MATLAB控制系统仿真实验报告

清华大学自动化工程学院

实验报告

课程：控制系统仿真

专业自动化班级 122

姓名学号

指导教师：

时间： 2015 年 10 月 19 日— 10 月 28 日

目录

实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算 (1)

实验二 MATLAB语言的程序设计 (6)

实验三 MATLAB的图形绘制 (9)

实验四采用SIMULINK的系统仿真 (14)

实验五控制系统的频域与时域分析 (17)

实验六控制系统PID校正器设计法 (23)

实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算

一、实验时间及地点：

实验时间：上午8:30—9:30

实验地点：计算中心

二、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

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，将该文件夹添加到MATLAB路径管理器中。

3、保存，关闭对话框

4、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）

5、学习使用clc、clear，观察command window、command history和workspace 等窗口的变化结果。

6、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MATLAB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。

注意：每一次M-file的修改后，都要存盘。

练习A：

（1）help rand，然后随机生成一个2×6的数组，观察command window、command history和workspace等窗口的变化结果

（2）学习使用clc、clear，了解其功能和作用

（3）输入一个2维数值数组，体会标点符号的作用（空格和逗号的作用）。

（4）一维数组的创建和寻访，创建一个一维数组（1×8）X，查询X数组的第2个元素，查询X数组的第3个元素到第6个元素，查询X数组的第5个

元素到最后一个元素，查询X数组的第3、2、1个元素，查询X数组中≤5元

素，将X数组的第2个元素重新赋值为111，实例expm1。

（5）二维数组的创建和寻访，创建一个二维数组（4×8）A，查询数组A 第2行、第3列的元素，查询数组A第2行的所有元素，查询数组A第6列的

所有元素，查询数组A按列拉长形成新的数组B(1×8)，查询数组A按行拉长

形成新的数组C(1×8)，以全元素赋值的方式对数组A赋值。

（6）两种运算指令形式和实质内涵的比较。设有3个二维数组A2×4，B2×4，C2×2，写出所有由2个数组参与的合法的数组运算和矩阵指令

（7）学习使用表8列的常用函数（通过help方法）

（8） 学习使用表9数组操作函数

（9） 学习字符串的创建，a='This is an example.'

串数组的大小size(a)

串数组的元素标识a14=a(1:4) ra=a(end:-1:1)

对字符串ASCLL 码的数组操作

w=find(a>='a'&a<='z');

ascii_a(w)=ascii_a(w)-32;%英文大小写字母ASCLL 值差32（小-32=大）

char(ascii_a)

练习B

（10） 创建符号对象与函数命令sym （）、syms （）与 class （）的熟

悉和运用。有符号表达式：

kp cky bpx bcxy apx y acx e +++++=221,p cy e +=2 试计算?21=e e 与?\21=e e

四、实验操作过程（实验说明）

>>help rand %用help 指令学习rand 的用法

rand - Uniformly distributed pseudorandom numbers

This MATLAB function returns a pseudorandom scalar drawn from the standard

uniform distribution on the open interval (0,1).

r = rand

r = rand(n)

r = rand(sz1,...,szN)

r = rand(sz)

r = rand(classname)

r = rand(n,classname)

r = rand(sz1,...,szN,classname)

r = rand(sz,classname)

r = rand('like',p)

r = rand(n,'like',p)

r = rand(sz1,...,szN,'like',p)

r = rand(sz,'like',p)

>> rand(2,6) %随机生成一个2×6的数组

ans =

>> clear %清除命令窗口

>> [1 2;3 4] %输入一个二维数组

ans =

1 2

3 4

>> [1,2;3,4] %将空格改为逗号效果一致

ans =

1 2

3 4

>> a=[1 2 3 4;5 6 7 8];

>> b=a(2:2,3:4) %逗号前面是行，后面是列，冒号前后的数表示所选范围

b =

7 8

>> eye(3) %产生单位矩阵

ans =

1 0 0

0 1 0

0 0 1