MATLAB与系统仿真实验手册
MATLAB与系统仿真实验手册09改_4_5
实验四 函数文件设计一、实验目的及要求：1. 掌握函数文件的设计方法；2. 掌握函数文件的调用方法。
二、实验内容：1、阶乘函数的设计： 设计一个函数文件实现一个阶乘运算 n n n n y ⨯-⨯⨯⨯⨯==)1(321!)( ， 并设计程序调用该函数。
为保证函数的通用性，当输入负数或小数时，显示出错提示：disp('Input parameter must be a positive integer!') 提示：fix(x) 对零方向取整数 ceil(x) 对+∞方向取整数round(x) 四舍五入取整数2、非线性限幅函数的设计：为，a a x a a x a a x x y ⎪⎩⎪⎨⎧-<->≤=正整数并要求：对输入的一个数列]2,2[a a x -∈，以x 为横坐标，y 为纵坐标绘制红色实线，图形的x 轴范围限定在[x 最小值-1 x 最大值+1]，y 轴范围限定在[-1.5*a 1.5*a]，如下左图：（右图为利用Figure 窗口的功能进行添加，选做）三、实验报告要求：写出程序及上机的结果。
实验五 控制系统的分析与设计一、实验目的及要求：1. 掌握控制系统数学模型的基本描述方法。
2. 掌握控制系统频域与时域分析基本方法。
3. 掌握现代控制理论的基本设计方法。
二、实验内容：1、已知两个传递函数分别为：ss x G s x G +=+=22132)(,131)(①在MATLAB 中分别用传递函数、零极点、和状态空间法表示； ②在MATLAB 中分别求出通过反馈、串联、并联后得到的系统模型；2．已知两个单位负反馈系统中前向通道的传递函数分别为：s s s s x G s s s x G +++=+++=23221312)(,1312)(，①分别绘制开环系统的bode 图和nyquist 曲线； ②分别绘制闭环系统的根轨迹；③分别绘制闭环系统的阶跃响应曲线，分析静态误差； ④分别绘制闭环系统的单位斜坡输入响应曲线，分析静态误差。
《Matlab与控制系统仿真》实验指导书
机械与汽车工程学院《Matlab控制系统仿真》实验指导书学院班级姓名学号浙江科技学院机械与汽车工程学院制实验一 MATLAB语言基本命令1 实验目的1. 掌握科学计算的有关方法，熟悉MA TLAB语言及其在科学计算中的运用；2. 掌握MATLAB的命令运行方式和M文件运行方式；3. 掌握矩阵在MA TLAB中的运用。
2 实验器材计算机WinXP、Matlab7.0软件3 实验内容(1). 输入A=[7 1 5;2 5 6;3 1 5]，B=[1 1 1; 2 2 2;3 3 3]，在命令窗口中执行下列表达式，掌握其含义：A(2, 3) A(:,2) A(3,:) A(:,1:2:3)A(:,3).*B(:,2) A(:,3)*B(2,:) A*B A.*BA^2 A.^2 B/A B./A(2).输入C=1:2:20，则C（i）表示什么？其中i=1,2,3, (10)(3).查找已创建变量的信息，删除无用的变量；(4). 试用help命令理解下面程序各指令的含义：cleart =0:0.001:2*pi;subplot(2,2,1);polar(t, 1+cos(t))subplot(2,2,2);plot(cos(t).^3,sin(t).^3)subplot(2,2,3);polar(t,abs(sin(t).*cos(t)))subplot(2,2,4);polar(t,(cos(2*t)).^0.5)4 实验步骤：打开MA TLAB程序，将实验内容中的题目依次输入MATLAB中，运行得到并记录结果，最后再对所得结果进行验证。
5 实验报告要求记录实验数据,理解其含义实验二 MATLAB语言程序设计1 实验目的（1）掌握Matlab程序的编制环境和运行环境。
（2）掌握Matlab程序的编写方法。
（3）能编写基本的数据处理Matlab程序。
（4）能编写基本的数据可视化Matlab程序。
2 实验器材计算机WinXP、Matlab7.0软件3 实验内容(1) Matlab脚本文件编写和执行(2) Matlab 函数文件的编写和调用(3) nargm和nargout函数使用方法(4) 局部变量与全局变量使用4 实验步骤1、Matlab命令文件编写(1) 建立自己工作目录，如/Mywork。
MATLAB与控制系统仿真实验书
实验总要求1、封面必须注明实验名称、实验时间和实验地点，实验人员班级、学号（全号）和姓名等。
2、内容方面：注明实验所用设备、仪器及实验步骤方法；记录清楚实验所得的原始数据和图像，并按实验要求绘制相关图表、曲线或计算相关数据；认真分析所得实验结果，得出明确实验结论。
3、图形可以打印出来并剪贴上去，文字必须用标准试验纸手写。
实验一MATLAB绘图基础一、实验目的了解MATLAB常用命令和常见的内建函数使用。
熟悉矩阵基本运算以及点运算。
掌握MATLAB绘图的基本操作：向量初始化、向量基本运算、绘图命令plot,plot3,mesh,surf 使用、绘制多个图形的方法。
二、实验内容建立并执行M文件multi_plot.m，使之画出如图的曲线。
三、实验方法（参考程序）024681012Plot of y=sin(2x) and its derivative四、实验要求1. 分析给出的MA TLAB 参考程序，理解MA TLAB 程序设计的思维方法及其结构。
2. 添加或更改程序中的指令和参数，预想其效果并验证，并对各语句做出详细注释。
对不熟悉的指令可通过HELP 查看帮助文件了解其使用方法。
达到熟悉MA TLAB 画图操作的目的。
3. 总结MATLAB 中常用指令的作用及其调用格式。
五、实验思考1、实现同时画出多图还有其它方法，请思考怎样实现，并给出一种实现方法。
(参考程序如下)t=0:pi/100:4*pi;y1=sin(2*t);y2=2*cos(2*t);plot(t,y1,'-b');hold on; %保持原图plot(t,y2,'-g');grid onaxis([0 4*pi -2 2])title('Plot of y=sin(2x) and its derivative')Plot of y=sin(2x) and its deriv ativ e024681012024681012-2-1012xyPlot of y=sin(2x)024681012-2-1012xyPlot derivative of y=sin(2x);y=2cos(2x)t=0:pi/100:4*pi; y1=sin(2*t); y2=2*cos(2*t);024681012-2-1.5-1-0.500.511.52Plot of y=sin(2x) and its deriv ativ et=0:pi/100:4*pi; y1=sin(2*t); y2=2*cos(2*t); plot(t,y1,'r--'); hold on ;plot(t,y2,'-b'); grid onaxis([0 4*pi -2 2])title('Plot of y=sin(2x) and its derivative')2468101214Plot of y=sin(2x)xyPlot of y=sin(2x) and its deriv ativ exyt=0:pi/100:4*pi; y1=sin(2*t); y2=2*cos(2*t); plot(t,y1,'r--');title('Plot of y=sin(2x)'); xlabel('x'),ylabel('y'); figure(2) plot(t,y2,'-b');title('Plot of y=sin(2x) and its derivative') xlabel('x'),ylabel('y'); grid onaxis([0 4*pi -2 2])2、思考三维曲线（plot3）与曲面(mesh, surf)的用法，（1）绘制参数方程233,)3cos(,)3sin()(t z e t t y e t t t x t t ===--的三维曲线；t=0:pi/30:10*pi;plot3(t.^3.*sin(3.*t).*exp(-t),t.^3.*cos(3.*t).*exp(-t),t.^2);2（2）绘制二元函数xyy xe x x y xf z ----==22)2(),(2，在XOY 平面内选择一个区域(-3:0.1:3,-2:0.1:2)，然后绘制出其三维表面图形。
实验一指导书MATLAB在控制系统模型建立与仿真中应用
实验一MATLAB 在控制系统模型建立与仿真中地应用一、MATLAB 基本操作与使用1. 实验目地1)熟悉MATLAB工作环境平台及其各个窗口,掌握MATLAB 语言地基本规定,MATLAB图形绘制功能、M 文件程序设计.2) 学习使用MATLAB控制系统工具箱中线性控制系统传递函数模型地相关函数.2. 实验仪器PC计算机一台,MATLAB软件1套3. 实验内容1) MATLAB工作环境平台Command Window图1 在英文Windows 平台上地MATLAB6.5 MATLAB工作平台①命令窗口（Command Window）命令窗口是对 MATLAB 进行操作地主要载体,默认地情况下,启动MATLAB 时就会打开命令窗口,显示形式如图 1 所示.一般来说,MATLAB地所有函数和命令都可以在命令窗口中执行.掌握 MALAB 命令行操作是走入 MATLAB 世界地第一步.命令行操作实现了对程序设计而言简单而又重要地人机交互,通过对命令行操作,避免了编程序地麻烦,体现了MATLAB 所特有地灵活性.p1Ean。
在运行MATLAB后,当命令窗口为活动窗口时,将出现一个光标,光标地左侧还出现提示符“>>”,表示MATLAB正在等待执行命令.注意：每个命令行键入完后,都必须按回车键！DXDiT。
当需要处理相当繁琐地计算时,可能在一行之内无法写完表达式,可以换行表示,此时需要使用续行符“…”否则 MATLAB 将只计算一行地值,而不理会该行是否已输入完毕.使用续行符之后 MATLAB 会自动将前一行保留而不加以计算,并与下一行衔接,等待完整输入后再计算整个输入地结果.在 MATLAB 命令行操作中,有一些键盘按键可以提供特殊而方便地编辑操作.比如：“↑”可用于调出前一个命令行,“↓”可调出后一个命令行,避免了重新输入地麻烦.当然下面即将讲到地历史窗口也具有此功能.jLBHr。
②历史窗口（Command History）历史命令窗口是 MATLAB6 新增添地一个用户界面窗口,默认设置下历史命令窗口会保留自安装时起所有命令地历史记录,并标明使用时间,以方便使用者地查询.而且双击某一行命令,即在命令窗口中执行该命令.xHAQX。
《MATLAB与控制系统仿真》实验报告
《MATLAB与控制系统仿真》实验报告一、实验目的本实验旨在通过MATLAB软件进行控制系统的仿真，并通过仿真结果分析控制系统的性能。
二、实验器材1.计算机2.MATLAB软件三、实验内容1.搭建控制系统模型在MATLAB软件中，通过使用控制系统工具箱，我们可以搭建不同类型的控制系统模型。
本实验中我们选择了一个简单的比例控制系统模型。
2.设定输入信号我们需要为控制系统提供输入信号进行仿真。
在MATLAB中，我们可以使用信号工具箱来产生不同类型的信号。
本实验中，我们选择了一个阶跃信号作为输入信号。
3.运行仿真通过设置模型参数、输入信号以及仿真时间等相关参数后，我们可以运行仿真。
MATLAB会根据系统模型和输入信号产生输出信号，并显示在仿真界面上。
4.分析控制系统性能根据仿真结果，我们可以对控制系统的性能进行分析。
常见的性能指标包括系统的稳态误差、超调量、响应时间等。
四、实验步骤1. 打开MATLAB软件，并在命令窗口中输入“controlSystemDesigner”命令，打开控制系统工具箱。
2.在控制系统工具箱中选择比例控制器模型，并设置相应的增益参数。
3.在信号工具箱中选择阶跃信号，并设置相应的幅值和起始时间。
4.在仿真界面中设置仿真时间，并点击运行按钮，开始仿真。
5.根据仿真结果，分析控制系统的性能指标，并记录下相应的数值，并根据数值进行分析和讨论。
五、实验结果与分析根据运行仿真获得的结果，我们可以得到控制系统的输出信号曲线。
通过观察输出信号的稳态值、超调量、响应时间等性能指标，我们可以对控制系统的性能进行分析和评价。
六、实验总结通过本次实验，我们学习了如何使用MATLAB软件进行控制系统仿真，并提取控制系统的性能指标。
通过实验，我们可以更加直观地理解控制系统的工作原理，为控制系统设计和分析提供了重要的工具和思路。
七、实验心得通过本次实验，我深刻理解了控制系统仿真的重要性和必要性。
MATLAB软件提供了强大的仿真工具和功能，能够帮助我们更好地理解和分析控制系统的性能。
控制系统MATLAB仿真实验指导书.
1实验5. 控制理论仿真实验1 控制系统的建模一、实验目的1.学习在MATLAB 命令窗口建立系统模型的方法；2.学习如何在三种模型之间相互转换；3.学习如何用SIMULINK 仿真工具建模。
二、相关知识1.传递函数模型设连续系统的传递函数为：nn n n m m m m a s a s a s a b s b s b s b s den s num s G ++++++++==----11101110)()()( 设离散系统的传递函数为：n n n n m m m m a z a z a z a b z b z b z b z den z num z G ++++++++==----11101110)()()( 则在MATLAB 中，都可直接用分子/分母多项式系数构成的两个向量num 与den 构成的矢量组[num ,den ]表示系统，即num =],,,[10m b b b den =],,,[10n a a a建立控制系统的传递函数模型（对象）的函数为tf (),调用格式为：sys=tf (num ,den )sys=tf (num ,den ,Ts)sys=tf(othersys)sys=tf (num ,den )返回的变量sys 为连续系统的传递函数模型。
sys=tf (num ,den ,Ts)返回的变量sys 为离散系统的传递函数模型，Ts 为采样周期，当Ts=-1或Ts=[]时，系统的采样周期未定义。
sys=tf(othersys)将任意的控制系统对象转换成传递函数模型。
离散系统的传递函数的表达式还有一种表示为1-z 的形式（即DSP 形式），转换为DSP 形式的函数命令为filt()，调用格式为：sys=filt(num ,den )sys=filt(num ,den ,Ts)sys=filt(num ,den )函数用来建立一个采样时间未指定的DSP 形式传递函数。
sys=filt(num ,den ,Ts)函数用来建立一个采样时间为Ts 的DSP 形式传递函数。
MATLAB系统建模与仿真实验
MATLAB系统建模与仿真实验系统建模与仿真实验报告报告一：产生10中独立分布的随机数，并检验其一、二阶距的性质。
1、[0,1]区间的均匀分布采用乘同余法产生均匀分布在（0,1）之间的随机数。
乘同余法的递推公式为：1(mod )n n x x M λ+=一般情况下，323a λ=±，a 为整数，M 于计算机的字长有关，2m M =,m 为16或32，x 的初值为(1)21b x =+。
利用MATLAB 实现，代码如下：function u=undistribution(a,b,m);%乘同余法lam=8*a-3; M=pow2(m); x(1)=pow2(b)+1; for i=2:10000; y=lam*x(i-1); x(i)=mod(y,M); end u=x/M; end调用函数，并检验产生随机数的数字特性。
y=undistribution(3,2,32); hist(y,50); E=mean(y); D=var(y);title('0-1均匀分布直方图');text(0,-20,strcat('均值为',num2str(E)));text(0.77,-20,strcat('均值为',num2str(D)));00.10.20.30.40.50.60.70.80.910501001502002500-1均匀分布直方图均值为0.50227方差为0.0829332、标准正态分布高斯分布的概率密度函数：22()2()x u P x σ-=；首先利用前面产生均匀分布随机数的方法生成两组均匀分布的随机数u1,u2；利用公式：2)Z u π=，Z 服从高斯分布。
MATLAB 实现代码如下：u1=undistribution(3,2,32); u2=undistribution(2,3,32);z=sqrt(-2*log(u1)).*cos(2*pi*u2); hist(z,100); E=mean(z); D=var(z);title('标准正态分布直方图')text(-6,-40,strcat('均值为',num2str(E))); text(6,-40,strcat('方差为',num2str(D)));-6-4-202468050100150200250300350400450标准正态分布直方图均值为0.0081833方差为1.00253、指数分布指数分布的概率密度函数如下：,0()0,x e x P x λλ-?≥=??其它；首先利用前面产生均匀分布随机数的方法生成一组均匀分布的随机数u ；则数列1ln y u λ=-，为均值为λ，方差为2λ的指数分布随机数列。
MATLAB与控制系统仿真实验书-学生
实验总要求1、封面必须注明实验名称、实验时间和实验地点，实验人员班级、学号（全号）和姓名等。
2、内容方面：注明实验所用设备、仪器及实验步骤方法；记录清楚实验所得的原始数据和图像，并按实验要求绘制相关图表、曲线或计算相关数据；认真分析所得实验结果，得出明确实验结论。
3、图形可以打印出来并剪贴上去，文字必须用标准试验纸手写。
实验一MATLAB绘图基础一、实验目的了解MATLAB常用命令和常见的内建函数使用。
熟悉矩阵基本运算以及点运算。
掌握MATLAB绘图的基本操作：向量初始化、向量基本运算、绘图命令plot,plot3,mesh,surf 使用、绘制多个图形的方法。
二、实验内容建立并执行M文件multi_plot.m，使之画出如图的曲线。
三、实验方法（参考程序）四、实验要求1.分析给出的MA TLAB参考程序，理解MA TLAB程序设计的思维方法及其结构。
2.添加或更改程序中的指令和参数，预想其效果并验证，并对各语句做出详细注释。
对不熟悉的指令可通过HELP查看帮助文件了解其使用方法。
达到熟悉MA TLAB画图操作的目的。
3.总结MATLAB中常用指令的作用及其调用格式。
五、实验思考1、实现同时画出多图还有其它方法，请思考怎样实现，并给出一种实现方法。
(参考程序如下)%hold on;hold off命令2、思考三维曲线（plot3）与曲面(mesh, surf)的用法，（1）绘制参数方程233,)3cos(,)3sin()(t z e t t y e t t t x t t ===--的三维曲线；（2）绘制二元函数xyy x ex x y x f z ----==22)2(),(2，在XOY 平面内选择一个区域(-3:0.1:3,-2:0.1:2)，然后绘制出其三维表面图形。
(以下给出PLOT3和SURF 的示例)实验二：基于Simulink的控制系统仿真实验目的1．掌握MATLAB软件的Simulink平台的基本操作；2．能够利用Simulink平台研究PID控制器对系统的影响；3．掌握建立子系统的方法。
MATLAB与系统仿真实验手册
MATLAB与控制系统仿真实验指导书河北大学电子信息工程学院2006年9月目录实验一MATLAB基本操作与基本运算 (1)实验二M文件及数值积分仿真方法设计 (3)实验三MATLAB的图形绘制 (4)实验四函数文件设计和控制系统模型的描述 (6)实验五控制系统的分析与设计 (7)实验六连续系统离散化仿真方法设计 (8)实验七SIMULINK仿真 (9)实验八SIMULINK应用进阶 (10)附录MATLAB常用函数 (12)实验一MATLAB基本操作与基本运算一、实验目的及要求：1．熟悉MATLAB6.5的开发环境；2．掌握MATLAB6.5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。
二、实验内容：1.熟悉MATLAB6的开发环境：①MATLAB的各种窗口：命令窗口、命令历史窗口、启动平台窗口、工作空间窗口、当前路径窗口。
图1MATLAB界面窗口②路径的设置：建立自己的文件夹，加入到MATLAB路径中，并保存。
设置当前路径，以方便文件管理。
③改变命令窗口数据的显示格式>>format short>>format long然后键入特殊变量：pi （圆周率），比较显示结果。
2.掌握MATLAB 常用命令>>who %列出工作空间中变量>>whos %列出工作空间中变量，同时包括变量详细信息>>save test %将工作空间中变量存储到test.mat 文件中>>load test %从test.mat 文件中读取变量到工作空间中>>clear %清除工作空间中变量>>help 函数名%对所选函数的功能、调用格式及相关函数给出说明>>lookfor %查找具有某种功能的函数但却不知道该函数的准确名称如：lookfor Lyapunov 可列出与Lyapunov 有关的所有函数。
Matlab应用与系统仿真实验
《Matlab应用与系统仿真》实验指导书实编者：李春菊湖南工程学院电气信息学院电气工程教研室2008年8月实验一 MATLAB 基本操作一、实验目的1．熟悉MATLAB 实验环境，练习MATLAB 命令、m 文件操作。
2．利用MATLAB 编写程序进行矩阵运算、图形绘制、数据处理等。
二、实验原理MATLAB 环境是一种为数值计算、数据分析和图形显示服务的交互式的环境。
MATLAB有3种窗口，即：命令窗口（The Command Window ）、m-文件编辑窗口（The Edit Window ）和图形窗口（The Figure Window ）。
1．命令窗口（The Command Window ）当MA TLAB 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MA TLAB 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。
2．m-文件编辑窗口（The Edit Window ）我们可以用m-文件编辑窗口来产生新的m-文件，或者编辑已经存在的m-文件。
在MATLAB 主界面上选择菜单“File/New/M-file ”就打开了一个新的m-文件编辑窗口；选择菜单“File/Open ”就可以打开一个已经存在的m-文件，并且可以在这个窗口中编辑这个m-文件。
3．图形窗口（The Figure Window ）图形窗口用来显示MA TLAB 程序产生的图形。
图形可以是2维的、3维的数据图形，也可以是照片等。
MA TLAB 中矩阵运算、绘图等内容参见教材。
三、实验内容1 用MATLAB 可以识别的格式输入下面两个矩阵12332357135732391894A ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦144367823355422675342189543ii B i +⎡⎤⎢⎥+⎢⎥=⎢⎥+⎢⎥⎣⎦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。
控制系统仿真与工具(matlab)实验指导书
控制系统仿真与工具实验指导书目录实验一熟悉MATLAB语言工作环境和特点 (1)实验二图形绘制与修饰 (4)实验三系统的时间响应分析 (8)实验四系统的时间响应分析 (12)实验五SIMULINK仿真基础 (14)实验一熟悉MATLAB语言工作环境和特点一、实验目的通过实验使学生熟悉MA TLAB语言的工作环境，并了解MATLAB语言的特点，掌握其基本语法。
二、实验设备PC机MATLAB应用软件三、实验内容本实验从入门开始，使学生熟悉MA TLAB的工作环境，包括命令窗、图形窗和文字编辑器、工作空间的使用等。
1、命令窗（1）数据的输入打开MATLAB后进入的是MA TLAB的命令窗，命令窗是用户与MATLAB做人机对话的主要环境。
其操作提示符为“》”。
在此提示下可输入各种命令并显示出相应的结果，如键入：x1=sqrt(5),x2=1.35,y=3/x2显示结果为:x1=2.2361x2=1.3500y=2.2222上命令行中两式之间用逗号表示显示结果，若用分号，则只运行而不用显示运行结果。
如键入A=[1,2,3;4,5,6;7,8,9]，则显示为说明：●直接输入矩阵时，矩阵元素用空格或逗号分隔，矩阵行用分号相隔，整个矩阵放在方括号中。
注意：标点符号一定要在英文状态下输入。
●在MA TLAB中，不必事先对矩阵维数做任何说明，存储时自动配置。
●指令执行后，A被保存在工作空间中，以备后用。
除非用户用clear指令清除它，或对它重新赋值。
●MATLAB对大小写敏感。
（2）数据的显示在MA TLAB工作空间中显示数值结果时，遵循一定的规则，在缺省的情况下，当结果是整数，MATLAB将它作为整数显示；当结果是实数，MATLAB以小数点后4位的精度近似显示。
如果结果中的有效数字超出了这一范围，MATLAB以类似于计算器的计算方法来显示结果。
也可通过键入适当的MA TLAB命令来选择数值格式来取代缺省格式。
如键入format bank命令（数据格式显示命令，数据小数部分以两个十进制小数表示），若在前面键入的三个表达式前键入上述格式命令，则显示结果为：x1=2.24x2=1.35y=2.22前面显示的结果为默认显示结果，它的小数部分为四位数，还有format compact 它以紧凑格式显示结果，默认显示方式为稀疏格式。
MATLAB与系统仿真实验指导书
实验指导书（标准格式）《MATLAB与系统仿真》实验指导书课程编号：ME2121025课程名称：MATLAB与系统仿真适应专业：电气工程及其自动化课程类别：限选实验教学种类：上机课程总学时：30＋6实验学时：6执笔人：勾燕洁西安电子科技大学机电工程学院2006 年9 月目录实验一MA TLAB的基本使用及矩阵操作------------------- 3 实验二MA TLAB编程与图形处理---------------------------- 9 实验三MA TLAB中的数值运算与系统仿真---------------- 15实验一MA TLAB的基本使用及矩阵操作一、实验目的和要求熟悉MA TLAB的界面和基本操作，掌握矩阵的建立方法及各种运算。
1．熟悉MA TLAB软件的界面和帮助系统。
2．掌握MA TLAB软件中关于矩阵建立、矩阵初等变换以及矩阵算术、关系、逻辑运算的各种命令。
3．掌握MA TLAB软件中M函数和M文件的编写，以及程序结构与控制，学会编写一般程序。
二、实验内容1．启动与退出2．数、数组、矩阵的输入3．MA TLAB的基本命令4．矩阵大小的测试5．矩阵元素的操作6．特殊矩阵的产生7．矩阵的算术运算8．矩阵的关系运算9．矩阵的逻辑运算10．常用函数三、实验仪器、设备（软、硬件）及仪器使用说明PC机一台，注意正确开、关机及打开软件。
四、实验原理无五、实验方法与步骤1．启动与退出双击MA TLAB图标，进入MA TLAB命令窗口，即可输入命令，开始运算；观察各个窗口以及菜单；单击File菜单中的Exit，或使用MATLAB的Exit命令退出。
2．数、数组、矩阵的输入（1）数的输入>>a=25>>b=3-9i问题1.1：输入“>>a=25;”，结果有什么区别？（2）数组的输入>>c=[1,2,3,4;5,6,7,8]>>d=0:1:10>>e=linspace(1,11,6)问题1.2：体会以上输入方法有什么区别和联系？若A为在0～2 之间均匀分布的22个数据，B=(1.3,2.5,7.6,2,-3)，C=(23,20,17,14,11,8,5,2)，各用何种方法输入较简单？（3）矩阵的输入>>A=[1,2,3;4,5,6;7,8,9]问题1.3：输入“A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]”，结果相同吗？MA TLAB中对变量名有什么规定？3．MA TLAB的基本命令（1）变量的存储与调用>>save data a b c>>load data（2）MA TLAB命令编辑使用↑键和↓键查看或执行以前执行过的命令（3）显示格式设定>>d=1223.58>>format short e>>d>>format rat>>d（4）工作空间管理>>who a b>>whos>>workspace>>path>>clear %注意工作空间的变化（5）窗口清屏命令>>clc问题1.4：执行命令“clc”和“clear”结果有何不同？（6）联机求助>>help eig>>demo4．矩阵大小的测试（1）>>f=length(A)（2）>>[n,m]=size(A)（3）>>g=nidms(A)问题1.5：以上三个命令有什么区别？5．矩阵元素的操作>>A (1,:)>>A ([1,3],:)>>A (2:3,1:2)问题1.6：输入“A (2,3)”，结果任何，输入“A (6)”，结果相同吗？>>A ([1,3],:)=A ([3,1],:)>>A (2,:)=4>>A (find(A==4))=0>>A (3,:)=[]>>reshape (A,3,2)问题1.7：如何将A的第2列和第3列互换？输入“reshape (2,4)”能否得到正确结果？>>A (4,5)=2>>[A(1:3,2:4),A(2:4,1:3);A,A(:,2)]>>diag(A,1)>>tril(A,2)>>triu(A,2)>>flipud(A)>>fliplr(A)>>rot90(A)问题1.8：输入“rot90(A,2)”和“rot90(A,-2)”结果有区别吗？6．特殊矩阵的产生>>B=eye(5)>>C=ones(2,3)>>D=zeros(3,2)>>E=rand(2,5)>>randn(3,4)>>vander([2 3 9])问题1.9：产生一个在[10,20]内均匀分布的4阶随机矩阵。
基于MATLAB的系统仿真实验指导书
基于MATLAB的系统仿真实验实验指导书说明MATLAB是MATrix LABoratory的缩写，是一种基于矩阵的数学与工程计算系统，可以用作动态系统的建模与仿真。
研究系统的结构和参数的变化对系统性能的影响可利用MATLAB强大的计算和作图功能，因此本实验采用MATLAB仿真研究连续控制系统和离散控制系统的性能分析过程。
通过该实验提高学生对控制系统的分析与设计能力，加深对《自动控制原理》课程内容的理解。
该实验教学大纲中只安排了两个学时，本实验的内容比较多，要求同学们参考有关MATLAB应用的书籍利用课后时间完成。
同时可以将MATLAB用于习题的验证和课程的学习中。
仿真实验基于MATLAB 连续系统的仿真一、 实验目的在研究系统的结构和参数的变化对系统性能的影响时，采用解析和作图的方法比较麻烦，而且误差也大，用MATLAB 仿真实现则简单方便，精度高。
本实验采用MATLAB 实现控制系统的数学描述、控制系统的时域分析及根轨迹和频率特性分析。
通过该实验，加深学生对系统阶次，型号，参数与系统性能的关系的理解。
二、实验环境在计算机Windows 环境下安装好MATLAB6.3以上版本后，双击MATLAB 图标或成“开始”菜单打开MATLAB ，即可进入MATLAB 集成环境。
三、实验原理三、MATLAB 应用实例1．拉氏变换和反变换例 求22)(2++=t t t f 的拉氏变换 解键入 syms s t;ft=t^2+2*t+2; st=laplace(ft,t,s)运行结果为 st=2/s^3+2/s^2+2/s例 求)2)(34(6)(2++++=s s s s s F 的拉氏反变换 解键入 syms s t;Fs=(s+6)/(s^2+4*s+3)/(s+2); ft=ilaplace(Fs,s,t)运行结果为 ft=3/2*exp(-3*t)+5/2*exp(-t)-4*exp(-2*t)2。
MATLAB系统仿真实验报告一
MATLAB系统仿真实验报告（一实验一、MATLAB语言环境与基本运算一、实验目的及要求1．学习了解MATLAB语言环境2．练习MATLAB命令的基本操作3．练习MATLAB数值运算相关内容4．练习MATLAB符号运算相关内容5．撰写实验报告二、实验内容1．熟悉Matlab语言环境1)．学习了解MATLAB语言环境MATLAB语言操作界面(主界面的各个窗口)主界面：工具栏：状态栏：命令窗口：文件窗口：工作空间窗口：历史命令窗口：变量查询命令who, whosWho：列出当前存储器中的所有变量Whos：列出当前工作空间中的所有变量，包括与他们的维数、字节、类型有关的变量目录与目录结构目录，文件夹，文件搜索路径联机帮助2)．MATLAB基本操作命令demos，clc，clf，clear，contro-c(^c)，diary Demos：Clc：命令窗口清屏。
Clf：清楚当前图形。
清楚工作空间。
Control+c：复制选定区域到粘贴板。
Diary:用于记录MATLAB窗口的输入的命令和响应输出,diary off关闭记录，diary on打开记录。
2．Matlab数值运算与符号运算1)．MATLAB数值运算相关内容MATLAB变量及变量赋值变量名以字母开头，后接字母、数字或下划线的字符序列，最多63个字符。
变量名区分大小写，不可使用保留字。
变量赋值：变量名=表达式。
初等矩阵函数ones, zeros, eye, rand, randn, sizeOnes:生成常熟1构成的数组。
Zeros：零数组。
Eye：生成单位矩阵。
Rand：生成随机数和矩阵。
产生标准正态分布的随机数或矩阵的函数。
Size：求矩阵的维数。
矩阵的基本运算+ 加- 减* 乘^ 乘方‘共轭转置/或\ 矩阵相除./或.\ 数组相除矩阵的特征运算det, eig, rank, svdDet：求行列式。
Eig：求特征值和特征向量。
Rank：计算矩阵的秩。
控制系统仿真与工具(matlab)实验指导书精选全文
可编辑修改精选全文完整版控制系统仿真与工具实验指导书目录实验一熟悉MATLAB语言工作环境和特点 (1)实验二图形绘制与修饰 (4)实验三系统的时间响应分析 (8)实验四系统的时间响应分析 (12)实验五SIMULINK仿真基础 (14)实验一熟悉MATLAB语言工作环境和特点一、实验目的通过实验使学生熟悉MA TLAB语言的工作环境，并了解MATLAB语言的特点，掌握其基本语法。
二、实验设备PC机MATLAB应用软件三、实验内容本实验从入门开始，使学生熟悉MA TLAB的工作环境，包括命令窗、图形窗和文字编辑器、工作空间的使用等。
1、命令窗（1）数据的输入打开MATLAB后进入的是MA TLAB的命令窗，命令窗是用户与MATLAB做人机对话的主要环境。
其操作提示符为“》”。
在此提示下可输入各种命令并显示出相应的结果，如键入：x1=sqrt(5),x2=1.35,y=3/x2显示结果为:x1=2.2361x2=1.3500y=2.2222上命令行中两式之间用逗号表示显示结果，若用分号，则只运行而不用显示运行结果。
如键入A=[1,2,3;4,5,6;7,8,9]，则显示为说明：●直接输入矩阵时，矩阵元素用空格或逗号分隔，矩阵行用分号相隔，整个矩阵放在方括号中。
注意：标点符号一定要在英文状态下输入。
●在MA TLAB中，不必事先对矩阵维数做任何说明，存储时自动配置。
●指令执行后，A被保存在工作空间中，以备后用。
除非用户用clear指令清除它，或对它重新赋值。
●MATLAB对大小写敏感。
（2）数据的显示在MA TLAB工作空间中显示数值结果时，遵循一定的规则，在缺省的情况下，当结果是整数，MATLAB将它作为整数显示；当结果是实数，MATLAB以小数点后4位的精度近似显示。
如果结果中的有效数字超出了这一范围，MATLAB以类似于计算器的计算方法来显示结果。
也可通过键入适当的MA TLAB命令来选择数值格式来取代缺省格式。
基于MATLAB的系统仿真实验指导书
基于MATLAB的系统仿真实验实验指导书二○○八年三月说明MATLAB是MATrix LABoratory的缩写，是一种基于矩阵的数学与工程计算系统，可以用作动态系统的建模与仿真。
研究系统的结构和参数的变化对系统性能的影响可利用MATLAB强大的计算和作图功能，因此本实验采用MATLAB仿真研究连续控制系统和离散控制系统的性能分析过程。
通过该实验提高学生对控制系统的分析与设计能力，加深对《自动控制原理》课程内容的理解。
该实验教学大纲中只安排了两个学时，本实验的内容比较多，要求同学们参考有关MATLAB应用的书籍利用课后时间完成。
同时可以将MATLAB用于习题的验证和课程的学习中。
仿真实验基于MATLAB 连续系统的仿真一、 实验目的在研究系统的结构和参数的变化对系统性能的影响时，采用解析和作图的方法比较麻烦，而且误差也大，用MATLAB 仿真实现则简单方便，精度高。
本实验采用MATLAB 实现控制系统的数学描述、控制系统的时域分析及根轨迹和频率特性分析。
通过该实验，加深学生对系统阶次，型号，参数与系统性能的关系的理解。
二、实验环境在计算机Windows 环境下安装好MATLAB6.3以上版本后，双击MATLAB 图标或成“开始”菜单打开MATLAB ，即可进入MATLAB 集成环境。
三、实验原理三、MATLAB 应用实例1．拉氏变换和反变换例 求22)(2++=t t t f 的拉氏变换 解键入 syms s t;ft=t^2+2*t+2; st=laplace(ft,t,s)运行结果为 st=2/s^3+2/s^2+2/s例 求)2)(34(6)(2++++=s s s s s F 的拉氏反变换解键入 syms s t;Fs=(s+6)/(s^2+4*s+3)/(s+2); ft=ilaplace(Fs,s,t)运行结果为 ft=3/2*exp(-3*t)+5/2*exp(-t)-4*exp(-2*t)2。
基于matable的控制系统仿真试验指导书
实验一 基于Matlab 的控制系统模型一、 实验目的1. 熟悉Matlab 的使用环境，学习Matlab 软件的使用方法和编程方法2. 学习使用Matlab 进行各类数学变换运算的方法3. 学习使用Matlab 建立控制系统模型的方法二、 实验器材x86系列兼容型计算机，Matlab 软件三、 实验原理1. 香农采样定理对一个具有有限频谱的连续信号f(t)进行连续采样，当采样频率满足m ax 2ωω≥S 时，采样信号f*(t)2. 拉式变换和Z 变换使用Matlab 求函数的拉氏变换和Z 变换3. 控制系统模型的建立与转化传递函数模型：num=[b1,b2,…bm]，den=[a1,a2,…an]，nn nm m m b sa s ab sb sb dennum s G ++++++==-- 121121)(零极点增益模型：z=[z1,z2,……zm]，p=[p1,p2……pn]，k=[k]，)())(()())(()(2121n m p s p s p s z s z s z s k s G ------=四、实验步骤1.根据参考程序，验证采样定理、拉氏变换和Z变换、控制系统模型建立的方法2.观察记录输出的结果，与理论计算结果相比较3.自行选则相应的参数，熟悉上述的各指令的运用方法五、实验数据及结果分析记录输出的数据和图表并分析六、总结实验二基于Matlab的控制系统仿真一、实验目的1.学习使用Matlab的命令对控制系统进行仿真的方法2.学习使用Matlab中的Simulink工具箱进行系统仿真的方法二、实验器材x86系列兼容型计算机，Matlab软件三、实验原理1.控制系统命令行仿真二阶系统闭环传递函数为22222554.025)54.02(51)54.02(5)(+⨯⨯+=⨯⨯++⨯⨯+=s ss s s s s G ，请转换为离散系统脉冲传递函数并仿真，改变参数，观察不同的系统的仿真结果。
MATLAB与控制系统仿真实验指导书
《MATLAB与控制系统仿真》实验指导书（2011年第一版）西安邮电学院自动化学院2011年6月目录前言 (1)MATLAB语言实验项目 (3)实验一熟悉MATLAB集成环境与基础运算 (3)实验二 MATLAB的基本计算 (7)实验三 MATLAB图形系统 (9)实验四 MATLAB程序设计 (13)实验五 MATLAB函数文件 (15)实验六MATLAB数据处理与多项式计算 (17)实验七 SIMULINK仿真实验 (21)前言MATLAB 产品家族是美国 MathWorks公司开发的用于概念设计、算法开发、建模仿真、实时实现的理想的集成环境。
是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和SIMULINK两大部分。
MATLAB由于其完整的专业体系和先进的设计开发思路，使得 MATLAB 在多种领域都有广阔的应用空间，特别是在科学计算、建模仿真以及系统工程的设计开发上已经成为行业内的首选设计工具，它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
MATLAB软件工具在自动化专业、测控技术与仪器和电气工程及其自动化等专业的本科生学习中，经常用来计算、仿真和设计，尤其是MATLAB软件的仿真功能，能使学生对所学知识有更加深入的理解和分析。
《MATLAB与控制系统仿真》课程，和《自动控制原理》、《现代控制理论》、《数字信号处理》、《电力电子技术》等重要的专业课程相互支撑、相辅相成，同时也有利于学生完成课程设计和毕业设计等实践教学环节。
《MATLAB与控制系统仿真》自动化实验指导书
《MATLAB与控制系统仿真》实验指导书吉林化工学院信息与控制工程学院自动化专业目录实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算（一）实验二 MATLAB环境的熟悉与基本运算（二）实验三 MATLAB语言的程序设计实验四 MATLAB的图形绘制实验五基于SIMULINK的系统仿真实验六控制系统的频域与时域分析实验七控制系统PID校正器设计法实验八线性方程组求解及函数求极值实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算（一）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MA TLAB常用命令3.MATLAB变量与运算符3．1变量命名规则3．2 MATLAB的各种常用运算符表2 MA TLAB算术运算符表3 MATLAB关系运算符表4 MATLAB逻辑运算符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三、实验内容1、新建一个文件夹（自己的名字命名，在机器的最后一个盘符）2、启动MATLAB，将该文件夹添加到MATLAB路径管理器中。
3、学习使用help命令。
4、窗口命令● close● close all● clc● hold on● hold off了解其功能和作用，观察command window、command history和workspace等窗口的变化结果。
5、工作空间管理命令● who● whosclear6、随机生成一个2×6的矩阵，观察command window、command history和workspace等窗口的变化结果，实现矩阵左旋90°或右旋90°的功能。
7、求高阶方程的的根，求高阶多项式的值。
8、创建一个二维数组A（4×8）。
2021级《系统仿真与MATLAB语言》实验指导书
2021级《系统仿真与MATLAB语言》实验指导书系统仿真与matlab语言实验指导书韶关学院2021级自动化专业系统仿真与matlab语言实验说明1、所有同学必须出席实验课，按照定出顺序上机。
2、每次上机请登记在实验室记录本上，固定机位，一人一机。
3、本课程7次上机实验（其中前6次实验要提交纸质实验报告，第7次实验递交电子版实验报告）。
4、在机房内务必保持安静，不得大声喧哗，不得从事与实验无关事项，如打游戏、看电影等。
5、写好预习报告：针对实验内容建议用自己的语言详细的载明实验目的、实验原理，并针对实验内容预先搞好程序的撰写。
所有实验项目必须提早编写程序不写下复习报告严禁出席实验6、数据记录记录实验的原始数据，实验期间当场提交。
拒绝抄袭。
实验过程中要能回答我的提问。
7、实验内容总结所搞实验的内容提问有关思考题2021、9实验一matlab语言工作环境和基本操作一、实验目的：熟悉matlab的工作环境，学会使用matlab进行一些简单的运算。
二、实验内容：matlab的启动和退出，熟悉matlab的桌面（desktop），包括菜单空间(workspace)等；顺利完成一些基本的矩阵操作方式；自学采用在线协助系统。
三、实验步骤：1、启动matlab，熟识matlab的桌面。
2、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）未知x=3，y=4，在matlab中求z：x2y3z?2?x?y?(4)输入c=1:2:20，则c（i）表示什么？其中i=1,2,3,…,10；（5）掌握matlab常用命令>>who%列举工作空间中变量>>whos%列出工作空间中变量，同时包括变量详细信息>>savetest%将工作空间中变量存储到test.mat文件中>>loadtest%从test.mat文件中读取变量到工作空间中>>clear%清除工作空间中变量>>help函数名%对选好函数的功能、调用格式及有关函数得出表明>>lookfor%搜寻具备某种功能的函数但却不晓得该函数的精确名称例如：lookforlyapunov可以列举与lyapunov有关的所有函数。
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MATLAB与控制系统仿真实验指导书河北大学电子信息工程学院2006年9月目录实验一MATLAB基本操作与基本运算 (1)实验二M文件及数值积分仿真方法设计 (3)实验三MATLAB 的图形绘制 (4)实验四函数文件设计和控制系统模型的描述 (6)实验五控制系统的分析与设计 (7)实验六连续系统离散化仿真方法设计 (8)实验七SIMULINK 仿真 (9)实验八SIMULINK 应用进阶 (10)附录MATLAB常用函数 (12)实验一MATLAB基本操作与基本运算一、实验目的及要求：1．熟悉MATLAB6.5的开发环境；2．掌握MATLAB6.5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。
二、实验内容：1.熟悉MATLAB6的开发环境：①MATLAB的各种窗口：命令窗口、命令历史窗口、启动平台窗口、工作空间窗口、当前路径窗口。
图1 MA TLAB界面窗口②路径的设置：建立自己的文件夹，加入到MA TLAB路径中，并保存。
设置当前路径，以方便文件管理。
③改变命令窗口数据的显示格式>> format short>> format long然后键入特殊变量：pi （圆周率），比较显示结果。
2.掌握MATLAB 常用命令>> who %列出工作空间中变量>> whos %列出工作空间中变量，同时包括变量详细信息 >>save test %将工作空间中变量存储到test.mat 文件中 >>load test %从test.mat 文件中读取变量到工作空间中 >>clear %清除工作空间中变量>>help 函数名 %对所选函数的功能、调用格式及相关函数给出说明 >>lookfor %查找具有某种功能的函数但却不知道该函数的准确名称如： lookfor Lyapunov 可列出与Lyapunov 有关的所有函数。
3. 在MATLAB 的命令窗口计算:1) )2sin(π2) 5.4)4.05589(÷⨯+4. 设计M 文件计算: 已知求出： 1) a+ba-b a+b*5 a-b+I （单位阵）2) a*b a.*b a/b 3) a^2 a.^2注意：点运算 . 的功能，比较结果。
5. 设计M 文件计算:x=0:0.1:10当sum>1000时停止运算，并显示求和结果及计算次数。
三、实验报告要求：1）体会1、2的用法；2）对3、4、5写出程序及上机的结果。
⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=987654321a ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=300120101b )2(1002i i i x x sum -=∑=))(,(12h k x y h x f k m m ++=)(2)(211k k h x y y mm ++=+⎪⎩⎪⎨⎧))(,(1m m x y x f k =实验二 M 文件及数值积分仿真方法设计一、实验目的及要求：1. 掌握MA TLAB 程序设计方法，会编写M 文件；2. 掌握用数值积分方法对连续系统建立仿真模型的方法。
二、实验内容：M 文件设计：仿真时间0～1秒，计算步长h=0.1，初始值y(0)=1，对连续系统y x dxdy+= 采用以下方法建立仿真模型： ① 前向Euler: n n n h f y y +=+1② 后向Euler: ③ 梯形法： ④ 改进Euler:⑤ 经典RK4：⑥ Adams 法： ⑦ Milne 法：并与精确解x e x y x --=12)(的结果进行比较。
三、实验报告要求：写出程序及上机的结果（保存程序，以便下次实验使用）。
11+++=n n n hf y y ()112++++=n n n n f f hy y ()32115162312----+-+=n n n n n f f f hy y ()111143m m m m m hy y f f f +-+-=+++))(,(1m m x y x f k =)2,2(12k hy h x f k m m ++=()43211226k k k k hy y m m ++++=+⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧),(34h k y h x f k m m ++=)2,2(23k h y h x f k m m ++=实验三MATLAB 的图形绘制一、实验目的及要求：1.掌握MA TLAB 绘图的基本方法，熟悉各种绘图函数的使用；2.掌握图形的修饰方法和标注方法；3.了解MA TLAB 中图形窗口的操作。
二、实验内容：1、x=［－2π，2π］，y1=sinx、y2=cosx、y3=sin2x、y4=cos 2x①用MA TLAB语言分四个区域分别绘制的曲线，并且对图形标题及横纵坐标轴进行标注（如下图所示）。
图2 四分区绘制曲线②另建一个窗口，不分区，用不同颜色、线型绘出四条曲线，并标注图例注解。
图2 四分区绘制曲线图3 同一窗口绘制多条曲线③(选做)在图形窗口可利用Figure窗口菜单提供的功能进行操作，并保存成** .fig文件。
2、在实验二的基础上分别用分区域绘制和同一窗口绘制多条曲线的方法绘制7种算法和精确解的结果。
图4 仿真算法与精确解曲线分区域比较图5 仿真算法与精确解曲线同一窗口比较三、实验报告要求：写出1、①（对图形的修饰写出第一个子区域即可）和②的程序。
实验四 函数文件设计和控制系统模型的描述一、实验目的及要求：1. 掌握函数文件的设计方法；2. 掌握控制系统数学模型的基本描述方法。
二、实验内容：1、函数文件设计： 设计一个函数文件实现一个阶乘运算 n n n n y ⨯-⨯⨯⨯⨯==)1(321!)( ， 并设计程序调用该函数。
为保证函数的通用性，当输入负数或小数时，显示出错提示：disp('Input parameter must be a positive integer!') 提示：fix(x) 对零方向取整数 ceil(x) 对+∞方向取整数 round(x) 四舍五入取整数2、已知两个传递函数分别为：ss x G s x G +=+=22132)(,131)(①在MATLAB 中分别用传递函数、零极点、和状态空间法表示；②在MATLAB 中分别求出通过反馈、串联、并联后得到的系统模型；三、实验报告要求：写出程序及上机的结果。
实验五 控制系统的分析与设计一、实验目的及要求：1. 掌握控制系统频域与时域分析基本方法。
2. 了解现代控制理论的基本设计方法。
二、实验内容：1．已知两个单位负反馈系统中的开环传递函数分别为：s s s s x G s s s x G +++=+++=23221312)(,1312)(，①分别用传递函数、零极点、和状态空间法表示开环模型； ②分别绘制开环系统的bode 图和nyquist 曲线； ③分别绘制闭环系统的根轨迹；④分别绘制闭环系统的阶跃响应曲线，分析静态误差； ⑤分别绘制闭环系统的单位斜坡输入响应曲线，分析静态误差。
2．已知某单位负反馈系统的开环模型为：()xy u x x101111101101121=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡---=①判断能控性；②期望极点为p=(-1,-2,-3)； ③设计状态反馈K 进行极点配置；④分别绘制校正前后的根轨迹。
三、实验报告要求：写出程序及上机的结果，并对结果进行分析。
实验六 连续系统离散化仿真方法设计一、实验目的及要求：1. 掌握用替换法建立连续系统仿真模型的方法；2. 掌握用离散相似法建立连续系统仿真模型的方法。
二、实验内容：1、替换法建立连续系统仿真模型:①设连续系统传递函数为 351)()()(2++==S S s u s y s G ，用简单替换法求其Z 传递函数和差分方程（采样周期T=0.1s ）;② 若已知：输入作用为单位阶跃函数U(t)=1(t)，起始值y(0)=0、y(0.1)= 0.004251，仿真时间t=[0,10],在①的基础上设计程序求出响应结果Y(t)，并绘制响应曲线；并与控制系统step( )函数得出的响应结果比较。
2、离散相似法建立连续系统仿真模型:①若系统传递函数为52)()()(+==S s u s y s G ，当采用零阶保持器s e s G Tsh --=1)(，采样周期T=0.1S 时，用Z 域离散相似法求出系统的脉冲传递函数G(z)，并写出差分方程；② 若输入作用为斜坡函数U(t)=t ，仿真时间t=[0,10]，在①的基础上设计程序求出响应结果Y(t)，并绘制响应曲线；并与控制系统lsim( )函数得出的响应结果比较。
三、实验报告要求：写出用简单替换法和离散相似法建立差分方程的过程，并写出程序。
实验七 SIMULINK 仿真——单回路控制系统及PID 控制器参数整定一、实验目的及要求：1.熟悉SIMULINK 工作环境及特点；2.熟悉控制线性系统仿真常用基本模块的用法；3.掌握SIMULINK 的建模与仿真方法。
二、实验内容：用SIMULINK 建立被控对象的传递函数为11010)(23+++=s s s x G ，系统输入为单位阶跃，采用PID 控制器进行闭环调节。
①练习模块、连线的操作，并将仿真时间定为300 秒，其余用缺省值；②试用稳定边界法（过程控制P5工程整定法之一）设置出合适的PID 参数，得出满意的响应曲线。
③设计M 文件在一个窗口中绘制出系统输入和输出的曲线，并加图解。
三、实验报告要求：①阐述用SIMULINK 进行控制系统仿真的一般过程；②说明用工程整定法——稳定边界法整定PID 参数的过程。
实验八 SIMULINK 应用进阶——子系统封装及复杂系统仿真一、实验目的及要求：1. 掌握SIMULINK 子系统模块化和封装技术；2. 熟悉SIMULINK 对复杂控制系统仿真时常用的方法。
二、实验内容：1、用SIMULINK 建立系统：c bx ax y ++=3，x 为输入，y 为输出，c b a ,,为常数。
对该系统进行封装，要求通过对话框能修改c b a ,,的值。
图6 系统封装后的效果图2、在第一题的基础上，①加入实验四建立的阶乘函数，实现ax^3+bx+c+n!的运算；②将模型中的a 、b 、c 、n 表示为字母形式的变量名，设计M 文件在文件中为模型参数赋值，然后运行仿真模型；③在②中的M 文件中实现用命令行运行仿真模型，并用plot 语句绘曲线。
图7 SIMULINK仿真模型图三、实验报告要求：①SIMULINK仿真中进行封装的目的以及封装的步骤；②说明实验内容2的实现步骤和编制的M文件程序。
附录MATLAB常用函数1、常用矩阵函数2、常用特殊矩阵3、图形绘制和修饰（1）坐标轴调整axis([xmin xmax ymin ymax]) 图形的x轴范围限定在[xmin xmax]y轴范围限定在[ymin ymax]axis(‘控制字符串’）根据字符串控制图形set(gca,‘xtick’,标示向量)按照向量设置X坐标的刻度标示set(gca,’ytick’,标示向量) 按照向量设置Y坐标的刻度标示set(gca,‘xticklabel’，‘字符串|字符串…')按字符串设置X坐标的刻度标示set(gca,'yticklabel’，‘字符串|字符串…')按字符串设置Y坐标的刻度标示（2）文字标示title(‘字符串’) 图形标题xlabel(‘字符串’) x轴标注ylabel(‘字符串’)y轴标注text(x,y,‘字符串’) 在坐标处标注说明文字gtext(‘字符串’) 用鼠标在特定处标注说明文字（3）网格控制grid on 在所画的图形中添加网格线grid off在所画的图形中去掉网格线（4）图例注解legend(‘字符串1’,‘字符串2’,…,参数)为区分各条曲线以字符串进行注解说明，参数确定注解在图形中的位置。