《数值仿真与Matlab》实验指导书-实验一+实验二

合集下载

matlab实验指导书1

matlab实验指导书1

MATLAB专题实验指导书刘美兰吴彩玲电信学院自动化系2006年6月目录实验一MATLAB的安装------------------------------------------1 实验二Desktop操作桌面基础-----------------------------------5实验三数值数组及其运算----------------------------------------10实验四数据和函数的可视化-----------------------------------------16实验五MATLAB仿真环境-----------------------------------------------22实验六句柄图形和图形用户界面制作--------------------------------24附录1 Matlab的函数及指令Functions and Commands----------27附录2 SIMULINK的库模块-----------------------------------------------38实验一 MATLAB的安装一、实验目的熟练Matlab的安装步骤。

二、Matlab安装的硬件要求硬件要求:CPU:Pentium II以上,内存24MB以上,CD-ROM(安装用)。

硬盘安装前应有2MB以上空间。

8位以上显卡,图形加速卡,声卡。

三、实验内容和步骤MATLAB软件的安装与卸载。

下面以一台PC机(操作系统为WIN2000)为例,介绍Matlab的安装过程。

1)把安装盘放入CD-ROM,一般会自动运行安装程序,如果不运行,可以进入光盘双击setup.exe文件,初始化完成,会出现图1-1所示界面。

图1-12)单击Next按钮,出现一个对话框,如图1-2所示,输入你的安装序列号。

图1-23)单击Next,出现对话框如图1-3,内容是你是否接受协议。

MATLAB实验指导书

MATLAB实验指导书

实验一熟悉MATLAB工作环境一、实验目的初步熟悉MATLAB工作环境,熟悉命令窗口,学会使用帮助窗口查找帮助信息。

二、实验内容(1)熟悉MATLAB平台的工作环境;(2)熟悉MATLAB的五个工作窗口;(3)了解MATLAB的数值显示格式设置。

(4)学会使用帮助三、实验步骤1.熟悉MATLAB的五个基本窗口①命令窗口(Command window)②工作空间窗口(Workspace)③命令历史记录窗口(Command history)④当前目录窗口(Current directory)⑤帮助窗口(Help window)2.MATLAB的数值显示格式设置用户可根据需要,对命令窗口的字体风格、大小、颜色和数值计算结果的显示格式进行设置。

①屏幕显示方式屏幕显示方式有紧凑(compact)和松散(loose)两种形式,默认为松散(loose)格式。

具体设置格式为:format compact/loose②数字显示格式数字显示格式有大致有:长、短整型、长、短浮点、近似有理数、十六进制数以及银行数等表示方式。

具体设置为:format long(long e\long g) %长整型、长浮点、以最佳方式显示数据format short(short e\ short g) %短整型、短浮点、以最佳方式显示数据format hex %显示十六进制数format bank %金融数语(元、角、分)表示数据3.帮助信息的使用MATALB的帮助信息可通过以下两种方式得到:①从菜单工具栏得到单击工具栏的图标或选择菜单view\help (help\matlab help),都能启动帮助窗口,然后选择你所需要的帮助信息。

②命令窗口发布命令得到在命令窗口的提示符后输入help 需要帮助的命令关键字,即可得到该关键字的所有信息。

其格式如下:help 命令关键字例如:help clear键入enter键后,则在命令窗口显示出具体的命令格式,说明等信息。

数值方法Matlab实验一&实验二

数值方法Matlab实验一&实验二

数值方法课程实验报告一.实验目的和要求:1. 以实验的方式,了解Matlab 环境,会用Matlab 做简单的计算和绘图;2. 以实验的方式,理解高阶插值的病态性,观察拉格朗日插值的龙格现象;3. 实验结束后一个星期内完成实验报告的撰写。

二.实验内容:1.自学Matlab 的基本操作;2.完成教师布置的题目:(1)计算dx x x⎰10sin ,精确到810-;(2)编写函数[v r c] = findmax(A),v 为矩阵A 中最大元素的值,r 和c 为最大元素所在的行和列。

随机产生一个3*4的矩阵A ,测试该函数;(3)将窗口一分为二,上面画],[ππ-区间中的sin(x)函数,下面画],[ππ-区间中的cos(x)函数;3.在区间[-5,5]上取节点数n=11,等距离h=1的节点为插值点,对于函数25()1f x x =+进行拉格朗日插值,把f(x)与插值多项式的曲线花在同一张图上:(1)编写函数y=lagrange(x0,y0,x);(2)调用该函数进行插值运算。

三.实验记录及分析:1.自学Matlab 的基本操作:通过老师提供的PPT 资料及网上的电子图书了解Matlab 的基本操作,通过编辑一些小实例来理解和熟悉Matlab 的基本操作。

2.完成教师布置的题目:(1)计算dx x x ⎰10sin ,精确到810-: 被积函数文件fx.m 内容如下:此部分实验代码及运行结果如下图:易得积分结果为0.94608307034907,函数调用次数为18;(2)编写函数[v r c] = findmax(A),v为矩阵A中最大元素的值,r和c为最大元素所在的行和列。

随机产生一个3*4的矩阵A,测试该函数:上图为查找最大数函数文件findmax.m 内容;此部分实验代码及运行结果如下图:容易验证该矩阵的最大数位于1行4列,值为0.86001160488682;(3)将窗口一分为二,上面画],[ππ-区间中的sin(x)函数,下面画],[ππ-区间中的cos(x)函数:下图为此部分实验代码截图:此部分实验运行结果如下图:3.在区间[-5,5]上取节点数n=11,等距离h=1的节点为插值点,对于函数25()1f x x =+进行拉格朗日插值,把f(x)与插值多项式的曲线花在同一张图上:(1)编写函数y=lagrange(x0,y0,x):拉格朗日函数文件lagrange.m 内容如下:(2)调用该函数进行插值运算。

MATLAB实验指导书(2010)

MATLAB实验指导书(2010)

r

1

1
1
1

1 ,y

ab
1 c
f2 2
abcd
(3)定义 t=12,分别运行指令计算 p=t+1 和 p=T+1。 (4)定义以下变量,运行指令,观察并记录运行结果:
a1=1 1a=2 a_1=3 _a1=4 (5)使用 clear 指令清除当前所有内存变量。 (6)计算 y=x+x1,其中 x=|1+2i|+|3+4i|,x1=32x。 (7)指令窗显示方式的操作
7、数组运算
数组运算是指无论在数组上施加什么运算(加减乘除或函数),总认定那种运算对被运 算数组中的每个元素平等地实施同样的操作。数组运算包括加、减、乘、除、乘方等,除加 减外,数组之间进行乘、除、乘方都必须在运算符号前加“.”,否则视为矩阵运算。此外, 数组运算还包括转置、关系运算和逻辑运算。 除了以运算符号执行数组运算外,也可以对数组施加函数,以函数形式进行数组运算。如对
5、MATLAB 帮助系统
MATLAB 提供了强大的帮助系统以供用户使用。在碰到 MATLAB 使用的各种相关问题 时,查阅 MATLAB 帮助系统往往可以找到相应的解决办法和答案。对于初学者,尤其需要 重视帮助系统的使用。
MATLAB 带有各种可利用的帮助系统,包括: (1) 纯文本帮助 (2) “导航/浏览器交互界面”帮助 (3) PDF 帮助 (4) 演示帮助和 PDF 帮助 其中,纯文本帮助和“导航/浏览器交互界面”帮助是常用的帮助系统。
(2) 在指令窗中输入和生成矩阵:与一般的计算器不同,在 MATLAB 中可直接输入和生 成矩阵。实际上,矩阵是 MATLAB 工作的基本元素。
(3) 数值表述方法:在 MATLAB 中的大部分数值的表述方式与平常是相同的,需要注意 的是在表示比较大的数时,MATLAB 默认采用科学计数法显示;

MATLAB实验指导书(共5篇)

MATLAB实验指导书(共5篇)

MATLAB实验指导书(共5篇)第一篇:MATLAB实验指导书MATLAB 实验指导书皖西学院信息工程学院实验一 MATLAB编程环境及简单命令的执行一、实验目的1.熟悉MATLAB编程环境二、实验环境1.计算机2.MATLAB7.0集成环境三、实验说明1.首先应熟悉MATLAB7.0运行环境,正确操作2.实验学时:2学时四、实验内容和步骤1.实验内容(1)命令窗口的使用。

(2)工作空间窗口的使用。

(3)工作目录、搜索路径的设置。

(4)命令历史记录窗口的使用。

(5)帮助系统的使用。

(6)了解各菜单的功能。

2.实验步骤(1)启动MATLAB,熟悉MATLAB的桌面。

(2)进入MATLAB7.0集成环境。

(3)在命令窗口执行命令完成以下运算,观察workspace的变化,记录运算结果。

1)(365-52⨯2-70)÷3 2)>>area=pi*2.5^2 3)已知x=3,y=4,在MATLAB中求z:x2y3 z=2(x-y)4)将下面的矩阵赋值给变量m1,在workspace中察看m1在内存中占用的字节数。

⎡162313⎤⎢511108⎥⎥m1=⎢⎢97612⎥⎢⎥414151⎣⎦执行以下命令>>m1(2 , 3)>>m1(11)>>m1(: , 3)>>m1(2 : 3 , 1 : 3)>>m1(1 ,4)+ m1(2 ,3)+ m1(3 ,2)+ m1(4 ,1)5)执行命令>>helpabs 查看函数abs的用法及用途,计算abs(3 + 4i)6)执行命令>>x=0:0.1:6*pi;>>y=5*sin(x);>>plot(x,y)7)运行MATLAB的演示程序,>>demo,以便对MATLAB有一个总体了解。

五、思考题1、以下变量名是否合法?为什么?(1)x2(2)3col(3)_row (4)for2、求以下变量的值,并在MATLAB中验证。

《MATLAB语言实验指导书》(新版)

《MATLAB语言实验指导书》(新版)

实验部分实验一基本操作和简单语句输入一、实验环境计算机MATLAB软件二、实验目的1.熟悉MATLAB的命令窗口。

2.掌握MATLAB的一些基本操作,能够进行一般的数值计算。

3.实现语句的重调和修改。

三、预备知识1.MATLAB的窗口组成MATLAB主窗口中,层叠平铺了Command window(命令窗口),Launch pad(发射台),Workspace(工作空间),Command history(命令历史记录),Current directory(当前目录)等子窗口。

其中Command window窗口是MATLAB 界面中重要组成部分,利用这个窗口可以和MATLAB交互操作,即对输入数据或命令进行相应的计算;Launch pad窗口中启动某个工具箱的应用程序;Workspace窗口记录工作空间;Command history窗口主要记录已执行过的命令,Current directory记录当前目录。

2.命令窗口菜单栏单击菜单栏上的“File”选项,就会弹出一个下拉菜单。

·“New”:单击“New”选项,你会看到一个包含三项内容的右拉式子菜单。

单击“M-file”,就会打开指定的编辑器,并且随之产生一个空白的M 文件。

M文件是包含MATLAB源代码的文本文件。

MATLAB自带了大量M文件,当然你也可以在空白M文件中编制自己想要的源代码文件,这在MATLAB数值计算中是一项很重要的功能。

·“Open”:单击“Open”选项,会弹出一个对话框,要求你输入想要打开的文件,可以是M或Fig文件,也可以是其他类型的有效文件。

·“Open Selection”:通常情况下这个选项呈现灰色,只有你在命令窗口的编辑区内选中一个M 文件时,才变成可用。

单击此选项将会用特定编辑器打开被选中的M文件。

·“Run Script”:单击“Run Script”选项,在对话框内输入或选中可执行的目标文件,单击“OK”,MATLAB将会执行被选中的目标文件。

Matlab实验指导书(1-10完整)

Matlab实验指导书(1-10完整)

《Matlab 语言及其在电子信息科学中的应用》实验指导书
许钢 编
4.用结点电压法求如下电路的结点电压 un1、un2。
① + u2 - ②
2kΩ
10A
1kΩ
3kΩ
6
gu2
g=0.001 (S)
三、设计提示
1.在计算程序的执行时间之前,应注意用 clear 命令将内存变量清空。 2.求得线性方程组的解之后,代入原方程验证是否正确。
实验五:函数编写与程序设计
一、实验目的
1.掌握函数的编写规则。 2.掌握函数的调用。 3.会用 Matlab 程序设计实现一些工程算法问题。
二、实验内容
1.编写一个[y,y1,y2]=mwave(f1,m1,f2,m2)函数,实现以下功能,并绘出 y1、y2、y 在 t∈[0,2π]区间 500 个样点的图形。(其中调用参数 2 ≤ f1、f2 ≤ 20 HZ; 0.5 ≤ m1、m2 ≤ 2) y1 = m1 sin(2π f1t); y2 = m2 sin(2π f2t); y = y1 + y2
三、设计提示
1.初次接触 Matlab 应该注意函数表达式的文本式描述。 2.在使用图形函数计算器 funtool 时,注意观察 1 号和 2 号窗口中函数的图形。
四、实验报告要求
1.针对图形函数计算器 funtool,对每一类型计算记录其中一个图形的曲线。 2.书写实验报告时要结构合理,层次分明,在分析描述的时候,需要注意语言的
四、实验报告要求
1.编写实现第二节实验内容中所使用的函数命令,并记录相应的生成结果。 2.对于电路的求解,应列出相应的网孔方程和结点方程,并注意方向。 3.书写实验报告时要结构合理,层次分明,在分析描述的时候,需要注意语言的

matlab实验指导书

matlab实验指导书

MATLAB实验指导书指导老师许承东实验一MATLAB基本操作实验目的1、熟悉MATLAB的工作环境;2、掌握MATLAB常用的操作运算符和一些基本操作;3、学会编写M文件。

实验内容e sin3t,其中t的取值范围为[0,4π]。

1、绘制衰减图线y=5.2/t(1)启动MATLAB,如图1.1所示。

图1.1 MATLAB的工作环境(2)直接在命令窗口输入以下代码:(3)程序执行后显示的衰减振荡曲线如图1.2所示。

图1.2 衰减振荡曲线(4)生成M文件。

在历史命令窗口中选中上面所写代码,单击鼠标右键,在弹出菜单中选择Create M-File菜单项,即可创建为M文件,将文件命名为quxian.m保存。

2、向量化和循环结构的比较(1)从工具栏中单击New M-file图标,或从菜单中选择File/New/M-File创建新的M文件,如图1.3所示。

图1.3 创建新的M文件(2)在M文件编辑器中输入以下代码:(3)保存运行。

将文件名改为vectorize_contrast.m保存。

单击Run 命令或直接按F5执行。

(4)执行结果实验二MATLAB基本图形绘制实验目的1、掌握MATLAB二维图形的绘制;2、掌握MATLAB三维图形的绘制。

实验内容1、二维图形的绘制(1)从工具栏中单击New M-file图标,或从菜单中选择File/New/M-File创建新的M文件。

(2)在M文件编辑器中输入以下代码:(3)保存运行。

将文件名改为example_plot.m保存。

单击Run命令或直接按F5执行。

(4)二维图形绘制结果如图2.1所示。

图2.1 二维图形绘制结果2、三维曲面绘制(1)从工具栏中单击New M-file图标,或从菜单中选择File/New/M-File创建新的M文件。

(2)在M文件编辑器中输入以下代码:(3)保存运行。

将文件名改为matlab_script.m保存。

单击Run命令或直接按F5执行。

MATLAB实验指导书

MATLAB实验指导书
2006 年 1 月
1
实验一 MATLAB 基本操作
实验目的
1.熟悉 MATLAB 实验环境,练习 MATLAB 命令、m 文件、Simulink 的基本操作。 2.利用 MATLAB 编写程序进行矩阵运算、图形绘制、数据处理等。 3.利用 Simulink 建立系统的数学模型并仿真求解。
实验原理
••

y(4) + 3ty(3) + 3t 2 y+ 4 y+ 5 y = e−3t + e−5t sin(4t +π / 3)
试用 Simulink 搭建起系统的仿真模型,并绘制出仿真结果曲线。
4
10* 建立下图所示非线性系统的 Simulink 模型,并观察在单位阶跃信号输入下系统的输出 曲线和误差曲线。 11 教材《控制系统数字仿真与 CAD》P93 习题 3-8
1.命令窗口(The Command Window) 当 MATLAB 启动后,出现的最大的窗口就是命令窗口。用户可以在提示符“>>”后面 输入交互的命令,这些命令就立即被执行。
在 MATLAB 中,一连串命令可以放置在一个文件中,不必把它们直接在命令窗口内 输入。在命令窗口中输入该文件名,这一连串命令就被执行了。因为这样的文件都是以“.m” 为后缀,所以称为 m-文件。
1
8
954
3
⎥ ⎦
再求出它们的乘积矩阵 C,并将 C 矩阵的右下角 2×3 子矩阵赋给 D 矩阵。赋值完成后,调
用相应的命令查看 MATLAB 工作空间的占用情况。
2 用 MATLAB 语言实现下面的分段函数
⎧ h,
⎪ y = f (x) = ⎨h / Dx,
⎪ ⎩

计算机仿真Matlab 实验报告二

计算机仿真Matlab 实验报告二

实验二非线性系统的数字仿真实验一、实验目的学会用数字仿真方法分析线性和非线性系统的动态特性以及各种典型非线性环节对控制系统动态特性的影响。

二、实验内容系统模型如习题2.17所示。

根据控制理论分析,该系统将出现振幅为0.3,频率为0.8的自激振荡。

1. 按实验目的、要求和已知条件,建立系统的Simulink模型。

2. 在不引入非线性环节的情况下运行仿真模型,观察纪录系统动态特性的变化。

3. 在同样的条件下,引入滞环继电特性非线性环节,再运行仿真模型,观察纪录该非线性环节对系统过渡过程的影响。

4. 将滞环继电特性非线性环节换成饱和非线性环节,C1仍为0.3,运行仿真模型,观察纪录饱和非线性环节对系统过渡过程的影响。

实验解答:1.按实验目的、要求和已知条件,建立系统的Simulink模型。

建立Simulink模型如下:2.在不引入非线性环节的情况下运行仿真模型,观察纪录系统动态特性的变化。

去掉上图中的非线性环节—Relay,得到下图仿真结果:从图可以看出,开始会有突变,之后趋于稳定。

3. 在同样的条件下,引入滞环继电特性非线性环节,再运行仿真模型,观察纪录该非线性环节对系统过渡过程的影响。

如下,加入了滞环继电特性非线性环节从图中可以看出,系统产生了自激振荡,可以通过编程找到仿真曲线上的极值点,求出该图线的周期、角频率以及振幅。

通过仿真,由仿真图像可以很明白地看出,产生了自激振荡,且该自激振荡幅度约为0.6,周期约为8,则角频率约为0.8。

仿真结果与题目一致。

4. 将滞环继电特性非线性环节换成饱和非线性环节,C1仍为0.3,运行仿真模型,观察纪录饱和非线性环节对系统过渡过程的影响。

由图可得,仿真曲线的变化趋于缓和,但同时进入稳定的速率变慢。

即加入的饱和环节在系统中起到了限幅的作用。

饱和非线性环节使得系统更加平和的进入了稳定状态。

Matlab实验指导书(实验一)

Matlab实验指导书(实验一)

MATLAB实验指导书编著:李新平二零零八年三月十四日实验一、基础知识1.1MATLAB 简介MA TLAB 名字由 MAT rix 和 LAB oratory 两词的前三个字母组合而成。

那是 20 世纪七 十年代后期的事:时任美国新墨西哥大学计算机科学系主任的 Cleve Moler 教授出于减轻学 生编程负担的动机,为学生设计了一组调用 LINPACK 和 EISPACK 库程序的“通俗易用”的 接口,此即用 FORTRAN 编写的萌芽状态的 MA TLAB。

经几年的校际流传,在 Little的推动下,由 Little、Moler、Steve Bangert 合作,于 1984 年成立了 MathWorks 公司,并把 MA TLAB 正式推向市场。

从这时起,MA TLAB 的内核采 用 C 语言编写,而且除原有的数值计算能力外,还新增了数据图视功能。

MA TLAB 以商品形式出现后,仅短短几年,就以其良好的开放性和运行的可靠性,使 原先控制领域里的封闭式软件包(如英国的 UMIST,瑞典的 LUND 和 SIMNON,德国的 KEDDC)纷纷淘汰,而改以MA TLAB 为平台加以重建。

在时间进入 20 世纪九十年代的时 候,MA TLAB 已经成为国际控制界公认的标准计算软件。

在欧美大学里,诸如应用代数、数理统计、自动控制、数字信号处理、模拟与数字通信、时间序列分析、动态系统仿真等课程的教科书都把 MA TLAB 作为内容。

这几乎成了九十年 代教科书与旧版书籍的区别性标志。

在那里,MATLAB 是攻读学位的大学生、硕士生、博 士生必须掌握的基本工具。

在国际学术界,MATLAB 已经被确认为准确、可靠的科学计算标准软件。

在许多国际 一流学术刊物上,(尤其是信息科学刊物),都可以看到 MA TLAB 的应用。

在设计研究单位和工业部门,MA TLAB 被认作进行高效研究、开发的首选软件工具。

如美国 National Instruments 公司信号测量、分析软件LabVIEW,Cadence公司信号和通信分 析设计软件 SPW等,或者直接建筑在 MA TLAB 之上,或者以 MA TLAB 为主要支撑。

《数字仿真及MATLAB》大作业指导书

《数字仿真及MATLAB》大作业指导书

《数字仿真及MATLAB》大作业指导书一、目的和任务配合《数字仿真及MATLAB》课程的理论教学,通过课程设计教学环节,使学生掌握当前流行的演算式MATLAB语言的基本知识,学会运用MATLAB 语言进行控制系统仿真和辅助设计的基本技能,有效地提高学生实验动手能力。

基本要求:1、利用MATLAB提供的基本工具,灵活地编制和开发程序,开创新的应用;2、熟练地掌握各种模型之间的转换,系统的时域、频域分析及根轨迹绘制;3、熟练运用SIMULINK对系统进行仿真;4、掌握PID控制器参数的设计。

二、设计要求1、编制相应的程序,并绘制相应的曲线;2、对设计结果进行分析;3、撰写和打印设计大作业报告(包括程序、结果分析、仿真结构框图、结果曲线)。

三、设计内容1、本次设计有三个可以选择的题目,选择一到两个题目进行设计;2、对于给定的系统模型,根据题目要求,设计控制器或对原系统进行校正,从而达到系统所要求的性能指标。

四、时间安排时间到考试前。

设计一:二阶弹簧—阻尼系统的PID 控制器设计及其参数整定考虑弹簧-阻尼系统如图1所示,其被控对象为二阶环节,传递函数G(S)如下,参数为M=1kg ,b=2N.s/m ,k=25N/m ,F (S )=1。

设计要求:(1) 控制器为P 控制器时,改变比例系数大小,分析其对系统性能的影响并绘制相应曲线。

(2) 控制器为PI 控制器时,改变积分时间常数大小,分析其对系统性能的影响并绘制相应曲线。

(例如当kp=50时,改变积分时间常数)(3) 设计PID 控制器,选定合适的控制器参数,使闭环系统阶跃响应曲线的超调量σ%<20%,过渡过程时间Ts<2s, 并绘制相应曲线。

图1 弹簧-阻尼系统示意图弹簧-阻尼系统的微分方程和传递函数为:F kx x b xM =++ 25211)()()(22++=++==s s k bs Ms s F s X s G图2 闭环控制系统结构图附:P 控制器的传递函数为:()P P G s K =PI 控制器的传递函数为:11()PI P I G s K T s=+⋅ PID 控制器的传递函数为:11()PID P D I G s K T s T s =+⋅+⋅设计二:二阶系统串联校正装置的设计与分析设某被控系统的传递函数G(s)如下:)2()(+=s s K s G 设计要求:选用合适的方法设计一个串联校正装置K(s),使闭环系统的阶跃响应曲线超调量%20%<σ,过渡过程时间.()s T 15s ≤,开环比例系数)/1(01s K v ≥,并分析串联校正装置中增益、极点和零点对系统性能的影响。

Matlab实验指导书DOC

Matlab实验指导书DOC

实验一 Matlab使用方法和程序设计一、实验目的1、掌握Matlab软件使用的基本方法;2、熟悉Matlab的数据表示、基本运算和程序控制语句;3、熟悉Matlab绘图命令及基本绘图控制;4、熟悉Matlab程序设计的基本方法。

二、实验内容1、帮助命令2、矩阵运算(1)矩阵的乘法和乘方已知A=[1 2;3 4]:B=[5 5;7 8]:求A^2*B试验结果:>> A=[1 2;3 4]A =1 23 4>> B=[5 5;7 8]B =5 57 8>> A^2*Bans =105 115229 251( 2 )矩阵除法已知A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]:B=[1 0 0;0 2 0;0 0 3],求矩阵左除A\B,右除A/B。

试验结果:>> A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]A =1 2 34 5 67 8 9>> B=[1 0 0;0 2 0;0 0 3]B =1 0 00 2 00 0 3>> A\BWarning: Matrix is close to singular or badly scaled.Results may be inaccurate. RCOND = 1.541976e-018.(Type "warning off MATLAB:nearlySingularMatrix" to suppress this warning.)ans =1.0e+016 *-0.4504 1.8014 -1.35110.9007 -3.6029 2.7022-0.4504 1.8014 -1.3511>> A/Bans =1.0000 1.0000 1.00004.0000 2.5000 2.00007.0000 4.0000 3.0000( 3 )矩阵的转置及共轭转置已知A=[5+i,2-i,1;6*i,4,9-i],求该复数矩阵的转置A',共轭转置A.'试验结果:>> A=[5+i,2-i,1;6*i,4,9-i];>> A'ans =5.0000 - 1.0000i 0 -6.0000i2.0000 + 1.0000i 4.00001.0000 9.0000 + 1.0000ians =5.0000 + 1.0000i 0 +6.0000i2.0000 - 1.0000i 4.00001.0000 9.0000 - 1.0000i>>( 4 )使用冒号选出指定元素已知:A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9];求A中第3列前2个元素;A中第2、3行元素。

计算机matlab仿真实验指导书

计算机matlab仿真实验指导书

计算机仿真实验指导书烟台大学计算机学院2012.2目录计算机仿真实验指导书 (1)目录 (2)实验一MA TLAB基本操作 (3)实验目的 (3)实验内容 (3)实验方法与步骤 (3)实验二MA TLAB绘图操作 (6)实验目的 (6)实验内容 (6)实验方法与步骤 (6)实验三MA TLAB编程 (10)实验目的 (10)实验内容 (10)实验方法与步骤 (10)实验四控制系统建模与转换方法 (13)实验目的 (13)实验内容 (13)实验方法与步骤 (14)实验五Simulink仿真应用 (16)实验目的 (16)实验内容 (16)实验方法与步骤 (17)实验六控制系统的计算机辅助分析 (18)实验目的 (18)实验内容 (18)实验方法与步骤 (19)实验七控制系统的计算机辅助设计 (23)实验目的 (23)实验内容 (23)实验方法与步骤 (23)实验八S函数与MA TLAB工具箱 (27)实验目的 (27)实验内容 (27)实验方法与步骤 (27)2实验一 MATLAB基本操作实验目的掌握MATLAB的基本命令操作,包括矩阵运算、关系运算、逻辑运算、数值运算等。

实验内容(1)两个矩阵分别为[5 6 7;9 4 6;4 3 6]和[3 4 5;5 7 9;7 3 1],向量为[5 7 8]',求矩阵与矩阵的乘积,矩阵与向量的乘积(2)两个矩阵分别为[1 2 3;4 5 6;7 8 9]和[1 1 1;2 2 2;3 3 3],求两者相加的和。

(3)两个矩阵分别为[1 2 3;4 5 6;7 8 9]和[1 1 1],阶数不同,求两者相减的差(4)两个矩阵相乘,矩阵a为[1 2 3;4 5 6;7 8 9] ,矩阵b为[1 2 3],分别计算c=a*b 和d=b*a。

(5)两个数组相乘,数组a为[1 2 3] ,数组b为[4 5 6] ,求两数组的乘法。

(6)两个矩阵相除,矩阵a和b均为3×3阶矩阵。

自动控制原理MATLAB仿真实验指导书(4个实验)

自动控制原理MATLAB仿真实验指导书(4个实验)

自动控制原理MATLAB仿真实验实验指导书电子信息工程教研室实验一典型环节的MA TLAB仿真一、实验目的1.熟悉MATLAB桌面和命令窗口,初步了解SIMULINK功能模块的使用方法。

2.通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性,加深对各典型环节响应曲线的理解。

3.定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。

二、SIMULINK的使用MATLAB中SIMULINK是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。

利用SIMULINK功能模块可以快速的建立控制系统的模型,进行仿真和调试。

1.运行MA TLAB软件,在命令窗口栏“>>”提示符下键入simulink命令,按Enter键或在工具栏单击按钮,即可进入如图1-1所示的SIMULINK仿真环境下。

2.选择File菜单下New下的Model命令,新建一个simulink仿真环境常规模板。

图1-1 SIMULINK仿真界面图1-2 系统方框图3.在simulink仿真环境下,创建所需要的系统。

以图1-2所示的系统为例,说明基本设计步骤如下:1)进入线性系统模块库,构建传递函数。

点击simulink下的“Continuous”,再将右边窗口中“Transfer Fen”的图标用左键拖至新建的“untitled”窗口。

2)改变模块参数。

在simulink仿真环境“untitled”窗口中双击该图标,即可改变传递函数。

其中方括号内的数字分别为传递函数的分子、分母各次幂由高到低的系数,数字之间用空格隔开;设置完成后,选择OK,即完成该模块的设置。

3)建立其它传递函数模块。

按照上述方法,在不同的simulink的模块库中,建立系统所需的传递函数模块。

例:比例环节用“Math”右边窗口“Gain”的图标。

4)选取阶跃信号输入函数。

用鼠标点击simulink下的“Source”,将右边窗口中“Step”图标用左键拖至新建的“untitled”窗口,形成一个阶跃函数输入模块。

自动控制原理MATLAB仿真实验指导书(4个实验)

自动控制原理MATLAB仿真实验指导书(4个实验)

自动控制原理MATLAB仿真实验实验指导书电子信息工程教研室实验一典型环节的MA TLAB仿真一、实验目的1.熟悉MATLAB桌面和命令窗口,初步了解SIMULINK功能模块的使用方法。

2.通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性,加深对各典型环节响应曲线的理解。

3.定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。

二、SIMULINK的使用MATLAB中SIMULINK是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。

利用SIMULINK功能模块可以快速的建立控制系统的模型,进行仿真和调试。

1.运行MA TLAB软件,在命令窗口栏“>>”提示符下键入simulink命令,按Enter键或在工具栏单击按钮,即可进入如图1-1所示的SIMULINK仿真环境下。

2.选择File菜单下New下的Model命令,新建一个simulink仿真环境常规模板。

图1-1 SIMULINK仿真界面图1-2 系统方框图3.在simulink仿真环境下,创建所需要的系统。

以图1-2所示的系统为例,说明基本设计步骤如下:1)进入线性系统模块库,构建传递函数。

点击simulink下的“Continuous”,再将右边窗口中“Transfer Fen”的图标用左键拖至新建的“untitled”窗口。

2)改变模块参数。

在simulink仿真环境“untitled”窗口中双击该图标,即可改变传递函数。

其中方括号内的数字分别为传递函数的分子、分母各次幂由高到低的系数,数字之间用空格隔开;设置完成后,选择OK,即完成该模块的设置。

3)建立其它传递函数模块。

按照上述方法,在不同的simulink的模块库中,建立系统所需的传递函数模块。

例:比例环节用“Math”右边窗口“Gain”的图标。

4)选取阶跃信号输入函数。

用鼠标点击simulink下的“Source”,将右边窗口中“Step”图标用左键拖至新建的“untitled”窗口,形成一个阶跃函数输入模块。

Matlab计算机仿真实验指导书.

Matlab计算机仿真实验指导书.

李旭妍2014 年9月计算机仿真实验指导书目录前言.................................................................................1 实验一MATLAB环境的熟悉与基本运算....................................2 实验二 MATLAB语言的程序设计与图形绘制..............................6 实验三利用MATLAB 对常微分方程的求解及系统数学模型的转...12 实验四连续系统离散相似法的数字仿真实验 (13)前言《计算机仿真》课是工业自动化专业的专业选修课。

本课程的任务就是使学生了解控制系统计算机仿真的基本概念和方法,掌握MATLAB 仿真工具在控制系统仿真与辅助设计中的应用,其目的在于培养学生对控制系统的分析与设计能力,加深对已学过的各科专业知识的消化与理解。

该课程的知识在控制系统的辅助设计及控制理论的研究中起着相当重要的作用。

通过本课程的实验教学,学生应熟练掌握MATLAB 语言的使用与程序设计、MATLAB 基本绘图功能、MATLAB 中数学模型的建立及转换、控制系统的时域、频域及根轨迹分析、系统框图输入与SIMULINK 仿真工具的应用等基本仿真方法,对所学过的理论知识有更深入的理解和认识,并能利用它对控制系统进行分析、设计与综合,具有应用计算机解决专业理论问题的能力。

本实验指导书按照教学大纲要求并结合所学内容编写了六个基本实验,其中的每一个实验学生都可以自己扩展,按照实验目的和要求自己设计,多做一些练习题。

在每次做实验前,要求学生在此基础上写出实验准备报告,鼓励出新,丰富实验内容。

由于本书编写仓促,在使用的过程中如发现问题请及时批评指正。

实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算一、实验目的:1、熟悉MATLAB6的开发环境; 2、掌握MATLAB6的一些常用命令; 3、掌握矩阵、变量、表达式的输入方法及各种基本运算; 4、熟练掌握特殊运算符及MATLAB 函数的用法。

《MATLAB仿真技术》实验指导书2016附答案分析

《MATLAB仿真技术》实验指导书2016附答案分析

实验项目及学时安排实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算 2学时实验二 MATLAB数值计算实验 2学时实验三 MATLAB数组应用实验 2学时实验四 MATLAB符号计算实验 2学时实验五 MATLAB的图形绘制实验 2学时实验六 MATLAB的程序设计实验 2学时实验七 MATLAB工具箱Simulink的应用实验 2学时实验八 MATLAB图形用户接口GUI的应用实验 2学时实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算一、实验目的1.熟悉MATLAB开发环境2.掌握矩阵、变量、表达式的各种基本运算二、实验基本知识1.熟悉MATLAB环境:MATLAB桌面和命令窗口、命令历史窗口、帮助信息浏览器、工作空间浏览器、文件和搜索路径浏览器。

2.掌握MATLAB常用命令3.MATLAB变量与运算符变量命名规则如下:(1)变量名可以由英语字母、数字和下划线组成(2)变量名应以英文字母开头(3)长度不大于31个(4)区分大小写MATLAB中设置了一些特殊的变量与常量,列于下表。

MATLAB运算符,通过下面几个表来说明MATLAB的各种常用运算符4.MATLAB的一维、二维数组的寻访表6 子数组访问与赋值常用的相关指令格式5.MATLAB的基本运算表7 两种运算指令形式和实质内涵的异同表6.MATLAB的常用函数表8 标准数组生成函数表9 数组操作函数三、实验内容1、学习使用help命令,例如在命令窗口输入help eye,然后根据帮助说明,学习使用指令eye(其它不会用的指令,依照此方法类推)2、学习使用clc、clear,观察command window、command history和workspace等窗口的变化结果。

3、初步程序的编写练习,新建M-file,保存(自己设定文件名,例如exerc1、exerc2、exerc3……),学习使用MA TLAB的基本运算符、数组寻访指令、标准数组生成函数和数组操作函数。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
G3
+ 540 + -
G1
10 sቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1
G2
1 2 s 0.5
G4
0.1
图 2-1 图2-7
第6页/共8页
(二)连续系统的数字仿真
1. 实验目的 (1)掌握面向系统微分方程的连续系统的数字仿真方法及程序; (2)掌握面向系统结构图的连续系统的数字仿真方法及程序; (3)连续系统的快速仿真。 2. 实验设备 MATLAB6.1 系统教学软件及计算机一台。 3. 实验内容 练习 2-6 假设单变量系统如下图所示。
i 1 100
解:Matlab 程序 ex1_3 如下: %ex1_3.m mysum=0; for i=1:100 mysum=mysum+i; end mysum while 语句的基本结构为 while (条件式) 循环体条件组 end 练习 1-4 利用 while 循环语句求解练习 1-3. 解:Matlab 程序为: %ex1_4.m sum=0; i=1; while (i<=100)
r =10
+ -

s 0.5 s 0.1

1 s

2 s2

10 s 10
y
图 图 4-7 2-4
1、给出典型环节的参数矩阵 P、连接矩阵 W、W0 和 Wc 2、给出其附加的非线性环节标志 FZ 和参数 s 3、熟悉 MATLAB 仿真程序,求输出量 y 的动态响应曲线。
第8页/共8页
y1 3 x12 x2 x3 2 y2 3 x1 x2 x3
在 x1 2 , x2 3 , x3 1 时的值。 解:(1) 首先新建 M 文件,然后在 M 文件编辑器中根据例题中所给函数编写以下 文本文件,并以 ex1_1 为文件名进行保存。 >>% ex1_1.m x1=-2; x2=3; x3=1; y1=3*x1.^2+x2+x3 y2=3*x1.^2-x2-x3 (2) 当以上文本文件 ex1_1.m 建立以后,在 Matlab 命令窗口中输入 >>ex1_1_1 回车显示结果。 练习 1-2 利用 Matlab 的函数文件,求练习 1-1 中函数的函数值。 解:(1) 由于函数文件的建立与文本文件完全一样,与练习 1-1 一样,首先根据所 给函数在 Matlab 的 M 文件编辑器下建立以下函数文件 ex1_1_2.m。 >>% ex1_2.m Function[b1,b2]=ex1_2(a1,a2,a3)
t 2t
和ye
3t
, t∈[0,2];
窗口左下角画一个矩形脉冲信号,脉冲宽度为 1,高度为 2,开始时间为 1;窗口的右 下角画一个单位圆。
图 1-1
第5页/共8页
实验二、连续系统的数字仿真
(一)控制系统的数学模型及其转换
1. 实验目的 (1)利用 MATLAB 描述控制系统的各种数学模型; (2)利用 MATLAB 实现系统数学模型间的相互转换; (3)利用 MATLAB 实现控制系统的串联、并联和反馈连接。 2. 实验设备 MATLAB6.1 系统教学软件及计算机一台。 3. 实验内容 1) MATLAB 描述控制系统的各种数学模型 练习 2-1 若给定系统的传递函数为
1 1 1 2 1 / 2 x(t ) 1 1 u (t ) 0 4 1 3 0 0 x(t ) 0
2)利用 MATLAB 实现系统数学模型间的相互转换 练习 2-3 将例 1 传递函数转换为状态空间表达式。 练习 2-4 将例 2 状态空间表达式转换为传递函数。 3)利用 MATLAB 实现控制系统的串联、并联和反馈连接 练习 2-5 已知系统的方框图如图 2-1 所示,求系统的传递函数。
第3页/共8页
sum=sum+i;i=i+1; end (2)条件转移语句 MATLAB 提供的条件语句是由 if 引导的,其格式为 if (条件式) 条件块语句组 end 练习 1-5 如果想对一个问题进行回答,而这个问题要求键入 y(表示是)或 n(表 示否)两个字符之一,否则将要求用户重新输入这样的字符,直至输入 y 或 n 为止。 解:要实现这样的功能,则可由下列的 while 循环程序来执行: %ex1_5.m ikey=0; while(ikey= =0) s1=input(‘Is the answer correct?[y/n]? ’,’s’); if(s1==’y’|s1==’n’) ikey=1; end end 5) MATLAB 的绘图功能 (1) 基本形式 MATLAB 最基本的绘图函数为 plot( )。 如果 y 是一个 n 维向量,那么 plot(y)绘制一个 y 元素和 y 元素排列序号 1,2,…, n 之间关系的线性坐标图。例如 >> y=[0 0.48 0.84 1 0.91 0.6 0.14]; plot(y) 如果 x 和 y 是两个等长向量, 那么 plot(x,y) 将绘制一条 x 和 y 的之间关系的线性坐 标图。例如 >>x=0:0.1:2*pi;y=sin(x);plot(x,y) (2) 多重线型 在同一图形中可以绘制多重线型,基本命令格式为 plot(x1,y1,选项 1,x2,y2,选项 2,…,xn,yn,选项 n) 以上命令可将 x1 对 y1,x2 对 y2,…,xn 对 yn 的图形绘制在一个图形中,而且分别采用 不同的颜色或线型。 练习 1-6 在同一坐标系下分别绘制正弦(点划线,红色,线宽 2 磅) 、余弦(圆圈 线,黑色,线宽 1.5 磅)两条曲线,并给出图例。 解:Matlab 程序为: %ex1_6
第7页/共8页
三、连续系统按环节离散化的数字仿真
1. 实验目的 (1)掌握典型环节的离散系数及其差分方程的 MATLAB 的实现; (2)掌握非线性系统的数字仿真方法及程序; (3)连续系统按环节离散化的数字仿真程序。 2. 实验设备 MATLAB6.1 系统教学软件及计算机一台。 3. 实验内容 练习 2-8 已知非线性系统如图 2-4 所示。
第2页/共8页
b1=3*a1.^2+a2+a3 b2=3*a1.^2-a2-a3 (2) 当以上函数文件 ex1_2.m 建立以后,在 Matlab 命令窗口中输入命令: >> x1=-2; x2=3; x3=1; [y1,y2]=ex1_2(x1,x2,x3) 回车显示结果。 2) MATLAB 的矩阵运算 在 MATLAT 下输入以下命令,看运行结果 >>A=[1, 2, 3; 4, 5, 6; 7, 8, 9] >>B=1+A,=A’ 3) MATLAB 的向量运算 在 MATLAT 下输入以下命令,看运行结果 >>x=[1 2 3]; y=[4 5 6]; >>z=x.*y 4) MATLAB 的控制命令 (1)MATLAB 中可以使用两种循环语句:for 语句和 while 语句。 for 语句的基本格式为 for 循环变量=表达式 1:表达式 3:表达式 2 循环语句组 end 练习 1-3 求 i 的值。
《计算机仿真技术与CAD》
实验指导书
太原理工大学现代科技学院
第1页/共8页
实验一 仿真软件—MATLAB
1. 实验目的 (1)掌握 MATLAB 的窗口命令和 m 文件的使用; (2)掌握 MATLAB 的矩阵运算; (3)掌握 MATLAB 的向量运算; (4)掌握 MATLAB 的控制命令; (5)掌握 MATLAB 的绘图功能; 2. 实验设备 MATLAB7.0 系统教学软件及计算机一台。 3. 实验内容 1) MATLAB 的窗口命令和 M 文件的使用 在 MATLAT 下输入以下命令,看运行结果 >>a=2.5; b=6; c=a*b, d=c+2 在 MATLAT 的 m 文件编辑器中编写以下文本文件和函数文件并以相应的名字保存, 然后在 MATLAB 下运行,看运行结果,并了解文本文件和函数文件的不同使用方法。 练习 1-1 利用 Matlab 的文本文件,求函数

r=10 + u1 s 0.5 s 0.1 x1 u2

1 s

x2 u3
2 s2

x3 u4
10 s 10
x4
y
图 2-3 图3-11 (1) 给出典型环节的参数矩阵 P (2) 给出连接矩阵 W、W0 和 Wc ; (3) 熟悉 MATLAB 仿真程序,求输出量 y 的动态响应曲线。
第4页/共8页
x=0:0.1:2*pi; plot(x,sin(x),’-.r ’,’linewidth’,2,x,cos(x),’0k’, ’linewidth’,1.5); legend(’sin(x)’,’cos(x)’,0); (3) 图形控制 练习 1-7 把图形窗口分割为 2 列 2 行,窗口左上角画一正弦曲线, y sin( 2t ) , t∈[0,2];窗口右上角画 3 条衰减的单边指数曲线 y e ,y e
G( s)
4( s 2)( s 2 6s 6) s( s 1) 3 ( s 3 3s 2 2s 5)
将其用 MATLAB 语句表示。 练习 2-2 设系统的状态空间表达式如下,将其用 MATLAB 语句表示。
0 (t ) 3 / 2 x 3 y (t ) 1 0 0 1
r=20.4 +
-
1.875 10 6 s 1.562 10 6 s 4 54 s 3 204 .2s 2 213 .8s 63.5
0.002
y
图3-5 图 2-2
试根据四阶龙格库塔法,熟悉 MATLAB 仿真程序,求输出量 y 的动态响应曲线。 练习 2-7 假设某一系统由四个典型环节组成,如图 2-3 所示。
相关文档
最新文档