计算机仿真实验指导书matlab初步

实验一 Matlab初步
一、实验目的
初步数熟悉MATLAB 工作环境，熟悉命令窗口，学会利用帮忙窗口查找帮忙信息从数组及其运算入手，进行简单的MATLAB程序编制。

二、实验内容
1）熟悉MATLAB 平台的工作环境。

2）熟悉MATLAB 的5 个工作窗口。

①Command Windows （命令窗口）
②Workspace （工作空间窗口）
③Command History （命令历史记录窗口）
④Current Directory （当前目录窗口）
⑤Help Windows （帮忙窗口）
3）指令初步
在命令窗口输入>> x=1
>> y=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]
>> z1=[1:10],z2=[1:2:5];
查看输出结果
而且Who Who where what等查看输出结果
4）自己举例，完成对eye, ones, zeros, magic, linspace, logspace 等函数的实验。

5）大体运算：设a= [1,-2,3; 4,5,9; 6,3,-8], b= [2,6,1; -3,2,7; 4,8,-1]
(1)求a.*b
(2)求a.^2
(3)求2-a
(4)求a(1:2,2:3)
6）求[100，999]之间能被21 整除的数的个数。

提示：先利用冒号表达式，再利用find 和length 函数。

7）成立一个字符串向量，删除其中的大写字母。

提示：利用find 函数和空矩阵。

实验二 Matlab编程基础
一、实验目的
一、掌握利用if 语句设计程序的方式。

二、掌握利用while、for 及Switch 语句实现循环结构的方式。

3、熟悉利用向量运算来代替循环操作的方式。

4、掌握绘制二维图形的常常利用函数。

二、实验内容
一、用magic(6)产生一矩阵，用for 循环指令求解其所有元素的和。

二、一个三位整数列位数字的立方和等于本身则称该数为水仙花数。

试输出全数水仙花数。

（1）用循环结构实现。

（2）用向量运算来实现。

[提示：全数三位数组成向量M；别离求M 各元素的个位、十位、百位数字，组成向量M一、M二、M3；向量N=M1.*M1.*M1+M2.*M2.*M2+M3.*M3.*M3；向量K=M-N；显然K 中0 元素的序号即M 中水仙花数的序号。

]
3.已知y1 = x 2 , y 2 = cos(2 x ), y3 = y1 * y 2 ，完成下列操作：
（1）在同一坐标系下用不同的颜色和线型绘制三条曲线。

（2）以子图形式绘制 3 条曲线
（3）别离以条形图、阶梯图、直方图和填充图绘制 3 条曲线。

4．绘制极坐标曲线ρ= a sin (b + nθ)
5. 要求：概念一个函数文件，然后在命令文件中挪用该函数文件。

函数文件的挪用格式为myrot(A,t)，其中 A 在挪用前为原矩阵，挪用后为经旋转后的矩阵，t 肯定是左旋仍是右旋，当t=1 时为左旋，t=-1 时为右旋，t 为其他值时显示犯错信息。

（提示：先将 A 转置，再作上下翻转，则完成左旋90度；若将 A 转置后作左右翻转，则完成右旋90度）。

实验三 系统建模与时域频域仿真 一、实验目的
1、 掌握 Matlab 中一阶线性系统建模方式，和系统对单位脉冲和单位阶跃的响应。

2、 掌握Matlab 时域仿真的分析方式。

3、 掌握Matlab 频域仿真的分析方式。

二、实验内容
1. 已知系统的传递函数为
写出系统的状态方程。

2.用Matlab 成立系统传递函数模型
3.用Matlab 成立系统零极点增益模型
4. 对如图所示的质量-弹簧-阻尼机械系统，其中质量块质量为
m ，弹簧刚度为k ，阻尼器阻尼系数为B ，f(t)为作使劲，x(t)
为质量块位移。

(1) 写系统的状态方程和输出方程；(5分)
(2) 用Matlab 语句成立系统的状态空间模型，并把状态空
间模型转化为零极点增益模型和传递函数模型。

（5分）
5 对图所示的反馈系统进行单位阶跃响应
和方波响应仿真（方波周期为10s ），要求：
（1）利用Matlab 模型连接函数求出系统
闭环传递函数，并求系统的闭环零极点增
益模型和状态空间模型，利用impulse 函数求系统的上述的三个闭环模型进行响应
仿真；
（2）利用gensig 函数产生方波信号，利用lsim 函数求方波响应。

图1质量-弹簧-阻尼机械系统 图2 235()3620s G s s s +=++20(2)()(0.5)(17)(30)s G s s s s +=+++232()521()4832Y s s s U s s s s ++=+++
6. 已知系统的传递函数如下，请用MA TLAB 语言编程成立系统传递函数模型，并求：⑴ 该系统的单位阶跃响应；⑵ 输入函数为u =sin(t )时的响应（正弦输入信号,时间20秒,采样周期）；⑶ 绘出系统的波德图（Bode ）。

321()121828
s G s s s s +=+++
实验报告
实验项目名称实验成绩
实验者专业班级组别
同组者实验日期年月日
一.实验目的
二．实验内容
三：实验进程记录（可加页）（包括实验原始数据记录，实验现象记录，实验进程发现的问题等）
四结果与讨论（可加页）
一、实验结果分析（包括数据处置、实验现象分析、影响因素讨论、综合分析和结论等）
二、小结、建议及体会。