计算机仿真专业技术作业与实验指导书材2016(1)

微波专题实训专周报告姓名：班级：学号：系别：专业：心得体会在本次仿真专周中我学会了使用serenade 8.7，一开始我们就遇到了问题，那就是这个软件不会安装，我记得从别的同学那里拷贝到这个软件之后，我安装了好几遍，但都没有把软件安好。

最后，我问了一下10651班的同学之后，才安装成功。

本次仿真专周不但要求我们对软件要熟悉，更要求我们有一定的微波电路的基础，尤其是对传输线理论知识的熟悉、像阻抗变换器和单支节匹配器都是学习的重点。

通过本次仿真专周的实习，我更清楚我们应该掌握的知识，也跟进一步的加深了对传输线理论知识的理解。

通过这次专周的实习使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能提高自己的实际动手能力和独立思考能力，同时在实习的过程中可以发现自己的不足，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。

微波技术仿真专题报告(一)实习目的1.熟悉和了解微波电路仿真与设计软件“Serenade 7.8”的基本功能与基本操作2.利用微波电路设计仿真软件“Serenade 7.8”以及阻抗圆图实现对实阻抗和复数负载阻抗的匹配设计3. 利用微波电路设计仿真软件“serenade sv”和阻抗圆图实现对纯电阻及复数负载阻抗的匹配设计，熟悉并掌握不同的阻抗匹配方法，观察匹配过程中传输线输入阻抗在阻抗圆图上的变化轨迹。

(二)实习要求1.采用/4λ阻抗变换器对一个实阻负载进行匹配并在圆图上表示出来2.采用/4λ阻抗变换器对一个复数负载进行匹配并在圆图上表示出来3.采用单支节匹配器对一个复数负载进行匹配并在圆图上表示出来4.根据自己学号（10）自建一个模型5.采用单支节匹配器对一个复数负载进行匹配并在圆图上表示出来(三)实习内容及过程1.采用/4λ阻抗变换器对一个实阻负载进行匹配A.匹配原理：利用传输线输入阻抗的/4λ变换性。

设主传输线特性阻抗为Z01，当终端负载阻抗Zl 为纯电阻（R），在特性阻抗为Z的主传输线和终端负载Zl之间插入一段特性阻抗为Z02,长度为/4λ的传输线，其输入阻抗为Z in=Z202/ R要使反射系数为0，则根据负载阻抗匹配有Zin = Z01，可得到Z02的值：0210Z Z Z= B.相关参数：负载LZ=50Ω, 频率：2.4GHz,H：0.254mm,HU:5mm、介电常数：2.22特性阻抗Z01=50ΩC．实验步骤：（1）.打开“Serenade 8.7”软件，建立一个新的文件，连接负载、微带传输线和微波端口以及信号源；在主菜单Analysis中点击Analysis….，连接好的原（1-1）（2）. 在主菜单Reports中点击Quick Reports进行分析得到如下图（1-2）所示的史密斯原图(1-2)（注意此时的匹配点是通过对阻抗原图观察后通过主菜单Analysis中tune…找到的）2.当负载为复数阻抗时，首先要找到传输线上输入阻抗为纯电阻的参考面，然后在加入/4λ变换器，输入阻抗为纯电阻的参考面只可能为波节点或波腹点。

计算机仿真技术实验指导书1计算机仿真技术实验指导书MATLAB是一种交互式的以矩阵为基本数据结构的系统。

在生成矩阵对象时，不要求明确的维数说明。

所谓交互式，是指MATLAB的草稿纸编程环境。

与C语言或FORTRON语言作科学数值计算的程序设计相比较，利用MATLAB可节省大量的编程时间。

本实验指导书主要讨论四个实验。

实验一信号与系统的时域分析以及信号合成与分解1. 实验目的(1) 连续时间信号的向量表示法和符号运算表示法，典型离散信号表示；(2) 连续信号和离散信号的时域运算与时域变换；(3) 连续系统和离散系统的卷积，以及冲激响应、阶跃响应、单位响应、零状态响应；(4) 周期信号的傅立叶级数分解与综合（以周期方波为例）；2. 实验原理与方法(1) 信号在MA TLAB中的表示方法MATLAB用两种方法来表示连续信号，一种是用向量的方法来表示信号，另一种则是符号运算的方法来表示信号。

用适当的MATLAB语句表示出信号后，就可以利用MATLAB的绘图命令绘制出直观的信号时域波形。

向量表示法表示信号的方法是：MATLAB用一个向量表示连续信号的时间范围，另一个向量表示连续信号在该时间范围内的对应样值。

如下列代码p=0.001;t=-pi:p:pi;f=1+cos(t);plot(t,f)title('f(t)=1+cos(t)')xlabel('t')axis([-pi,pi,-0.2,2.4])执行后即可绘制连续信号1+cos(t)的时域波形。

借助于符号运算以及符号绘图函数ezplot，也可以绘制连续信号时域波形。

如下列代码syms tf=sym('1+cos(t)') %定义符号表达式ezplot(f,[-pi,pi]) %绘制符号表达式波形set(gcf,'color','w') %设置当前图形背景颜色为白色执行后即可绘制连续信号1+cos(t)的时域波形。

计算机仿真技术实验报告—实验1转速反馈单闭环直流调速系统仿真班级：学号：姓名：指导教师：任课教师：实验日期：一、实验目的1.通过改变仿真算法，观察效果（运算时间、精度等）；2.通过不同控制参数下的转速波形，比较静差率、超调量、响应时间和抗扰性等相关参数，得到合适的控制参数。

二、实验内容直流电机模型框图如下图所示，仿真参数为R=0.6，T l=0.00833，T m=0.045，Ce=0.1925。

本次仿真采用算法为ode45，仿真时间5s。

图1 直流电机模型1、开环仿真：用simulink实现上述直流电机模型，直流电压U d0取220V，0~2.5s，电机空载，即I d=0；2.5s~5s，电机满载，即I d=55A。

画出转速n的波形，根据仿真结果求出空载和负载时的转速n以及静差率s。

改变仿真算法，观察效果（运算时间、精度等）。

2、闭环仿真：在上述仿真基础上，添加转速闭环控制器，转速指令为1130rpm，0~2.5s，电机空载，即I d=0；2.5s~5s，电机满载，即I d=55A。

(1)控制器为比例环节：试取不同k p值，画出转速波形，求稳态时n和s并进行比较。

(2)控制器为比例积分环节，设计恰当的k p和k I值，并与其它不同的k p和k I值比较，画出不同控制参数下的转速波形，比较静差率、超调量、响应时间和抗扰性。

图2 转速闭环直流电机调速控制框图三、实验步骤1.开环仿真：（1）实验建模及各环节参数设置：按照直流电机模型图建立电机模型，其中Ud0设置为常数，并幅值设置为220。

把Id设置为阶跃信号，变化时间点设置为2.5s，变化前其幅值设置为0，而变化后其幅值设置为55，对于各个传递函数按照题目中给出的参数进行设置。

最后，在输出处接上一个示波器，观察输出波形。

如下图：（2）实验仿真参数设置：设置仿真时间结束时间为5s，算法为ode45，仿真最大步长设置为1e-2。

（3）运行仿真。

2.闭环仿真：（1）实验建模及各环节参数设置：在开环设置的基础上，将Ud0去掉，增加PID调节器以及常数n，并设置常数n为1130。

中南林业科技大学物流学院实验报告书（实验）课程名称计算机仿真技术学生姓名：学号：指导教师：实验地点：实验时间：中南林业科技大学森林工程教研室制表前言计算机仿真技术实验习题中总共六组实验，要求同学课前认真预习，独立完成实验。

作完相应的实验后，将matlab/simulink相应的程序文档、运行过程和运行结果填到题目下方的空白处。

第一节上机初步掌握save和load命令的使用；熟悉文件管理命令；学会设置路径方法.第1题：题目：输入变量a＝5.3，b＝［1 2；3 4］，在工作空间中使用who,whos,exist,clear 命令，并用save命令将变量存入“D:\exe0101.mat”文件.程序文档、运行过程和运行结果：第2题：题目：使用文件管理命令dir,matlabroot,what,type,which查看“..\matlab”目录下的文件信息.程序文档、运行过程和运行结果：第3题:题目：学习设置MATLAB搜索路径的方法,将“D：\exe”目录添加到搜索路径中。

第二节矩阵操作熟练掌握MATLAB变量、矩阵的创建、运算等操作；熟悉多项式运算。

第1题：题目：输入矩阵A＝［1，2，3；4，5，6；7，8，9］使用全下标方式取出元素“3”，使用单下标方式取出元素“8”，取出后两行子矩阵块，使用逻辑矩阵方式取出［1 3；7 9］。

写出程序文档、运行过程和运行结果：第2题：题目：输入A 为3×3的魔方阵，B 为3×3的单位阵，由小矩阵组成3×6的大矩阵C 和6×3的大矩阵D ，将D 矩阵的最后一行构成小矩阵E 。

写出程序文档、运行过程和运行结果：第3题：题目：求解方程组123412412341234232836877225x x x x x x x x x x x x x x x -++=⎧⎫⎪⎪++=⎪⎪⎨⎬-++=⎪⎪⎪⎪+-+=⎩⎭写出程序文档、运行过程和运行结果：第4题：题目：计算函数()()2sin 4t f t t -=的值，其中t 的范围从0到2π步长取0.1π；z 为0.707；f1（t ）为f （t ）＞＝0的部分，计算f1（t ）的值。

《计算机仿真技术》课程设计指导书一、设计目的本课程设计是用实验的方法帮助学生更好地熟悉和掌握计算机仿真的基本原理和方法；通过综合应用所学知识，实现一些智能优化算法的经典方法，以及智能优化算法的基本应用；同时提高学生编写实验报告、总结实验结果的能力；使学生对计算机仿真和智能优化算法的相关理论和方法有更深刻的认识。

二、设计题目与设计内容1. 用遗传算法求解TSP问题TSP问题是一个典型的组合优化问题，遗传算法在求解这类问题上具有很好的表现。

学生必需自己设计染色体的编码和适应度函数的定义，在此基础上实现最优解的搜索。

设计要求如下：(1)能输入城市的数目；(2)实现寻优过程的动态演示；(3)合理设计交叉变异算子，避免出现非法路线；(4)能对选择、交叉和变异等的概率进行设置；(5)能显示历代最优、最差和平均解的统计图。

2. 差异进化算法求解约束优化问题约束优化问题是工程和科学领域经常会遇到的一类优化问题。

差异进化算法已被广泛应用于求解这类问题。

约束优化问题的任务是在可行域内找到指定目标函数的最优解。

学生要求设计惩罚函数和优化算法中的算子。

具体设计要求如下：(1)用惩罚函数处理约束优化问题中的约束条件；(2)用差异进化算法完成求解；(3)对结果进行分析，并发现算法可能存在的问题，并对算法进行改进；(4)对算法中存在的参数进行敏感性分析；(5)给出不同搜索算法的对比结果。

3. 粒子群优化算法求解多目标优化问题现实生活中的优化问题大都存在多个目标，因而研究多目标优化问题的求解具有十分重要的理论与实际意义。

多目标优化问题的最优解一般为无穷多个。

粒子群优化算法是模拟鸟群寻找食物而产生的一种智能优化算法。

学生要求利用粒子群优化算法求解多目标优化问题。

设计要求如下：(1)深刻理解多目标优化问题的求解思路；(2)设计多目标优化问题的适应值函数；(3)设计粒子群优化的进化算子；(4)利用粒子群优化算法求解多目标优化问题；(5)分析算法中参数的敏感性并进行试验比较。

《计算机仿真》实验指导书陕西科技大学造纸工程学院过程装备与控制系前言《计算机仿真技术》课程的教学内容为MATLAB软件的基本编程与应用操作，由于该软件功能太多，使用范围和涉及的应用领域较广，是一门实用性很强的专业技术课程，要使学生学习好本门课，除在课堂上做基本应用方法的学习外，还必须有针对性的学习与专业理论知识相关的应用方法，由于该课程的特殊性，要求学生边学习边上机操作和练习，通过具体的专业问题来掌握和熟练该软件的基本使用方法，所以上机实验是必不可少的一个掌握软件操作方法的重要学习环节。

MATLAB软件是一种进行科学与工程计算的交互式程序语言，能够方便地进行矩阵运算及控制和信息处理领域的分析计算，它是用于自动控制系统分析设计、系统辨识和信号处理的仿真工具。

为了使自动化专业与电气工程与自动化专业的学生更好的掌握计算机仿真技术，根据教学要求，我们特编写了《计算机仿真技术》实验指导书，与理论课程的教学配套使用。

根据我校《计算机仿真技术》课程教学大纲的要求，在学生学习完相关课程并对所学的基本知识有了初步的了解后，再经过实验训练，掌握所学理论的实际应用方法，为今后从事自动控制领域的相关工作打下扎实的基础。

本实验指导书是根据学校教学大纲要求掌握的内容编写的,有实验项目十个，任课老师可根据各专业的教学大纲以及教学计划的安排，选做部分或全部的实验项目。

本实验指导书可供过程装备与控制专业、自动化专业和电气工程与自动化专业的学生使用。

本实验指导书在编写过程中，由于水平有限，不足与失误在所难免，将在使用中不断进行补充与修改，更希望得到宝贵意见和建议。

陕西科技大学造纸学院过程装备与控制系目录实验一M a t l a b环境语法及数学运算 (2)实验二M a t l a b数值运算与绘图 (3)实验三M a t l a b基本编程方法 (4)实验四控制系统仿真（一） (8)实验五控制系统仿真（二） (8)实验六S I M U L I N K仿真 (10)实验七三相桥式全控整流仿真实验 (13)实验八P W M脉宽调制电路的仿真实验 (13)实验九单闭环直流调速系统的MATLAB仿真 (14)实验十双闭环直流调速系统的MATLAB仿真 (15)实验一 Matlab环境语法及数学运算（验证性实验）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、基本运算方法；3、熟悉 Matlab 绘图命令及基本绘图控制。

计算机仿真技术实验报告今天我要给大家讲一讲我做的计算机仿真技术实验。

这个实验可有趣啦，就像玩一场超级神奇的游戏。

我做这个实验的目的呢，就是想看看计算机怎么能像变魔术一样模拟出真实的东西。

我用到的工具就是学校电脑室里的电脑，那电脑的屏幕大大的，闪着光，好像在等着我去探索它的秘密。

实验开始的时候，我打开了一个专门做仿真的软件。

这个软件的界面花花绿绿的，有好多小图标。

我点了一个看起来像小房子的图标，屏幕上就出现了一个简单的小房子模型。

这个小房子就像我们用积木搭起来的一样，方方正正的，还有个三角形的屋顶。

我可以用鼠标拖着它转来转去，从各个角度看这个小房子，就像我真的围着小房子在走一样。

然后呢，我想让这个小房子变得更像真的。

我就在软件里找到了一个可以给小房子加颜色的功能。

我给房子的墙涂成了白色，就像我们家的房子一样。

屋顶呢，我涂成了红色，就像圣诞老人的帽子。

这时候的小房子看起来漂亮多了，就像从童话里走出来的一样。

接着，我又想给小房子周围加点东西。

我就在软件里找啊找，发现了可以加树的工具。

我在小房子前面加了几棵大树，那些大树有粗粗的树干和绿绿的树叶。

我还在树下加了一些小花，五颜六色的小花在风中好像还会轻轻晃动呢。

现在小房子看起来就像是住在森林里的小木屋，感觉特别温馨。

在这个实验里，我还发现了一些特别有趣的事情。

比如说，我可以让太阳在小房子的上空移动。

当太阳慢慢升起的时候，阳光洒在小房子和树上，小房子和树的影子就会慢慢变短。

当太阳慢慢落下的时候，影子又会变长。

这就像我们在外面玩的时候，早上和傍晚影子长长的，中午影子短短的一样。

我还能让天空中的云动起来。

我加了一些白白的云，那些云就像棉花糖一样。

我让风一吹，云就慢慢地飘走了，有的云还会变成各种形状，像小兔子，像小绵羊。

这个计算机仿真技术实验真的太好玩了。

它就像一个魔法世界，我可以在这个世界里创造出我想要的东西。

通过这个实验，我也明白了计算机好厉害呀，它能做出这么像真的东西。

计算机仿真实验指导书计算机仿真实验指导书主编：范为幅中原工学院电子信息学院二 0 一二年十月前言《计算机仿真》课程是近几十年发展的一门综合性技术学科，尤其对自动控制系统进行分析设计和综合研究提供了先进的手段，这门课程涉及到计算机原理、数值分析、自动控制理论以及控制系统设计等诸方面的内容，是一门综合性与实践性较强的专业课。

由于本门课程是一门综合性实验学科，具有很强的实验性的特点，在教学过程中应特别注意加强实验环节，配合课堂教学的进程，加强理论与实践紧密结合，学以致用。

为此我们编写了计算机仿真实验指导书，作为上机实验参考。

《计算机仿真》实验包括六个上机实验，供我院自动化类专业教学选用。

实验内容包括：面向系统结构图的仿真程序调试、初试MATLAB、基于MATLAB的系统时域分析、系统的根轨迹与频域分析、SIMULINK设计、基于MATLAB的系统分析与设计。

本书由范为福老师编写，王东云、王小雷、张谦老师审核。

1目录第一章概述……………………………………………………………………3 第二章实验要求及注意事项…………………………………………………4 第三章实验项目………………………………………………………………5 实验一面向系统结构图的仿真程序调试……………………………………5 实验二初试MATLAB ……………………………………………………………9 实验三基于MATLAB的系统时域分析…………………………………………12 实验四系统的根轨迹与频域分析……………………………………………15 实验五 SIMULINK设计…………………………………………………………13 实验六基于MATLAB的系统分析与设计………………………………………13 第四章上机实验涉及的程序清单及常用命令函数..............................16 第五章参考文献 (22)2第一章概述控制系统的计算机仿真是分析、研究、设计自动控制系统的一种快速而经济的辅助手段，同时它还是控制系统教育和训练的一种有效方法，是从事自动控制研究与工程设计技术人员必须掌握的一门技术,因而在自动控制领域中已得到广泛的重视与应用。

计算机仿真技术实验报告1. 引言计算机仿真技术是一种基于计算机模型的虚拟实验手段，通过对真实系统的建模和仿真运行，可以模拟系统在不同条件下的行为和性能，从而实现系统优化、预测和决策支持等目的。

本实验旨在通过一个简单的例子，介绍计算机仿真技术的基本原理和应用。

2. 实验目的掌握计算机仿真技术的基本原理和方法，通过实际操作了解模型建立、参数设置和结果分析等相关内容。

3. 实验过程3.1 模型建立选择一个适合的仿真软件，如Arena、Simulink等，并根据实际需要，在软件中建立相应的仿真模型。

模型的建立包括确定系统的输入、输出、变量和参数，并定义其关系和约束条件。

3.2 参数设置为了保证仿真结果的准确性和可靠性，需要对模型中的参数进行设置。

根据实际情况，选择合适的参数值，并考虑不同参数对仿真结果的影响。

3.3 仿真运行设置好参数后，可以运行仿真程序，观察系统在不同条件下的运行情况。

可以通过改变输入、输出、变量和参数等相关参数，来模拟不同的系统行为。

3.4 结果分析根据仿真运行的结果，进行相应的数据分析和结果评估。

可以通过绘制柱状图、折线图、散点图等，直观地展示系统的性能和行为。

4. 实验结果与讨论根据实际情况，展示实验的结果，并进行相应的讨论。

可以比较不同参数下的仿真结果，分析其差异和影响因素。

在讨论时，可以考虑系统的稳定性、效率、安全性等方面。

5. 实验结论通过本次实验，我们深入了解了计算机仿真技术的基本原理和方法，并通过实际操作，掌握了模型建立、参数设置和结果分析等相关技能。

计算机仿真技术具有广泛的应用领域，包括交通运输、物流管理、生产调度、风险评估等，可以帮助我们理解和优化现实系统的运行和性能。

6. 参考文献[1] Robert, J. (2007). Simulation Modeling and Analysis. Boston: McGraw-Hill.[2] Banks, J., Carson, J., Nelson, B. L., & Nicol, D. M. (2000). Discrete-Event System Simulation. New Jersey: Prentice Hall.7. 致谢感谢实验指导教师对本次实验的支持和指导，也感谢实验中的所有参与人员的付出和帮助。

PROTEUS-8086实验指导书编者段绪红、李德智、李崇维电气工程专业实验中心2016年9月目录PROTEUS的操作 (1)PROTEUS简介 (1)实验原理 (1)新建工程 (2)编译工程 (4)原理图绘制 (6)仿真调试技巧 (13)8086软件部分实验 (18)实验一系统认识实验 (18)实验二循环程序设计 (20)实验三分支程序设计 (23)实验四数码转换实验 (26)实验五子程序设计 (30)8086硬件部分实验 (33)实验一IO口读写实验(245、373) (33)实验二8255并行I/O扩展实验 (36)实验三可编程定时/计数器8253实验 (39)实验四七段数码管显示实验 (42)附录：DEBUG调试程序的使用及其上机过程 (45)PROTEUS的操作PROTEUS简介PROTEUS是本实验箱进行8086实验的必备软件，是电路设计、电路仿真与调试、程序编译的环境。

PROTEUS教学实验系统（8086/8051）主要由教学实验箱、实验指导书及其配套光盘组成。

通过USB连接线把电脑与实验箱相连接，能完成针对8086的各种交互式仿真实验；通过WWISP下载器，可以对8051芯片进行ISP编程，进行单片机实验课程。

本教学实验箱摒弃以往的设计思想，采用模块化设计，总线器件都可以挂在总线上，只须要接上CS片选就可以实验，减少了实验过程中的接线问题，同时也可极大地提高学生的实验速度。

结合PROTEUS的电路仿真功能，能够大大提高学生实验的动手设计能力。

实验原理大部分实验的开展，我们都采用在PROTEUS平台下的交互式仿真，使用硬件平台与电脑软件仿真同时进行的方法，实验的开展流程如下：在进行硬件实验中，有几点需要注意：1、尽量保持线束的整齐，对于控制线少交叉缠绕。

2、拔线时请逐根拔除，切忌强行硬拔整股连线（易造成整股损坏）。

3、液晶类实验涉及到液晶对比度的调节，请通过邻近电位器来调整。

新建工程首先，打开PROTEUS软件，打开菜单“File->New Project”。

计算机仿真实验报告计算机仿真实验报告引言：计算机仿真是一种利用计算机模拟实际系统行为的方法。

它通过建立数学模型，运用计算机算法和技术，模拟和分析系统的运行过程，以便更好地理解和预测系统的行为。

本文将探讨计算机仿真实验的概念、目的、方法和应用。

一、概念与目的计算机仿真实验是指利用计算机技术对实际系统进行模拟和分析，以研究系统的行为、性能和优化方法的一种实验方法。

其目的在于通过模拟实验，提供对实际系统的理解和预测，以便进行决策和改进。

二、方法与技术1. 建立数学模型：计算机仿真实验的第一步是建立数学模型，即将实际系统抽象为数学表达式或算法。

这需要对系统的结构、行为和性能进行深入分析和理解。

2. 数据采集与预处理：收集实际系统的数据，并对数据进行预处理，以便在计算机中进行仿真实验。

这包括数据清洗、数据转换和数据校正等步骤。

3. 编程与算法设计：根据建立的数学模型，使用计算机编程语言编写仿真程序，并设计相应的算法。

这需要熟悉计算机编程和算法设计的基本原理和方法。

4. 参数设置与验证：根据实际系统的特点和需求，设置仿真实验的参数，并进行验证。

这需要对实际系统的数据进行分析和比对，以确保仿真实验的准确性和可靠性。

5. 仿真运行与结果分析：运行仿真程序，观察和分析仿真结果。

这包括对系统行为、性能和优化方法的分析，以及对仿真结果的可视化和统计。

三、应用与案例计算机仿真实验在各个领域都有广泛的应用。

以下是一些典型的案例：1. 交通仿真：通过模拟城市交通流量和交通信号灯的运行，优化交通信号配时方案，提高交通效率和减少拥堵。

2. 生物仿真：通过模拟生物系统的行为和进化过程，研究生物多样性、环境适应性和生物进化机制。

3. 金融仿真：通过模拟金融市场的价格波动和交易行为，预测市场趋势和风险，辅助投资决策和风险管理。

4. 工程仿真：通过模拟工程系统的设计和运行过程，优化工程结构和工艺参数，提高工程效率和质量。

5. 医学仿真：通过模拟人体器官的结构和功能，研究疾病的发生机制和治疗方法，辅助医学研究和临床决策。

实验二初试MATLAB一、实验目的1．熟悉视窗下的MATLAB环境；2．掌握MATLAB软件的基本使用方法；3．应用MATLAB命令建立系统数学模型；4．掌握利用MATLAB软件进行控制系统模型转换的方法。

二、实验属性（验证性）三、实验仪器设备及器材1．硬件要求基于IBM-PC或与之完全相兼容的带有中央处理器的奔腾及其以上机器至少64KB内存，推荐使用128KB以上内存。

2．软件要求安装有MATLAB，并且有Microsoft Word7.0（office95）以上支持的操作系统。

四、实验要求实验前要求熟悉相关MATLAB函数并预习实验的相关内容，写出预习报告。

实验时要按要求完成上机实验内容并且检验和调整程序，观察并记录仿真结果。

实验后写出实验报告，并对仿真实验结果进行分析、讨论。

五、实验内容与步骤1．双击MATLAB6.5的图标，运行MATLAB时，展示在用户面前的为桌面环境的缺省界面窗口，如图2-1所示。

图2-1 MATLAB的桌面环境要求熟悉视窗下的MATLAB环境，分别观察和熟悉菜单项、工具栏、历史命令窗口、命令窗口、当前目录浏览器、工作空间浏览器、目录分类窗口、M文件编辑器/调试器、超文本帮助浏览器。

2．单击工具栏中帮助按钮（或者单击Help菜单中的MATLAB Help），打开MATLAB6.5的帮助系统，练习和熟悉MATLAB6.5的帮助系统的使用。

3．应用MATLAB命令编写相应M文件,建立图2-2系统的数学模型——闭环传递函数。

程序代码如下：G1=tf([1],[0.01,1]);G2=tf([0.17,1],[0.085,0]);G3=tf([1],[0.01,1]);G4=tf([0.15,1],[0.051,0]);G5=tf([70],[0.0067,1]);G6=tf([0.21],[0.15,1]);G7=tf([130],[1,0]);G8=0.212;G9=tf([0.1],[0.01,1]);G10=tf([0.0044],[0.01,1]);G23=G2*G3;G45=G4*G5;G97=G9/G7;G67=G6*G7;GG1=feedback(G67,G8,-1);GG2=G45*GG1;GG3=feedback(GG2,G97,-1);GG4=GG3*G23;GG5=feedback(GG4,G10,-1);GG6=GG5*G1实验三基于MATLAB的系统时域分析实验目的1．熟悉MATLAB的各种绘图命令；2．掌握基于MATLAB的控制系统时域分析方法。

《计算机仿真实验》教学大纲一、课程基本信息二、教学目标本课程是“信息工程”专业的一门专业技术应用课程，通过本课程实验训练，使学生了解计算机仿真技术在信息采集、处理、传输等各个领域的广泛应用，掌握基于MA TLAB等仿真工具的系统建模与仿真方法，并将之应用于电子信息相关专业课程的学习，为从事相关毕业设计（论文）及信息工程领域的实际工作奠定基础。

三、教学内容实验项目一：熟悉MATLAB工作环境（3学时）1.实验属性：验证实验2.修读性质：必开3.教学目标（1）熟悉MATLAB的安装过程；（2）熟悉MATLAB平台的工作环境；（3）熟悉MATLAB的5个工作窗口；（4）熟悉MATLAB的优先搜索顺序。

4.实验方法上机操作5实验仪器设备计算机6.实验内容（1）MATLAB的安装（2）熟悉MATLAB的5个基本窗口及其功能（3）MATLAB的数值显示格式设置（4）MATLAB变量搜索顺序设置7.成绩评定实验预习（20%）+实验操作（40%）+实验报告（40%）实验项目二：MATLAB矩阵操作（3学时）1.实验属性：验证实验2.修读性质：必开3.教学目标（1）掌握MATLAB向量、矩阵、数组的生成及基本运算；（2）了解MATLAB中的常用数学函数；（3）了解字符串的常用操作。

4.实验方法上机操作5实验仪器设备计算机6.实验内容（1）向量的生成和运算（2）矩阵的创建与引用（3）矩阵的运算（4）字符串的操作7.成绩评定实验预习（20%）+实验操作（40%）+实验报告（40%）实验项目三：MATLAB程序设计（3学时）1.实验属性：设计实验2.修读性质：必开3.教学目标（1）掌握MATLAB程序设计的语法规则；（2）熟练编写MATLAB函数。

4.实验方法上机操作5实验仪器设备计算机6.实验内容（1）M文件的编辑（2）程序流程控制结构（3）子函数调用和参数传递（4）局部变量与全局变量7.成绩评定实验预习（20%）+实验操作（40%）+实验报告（40%）实验项目四：MATLAB数据可视化（3学时）1.实验属性：验证实验2.修读性质：必开3.教学目标（1）掌握MATLAB二维、三维图形绘制；（2）掌握图形属性的设置和图形修饰；（3）掌握图像文件的读取和显示。

计算机仿真实验指导书(自编)《计算机仿真》实验指导书五、实验要求利用所学知识，完成上述各项实验内容，并将实验用程序和结果写在实验报告上。

如果有图，则将图画在实验报告上。

六、实验思考题1.二维图形函数有何要求？2.如果要求实验中所用数据用户从键盘输入，根据如何编写？9《计算机仿真》实验指导书实验五控制系统仿真一、实验目的1、掌握如何使用 Matlab 进行系统的稳定性分析2、掌握如何使用 Matlab 进行系统的能观测性、能控性分析3、掌握如何使用 Matlab 进行离散系统分析二、实验仪器与软件1. PC机1台2. 环境三、实验原理根据Matlab控制系统常用函数编写出仿真软件，也可以根据SIMULINK完成实验。

四、实验内容1、系统稳定性分析代数法稳定性判据：已知系统的开环传递函数为：试对系统闭环判别其稳定性。

根轨迹法判断系统稳定性：已知一个单位负反馈系统开环传递函数为：试在系统的闭环根轨迹图上选择一点，求出该点的增益及其系统的闭环极点位置，并判断在该点系统闭环的稳定性。

Bode 图法判断系统稳定性：已知两个单位负反馈系统的开环传递函数分别为：用 Bode 图法判断系统闭环的稳定性。

2、系统能控性、能观性分析已知连续系统的传递函数模型：当α分别取－1，0，＋1 时，判别系统的能控性与能观性 3、已知离散系统传递函数：10《计算机仿真》实验指导书自动选择频率范围，绘制出系统的频率响应曲线，包括Bode 图和 Nyquist 图，并求出幅值裕度和相角裕度。

五、实验要求利用所学知识，完成上述各项实验内容，并将实验用程序和结果写在实验报告上。

如果有图，则将图画在实验报告上。

六、实验思考题Bode 图函数在编程中有何要求？11《计算机仿真》实验指导书实验六SIMULINK仿真一、实验目的学习使用 SIMULINK 进行系统仿真的方法二、实验仪器与软件1. PC机1台2. 环境三、实验原理1、Simulink 的基本操作运行 Simulink 常用的标准模块模块的操作2、系统仿真及参数设置算法设置工作空间设置四、实验内容已知系统结构图如下图．含饱和非线性环节系统方框图简介已知输入为信号电平从 1～6，非线性环节的上下限为±1，取步长 h=，仿真时间为10 秒，试绘制系统的响应曲线。

计算机仿真实验指导书（第⼀、⼆次上机）20151130计算机仿真实验指导书⽬录第⼀章MATLAB及其⼯作环境介绍 (1)1.1 MATLAB简介 (1)1.2 MATLAB的⼯作环境介绍 (1)1.3 MATLAB的基本管理命令 (4)第⼆章MATLAB的数值计算功能 (6)2.1 变量与赋值语句 (6)2.2 MATLAB矩阵 (6)2.3 MATLAB表达式 (11)2.4 MATLAB常⽤数学函数 (12)2.5 矩阵的基本运算 (13)2.6 矩阵的.点操作运算 (17)2.7 多项式及其运算 (18)第三章MATLAB程序设计⼊门 (20)3.1 M⽂件 (20)3.2 数据的输⼊输出 (22)3.3 全局变量和局部变量 (24)3.4 程序流程控制 (24)第四章MATLAB的符号运算功能 (29)4.1 建⽴符号对象 (29)4.2 符号算术运算 (30)4.3 符号微积分运算 (33)4.4 符号函数的可视化 (35)第五章MATLAB的可视化功能 (38)5.1 ⼆维图形 (38)5.2绘制三维图形 (43)5.3 特殊坐标图形 (45)5.4 图形句柄 (46)第六章控制系统的频域与时域分析 (52)6.1线性系统的描述 (52)6.2 模型之间的转换 (56)6.3 时域响应分析 (59)6.4 频域响应分析 (66)6.5 根轨迹分析 (70)第⼀章MATLAB及其⼯作环境介绍1.1 MATLAB简介MATLAB是matrix和laboratory前三个字母的缩写，意思是实验室矩阵。

MATLAB语⾔是⼀种⼴泛应⽤于⼯程计算及数值分析领域的新型⾼级语⾔，⾃1984年由美国MathWorks公司推向市场以来，经过⼗多年的发展与完善，MATLAB已发展成为由MATLAB语⾔、MATLAB⼯作环境、MA TLAB图象处理系统、MATLAB 数学函数库和MATLAB应⽤程序接⼝五⼤部分组成的集数值计算、图形处理、程序开发为⼀体的功能强⼤的体系。

兰州理工大学《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实验报告院系：电气工程与信息工程学院班级： 14级自动化4班姓名：贺振祥学号： 1405220427时间： 2016 年 11 月 23 日电气工程与信息工程学院《自动控制原理》MATLAB 分析与设计仿真实验任务书（2016）一、仿真实验内容及要求1．MATLAB 软件要求学生通过课余时间自学掌握MA TLAB 软件的基本数值运算、基本符号运算、基本程序设计方法及常用的图形命令操作；熟悉MA TLAB 仿真集成环境Simulink 的使用。

2．各章节实验内容及要求1）第三章 线性系统的时域分析法∙ 对教材第三章习题3-5系统进行动态性能仿真，并与忽略闭环零点的系统动态性能进行比较，分析仿真结果；∙ 对教材第三章习题3-9系统的动态性能及稳态性能通过仿真进行分析，说明不同控制器的作用；∙ 在MATLAB 环境下选择完成教材第三章习题3-30，并对结果进行分析； ∙ 在MATLAB 环境下完成英文讲义P153.E3.3；∙ 对英文讲义中的循序渐进实例“Disk Drive Read System”，在100=a K 时，试采用微分反馈控制方法，并通过控制器参数的优化，使系统性能满足%5%,σ<3250,510s ss t ms d -≤<⨯等指标。

2）第四章 线性系统的根轨迹法∙ 在MATLAB 环境下完成英文讲义P157.E4.5； ∙ 利用MA TLAB 绘制教材第四章习题4-5；∙ 在MATLAB 环境下选择完成教材第四章习题4-10及4-17，并对结果进行分析； ∙ 在MATLAB 环境下选择完成教材第四章习题4-23，并对结果进行分析。

3）第五章 线性系统的频域分析法∙ 利用MA TLAB 绘制本章作业中任意2个习题的频域特性曲线；4）第六章 线性系统的校正∙ 利用MATLAB 选择设计本章作业中至少2个习题的控制器，并利用系统的单位阶跃响应说明所设计控制器的功能；∙ 利用MA TLAB 完成教材第六章习题6-22控制器的设计及验证；∙ 对英文讲义中的循序渐进实例“Disk Drive Read System”，试采用PD 控制并优化控制器参数，使系统性能满足给定的设计指标ms t s 150%,5%<<σ。