，并找出其中大于或等于5的元素。（find） 1.输入命令： ?h=[4 8 10;3 6 9; 5 7 3]； ?[i,j]=find(h>=5) i=3 j=1 1 2 2 2 3 2 1 3 2 3 ●不采用循环的形式求出和式的数值解。（sum） 1.输入命令： ?w=1:63； ?q=sum(2.^w) q=1.8447e+019
实验二 Matlab 基本程序 一、 实验目的： 1. 熟悉Matlab 的环境与工作空间。 2. 熟悉M 文件与M 函数的编写与应用。 3. 熟悉Matlab 的控制语句。 4. 掌握if,switch,for 等语句的使用。 二、 实验内容： 1. 根据y=1+1/3+1/5+……+1/（2n-1）,编程求：y<5时最大n 值以及对应的y 值。 2. 编程完成，对输入的函数的百分制成绩进行等绩转换，90~100为优，80~89为良，70~79为中，60~69为及格。 3. 编写M 函数文件表示函数 ，并分别求x=12和56时的函数值。 4. 编程求分段函数 2226;03 56;0532 1;x x x x y x x x x x x x +-<≠=-+≤<≠≠-+且且及其它，并求输入x=[-5.0,-3.0,1.0,2.0,2.5,3.0,3.5]时的输出y 。 三、 实验步骤： 根据y=1+1/3+1/5+……+1/（2n-1）,编程求：y<5时最大n 值以及对应的y 值。 1. 打开Matlab ，新建M 文件 2. 输入命令： 51022-+x
控制理论实验报告MATLAB仿真实验解析
实验报告 课程名称：控制理论（乙） 指导老师：林峰 成绩：__________________ 实验名称：MATLAB 仿真实验 实验类型：________________同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 实验九 控制系统的时域分析 一、 实验目的： 1．用计算机辅助分析的办法，掌握系统的时域分析方法。 2．熟悉Simulink 仿真环境。 二、实验原理及方法： 系统仿真实质上就是对系统模型的求解，对控制系统来说，一般模型可转化成某个微分方程或差分方程表示，因此在仿真过程中，一般以某种数值算法从初态出发，逐步计算系统的响应，最后绘制出系统的响应曲线，进而可分析系统的性能。控制系统最常用的时域分析方法是，当输入信号为单位阶跃和单位冲激函数时，求出系统的输出响应，分别称为单位阶跃响应和单位冲激响应。在MATLAB 中，提供了求取连续系统的单位阶跃响应函数step ，单位冲激响应函数impulse ，零输入响应函数initial 等等。 二、实验内容： 二阶系统，其状态方程模型为 ? 1x -0.5572 -0.7814 1x 1 = + u ? 2x 0.7814 0 2x 0 1x y = [1.9691 6.4493] +[0] u 2x 四、实验要求： 1．编制MATLAB 程序，画出单位阶跃响应曲线、冲击响应曲线、系统的零输入响应、斜坡输入响应； （1）画出系统的单位阶跃响应曲线； A=[-0.5572 -0.7814;0.7814 0 ]; B=[1;0];
MATLAB实验报告(二) 西安邮电大学
西安邮电学院 《Matlab》 实验报告 （二） 2011- 2012 学年第 1 学期 自动化 专业： 自动0903 班级： 学号： 姓名： 2011 年10月15日
实验二 MATLAB 的基本计算 一、实验目的 1．掌握建立矩阵的方法。 2．掌握MATLAB 各种表达式的书写规则以及常用函数的使用。 3．能用MATLAB 进行基本的数组、矩阵及符号运算。 4．掌握矩阵分析的方法以及能用矩阵求逆法解线性方程组。 二、实验设备及条件 计算机一台（带有MATLAB6.5或以上版本的软件环境）。 三、实验内容 1．利用diag 等函数产生下列矩阵。 ??????????-=032570800a ???? ? ?????=8040 507 2 b 2．利用reshape 函数将1题中的a 和b 变换成行向量。
3．产生一个均匀分布在（-5，5）之间的随即矩阵（10×2），要求精确到小数点后一位。 4．已知： ???????? ??-=765 3877 34434 12A ???? ? ?? ???--=7312 033 2 1 B 求下列表达式的值：
(1) B A K *611+=和I B A K +-=12（其中I 为单位矩阵） (2) B A K *21=和B A K *.22= (3) 331^A K =和3.32^A K = (4) B A K /41=和A B K \42= (5) ],[51B A K =和]2:);],3,1([[52^B A K =
5．下面是一个线性方程组： ???? ? ?????=????????????????????52.067.095.03216/15 /14 /15/14/13/14/13/12/1x x x (1) 求方程的解 (2) 将方程右边向量元素3b 改为0.53，再求解，并比较3b 的变化和解的相对变 6．利用randn 函数产生均值为0，方差为1的6×6正态分布随机矩阵C ，然后统计C 中大于-0.3，小于0.3的元素个数t
MATLAB仿真实验报告
MATLA仿真实验报告 学院：计算机与信息学院 课程：—随机信号分析 姓名： 学号： 班级： 指导老师： 实验一
题目：编写一个产生均值为1,方差为4的高斯随机分布函数程序, 求最大值，最小值，均值和方差，并于理论值比较。 解：具体的文件如下，相应的绘图结果如下图所示 G仁random( 'Normal' ,0,4,1,1024); y=max(G1) x=mi n(G1) m=mea n(G1) d=var(G1) plot(G1);
实验二 题目：编写一个产生协方差函数为CC)=4e":的平稳高斯过程的程序，产生样本函数。估计所产生样本的时间自相关函数和功率谱密度，并求统计自相关函数和功率谱密度，最后将结果与理论值比较。 解：具体的文件如下，相应的绘图结果如下图所示。 N=10000; Ts=0.001; sigma=2; beta=2; a=exp(-beta*Ts); b=sigma*sqrt(1-a*a); w=normrnd(0,1,[1,N]); x=zeros(1,N); x(1)=sigma*w(1); for i=2:N x(i)=a*x(i-1)+b*w(i); end %polt(x); Rxx=xcorr(x0)/N; m=[-N+1:N-1]; Rxx0=(sigma A2)*exp(-beta*abs(m*Ts)); y=filter(b,a,x) plot(m*Ts,RxxO, 'b.' ,m*Ts,Rxx, 'r');
periodogram(y,[],N,1/Ts); 文件旧硯化）插入（1〕 ZMCD 克闻〔D ］窗口曲） Frequency (Hz) 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 NH---.HP)&UO 二 balj/ 」- □歹
MATLAB全实验报告
《数学实验》报告 实验名称 Matlab 基础知识 学院 专业班级 姓名 学号 2014年 6月
一、【实验目的】 1.认识熟悉Matlab这一软件，并在此基础上学会基本操作。 2.掌握Matlab基本操作和常用命令。 3.了解Matlab常用函数，运算符和表达式。 4.掌握Matlab工作方式和M文件的相关知识。 5.学会Matlab中矩阵和数组的运算。 二、【实验任务】 P16 第4题 编写函数文件，计算 1! n k k = ∑，并求出当k=20时表达式的值。P27第2题 矩阵A= 123 456 789 ?? ?? ?? ?? ?? ，B= 468 556 322 ?? ?? ?? ?? ?? ，计算A*B,A.*B,并比较两者的区别。 P27第3题 已知矩阵A= 52 91 ?? ?? ?? ，B= 12 92 ?? ?? ?? ，做简单的关系运算A>B,A==B,A
P27第3题 >> A=[5 2;9 1];B=[1 2;9 2]; >>A>B >>A==B >>A> (A==B)&(A
matlab实验报告
Matlab实验报告 实验二图像处理 一、实验目的 （1）通过应用MA TLAB语言编程实现对图像的处理，进一步熟悉MATLAB软件的编程及应用； （2）通过实验进一步掌握图像处理的基本技术和方法。 二、实验内容及代码 ㈠.应用MA TLAB语言编写显示一幅灰度图像、二值图像、索引图像及彩色图像的程序，并进行相互之间的转换 首先，在matlab页面中的current directory下打开存放图像的文件夹。 1.显示各种图像 ⑴显示彩色图像： ①代码：>> mousetif=imread('tif.TIF'); >> image(mousetif) 显示截图： ②代码：>> mousetif=imread('tif.TIF'); >> imshow(mousetif) 显示截图：
③代码：mousetif=imread('tif.TIF'); subimage(mousetif) 显示截图： 显示截图：
⑵显示二值图像 ①代码：>> I=imread('单色bmp.bmp'); >> imagesc(I,[0 2]) 显示截图： ②代码：>> I=imread('单色bmp.bmp');
>> imshow(I,2) 显示截图： ③代码：>> I=imread('单色bmp.bmp'); >> subimage(I) 显示截图：
⑶显示灰度图像 ①代码：>> I1=imread('256bmp.bmp'); >> imagesc(I1,[0,256]) 显示截图： 代码：>> I1=imread('256bmp.bmp'); >> colormap(gray); >> subplot(1,2,1); >> imagesc(I1,[0,256]); >> title('灰度级为[0 256]的mouse.bmp图'); >> subplot(1,2,2); >> imagesc(I1,[0,64]); >> colormap(gray); >> title('灰度级为[0 64]的mouse.bmp图'); 显示截图：