實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) MATLAB語(yǔ)言及其用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1、matlab 語(yǔ)言及其用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)目錄實(shí)驗(yàn)一 matlab 使用方法和程序設(shè)計(jì). 實(shí)驗(yàn)二 控制系統(tǒng)的模型及其轉(zhuǎn)換. 實(shí)驗(yàn)三 控制系統(tǒng)的時(shí)域、頻域和根軌跡分析. 實(shí)驗(yàn)四 動(dòng)態(tài)仿真集成環(huán)境-simulink. 實(shí)驗(yàn)一 matlab使用方法和程序設(shè)計(jì)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握matlab軟件使用的基本方法；2、熟悉matlab的數(shù)據(jù)表示、基本運(yùn)算和程序控制語(yǔ)句3、熟悉matlab繪圖命令及基本繪圖控制4、熟悉matlab程序設(shè)計(jì)的基本方法二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、幫助命令使用help命令，查找 sqrt（開(kāi)方）函數(shù)的使用方法；在 commandwindowl里輸入help，接在在search里輸入sqr即可。

2、sqrtsquare rootsyntaxb = sqrt(x)descriptionb = sqrt(x) returns the square root of each element of the array x. for the elements of x that are negative or complex, sqrt(x) produces complex results.tipssee sqrtm for the matrix square root.examplessqrt(-2:2)ans = 0 + 1.4142i 0 + 1.0000i 0 1.0000 1.4142

3、see alsonthroot | realsqrt | sqrtm2、矩陣運(yùn)算（1） 矩陣的乘法已知a=1 2;3 4; b=5 5;7 8;求a2*ba=1 2;3 4;b=5 5;7 8;c=a2*b format compactc = 105 115 229 251（2） 矩陣除法已知 a=1 2 3;4 5 6;7 8 9;b=1 0 0;0 2 0;0 0 3;ab,a/ba=1 2 3;4 5 6;7 8 9;b=1 0 0;0 2 0;0 0 3;c=ab,d=a/bc = 1.0e+016 * 0.3152 -1.2609 0.9457 -0.6304 2.5218 -1.8

4、913 0.3152 -1.2609 0.9457d = 1.0000 1.0000 1.0000 4.0000 2.5000 2.00007.0000 4.0000 3.0000（3） 矩陣的轉(zhuǎn)置及共軛轉(zhuǎn)置已知a=5+i,2-i,1;6*i,4,9-i;求a., aa=5+i,2-i,1;6*i,4,9-i;b=a., c=ab = 5.0000 + 1.0000i 0 + 6.0000i 2.0000 - 1.0000i 4.0000 1.0000 9.0000 - 1.0000ic = 5.0000 - 1.0000i 0 - 6.0000i 2.0000 + 1.0000i 4.000

5、0 1.0000 9.0000 + 1.0000i（4） 使用冒號(hào)表達(dá)式選出指定元素已知： a=1 2 3;4 5 6;7 8 9;求a中第3列前2個(gè)元素；a中所有列第2，3行的元素；a=1 2 3;4 5 6;7 8 9;b1=a(1,2,3)b2=a(2,3,:)b1 = 3 6b2 = 4 5 6 7 8 9方括號(hào)用magic函數(shù)生成一個(gè)4階魔術(shù)矩陣，刪除該矩陣的第四列a=magic(4)b=a(:,1,2,3)或a=magic(4)a(:,4)=a = 16 2 3 13 5 11 10 8 9 7 6 12 4 14 15 1b = 16 2 3 5 11 10 9 7 6 4 14

6、 153、多項(xiàng)式（1）求多項(xiàng)式 的根y=1 0 -2 -4;s=roots(y)s = 2.0000 -1.0000 + 1.0000i -1.0000 - 1.0000i（2）已知a=1.2 3 5 0.9;5 1.7 5 6;3 9 0 1;1 2 3 4 ，求矩陣a的特征多項(xiàng)式;把矩陣a作為未知數(shù)代入到多項(xiàng)式中；a=1.2 3 5 0.9;5 1.7 5 6;3 9 0 1;1 2 3 4 p=poly(a)polyval(p,a)a = 1.2000 3.0000 5.0000 0.9000 5.0000 1.7000 5.0000 6.0000 3.0000 9.0000 0 1.0

7、000 1.0000 2.0000 3.0000 4.0000p = 1.0000 -6.9000 -77.2600 -86.1300 604.5500ans = 1.0e+003 * 0.3801 -0.4545 -1.9951 0.4601 -1.9951 0.2093 -1.9951 -2.8880 -0.4545 -4.8978 0.6046 0.4353 0.4353 0.0840 -0.4545 -1.16174、基本繪圖命令（1）繪制余弦曲線 y=cos(t)，t0，2（2）在同一坐標(biāo)系中繪制余弦曲線y=cos(t-0.25)和正弦曲線y=sin(t-0.5)，t0，2（1）t=

8、0:0.05:2*pi;y=cos(t);plot(t,y)（2）t=0:0.05:2*pi;y1=cos(t-0.25);y2=sin(t-0.5);plot(t,y1)hold onplot(t,y2)5、基本繪圖控制繪制0，4區(qū)間上的x1=10sint曲線，并要求：（1）線形為點(diǎn)劃線、顏色為紅色、數(shù)據(jù)點(diǎn)標(biāo)記為加號(hào)；（2）坐標(biāo)軸控制：顯示范圍、刻度線、比例、網(wǎng)絡(luò)線（3）標(biāo)注控制：坐標(biāo)軸名稱、標(biāo)題、相應(yīng)文本；t=0:0.1:4*pi;x1=10*sin(t);plot(t,x1,r-.+); %畫(huà)圖，顯示紅色、點(diǎn)劃線、標(biāo)記加號(hào)；axis(0,15,-10,10); %定義顯示范圍，橫軸為0,

9、15，縱軸為-10,10；title(曲線x1=10sint); %顯示標(biāo)題；xlabel(t軸);ylabel(x1軸); %顯示坐標(biāo)軸名稱；set(gca,xminortick,on);set(gca,yminortick,on); %顯示刻度線；grid on %顯示網(wǎng)絡(luò)線6、基本程序設(shè)計(jì)（1）編寫(xiě)命令文件：計(jì)算1+2+n2000 時(shí)的最大n值；（2）編寫(xiě)函數(shù)文件：分別用for和while循環(huán)結(jié)構(gòu)編寫(xiě)程序，求2的0到n次冪的和。（3）如果想對(duì)一個(gè)變量x自動(dòng)賦值。當(dāng)從鍵盤(pán)輸入y或y時(shí)（表示是），x自動(dòng)賦為1；當(dāng)從鍵盤(pán)輸入n或n時(shí)（表示否），x自動(dòng)賦為0；輸入其他字符時(shí)終止程序。(1) s=

10、0;i=0;while(s2000) i=i+1; s=s+i;endi=i-1, s=s-is = 1954i = 62(2)sum1=0;for i=0:15sum1=sum1+2i;enddisp(用for循環(huán)所求的值為 num2str(sum1) );sum2=0;i=0;while i4、典型系統(tǒng)的生成：4 典型二階系統(tǒng) 試建立 時(shí)的系統(tǒng)傳遞函數(shù)模型。s=tf(s);h=36/(s2+2.4*s+36)結(jié)果transfer function: 36-s2 + 2.4 s + 365、連續(xù)系統(tǒng)的離散化：對(duì)連續(xù)系統(tǒng) 在采樣周期 t=0.1 時(shí)進(jìn)行離散化。s=tf(s);g=6*(s+3)

11、/(s+1)*(s+2)*(s+5);g1=c2d(g,0.1)結(jié)果:transfer function:0.02552 z2 + 0.002704 z - 0.01601.-z3 - 2.33 z2 + 1.786 z - 0.4493 sampling time: 0.1實(shí)驗(yàn)三 控制系統(tǒng)的時(shí)域、頻域和根軌跡分析一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握如何使用matlab進(jìn)行系統(tǒng)的時(shí)域分析2、掌握如何使用matlab進(jìn)行系統(tǒng)的頻域分析3、掌握如何使用matlab進(jìn)行系統(tǒng)的根軌跡分析二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、時(shí)域分析1.1、某系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為 試編程求系統(tǒng)在單位負(fù)反饋下的階躍響應(yīng)曲線，并求最大超調(diào)量 den=20

12、den = 20 num=1 8 36 40 0num = 1 8 36 40 0 g=tf(den,num) transfer function: 20-s4 + 8 s3 + 36 s2 + 40 s gc=feedback(g,1) transfer function: 20-s4 + 8 s3 + 36 s2 + 40 s + 20 step(gc)1.2、典型二階系統(tǒng) 編程求：當(dāng) 分別取值為0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5、2.0時(shí)的單位階躍響應(yīng)曲線。 s=tf(s);g=62/(s2+2*0.2*6*s+62);g1=62/(s2+2*0.4*6*s+62);g2=6

13、2/(s2+2*0.6*6*s+62);g3=62/(s2+2*0.8*6*s+62);g4=62/(s2+2*1.0*6*s+62);g5=62/(s2+2*1.5*6*s+62);g6=62/(s2+2*2.0*6*s+62);step(g,g1,g2,g3,g4,g5,g6);繪制出的曲線如下：1.3、典型二階系統(tǒng)傳遞函數(shù)為： 繪制當(dāng)：分別取2、4、6、8、10、12時(shí)的單位階躍響應(yīng)曲線。s=tf(s); g=22/(s2+2*0.7*2*s+22); g1=42/(s2+2*0.7*4*s+42); g2=62/(s2+2*0.7*6*s+62); g3=82/(s2+2*0.7*8*

14、s+82); g4=102/(s2+2*0.7*10*s+102); g5=122/(s2+2*0.7*12*s+122); step(g,g1,g2,g3,g4,g5)繪制出的曲線如下：2、根軌跡分析根據(jù)下面負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)，繪制系統(tǒng)根軌跡，并分析使系統(tǒng)穩(wěn)定的k值范圍。 s=tf(s); g=1/s*(s+1)*(s+3); rlocus(g)繪制出的圖形如下：使得k值穩(wěn)定的范圍是0k s=tf(s);g=22/(s2+2*0.7*2*s+22); g1=42/(s2+2*0.7*4*s+42); g2=62/(s2+2*0.7*6*s+62); g3=82/(s2+2*0.7*8*

15、s+82); g4=102/(s2+2*0.7*10*s+102); g5=122/(s2+2*0.7*12*s+122); bode(g,g1,g2,g3,g4,g5)繪制出的圖形如下：32 繪制當(dāng)：分別取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5、2.0時(shí)的伯德圖。 s=tf(s);g=62/(s2+2*0.2*6*s+62); g1=62/(s2+2*0.4*6*s+62); g2=62/(s2+2*0.6*6*s+62); g3=62/(s2+2*0.8*6*s+62); g4=62/(s2+2*1.0*6*s+62); g5=62/(s2+2*1.5*6*s+62); g6=62/(s2+2*2.0*6*s+62); bode(g,g1,g2,g3,g4,g5,g6)實(shí)驗(yàn)四 動(dòng)態(tài)仿真集成環(huán)境simulink一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉simulink模塊庫(kù)中常用標(biāo)準(zhǔn)模塊的功能及其應(yīng)用；2、掌握利用simulink在用戶窗口中建立控制系統(tǒng)仿真模型的方法；3、掌握模塊參數(shù)和仿真參