计算机仿真技术实验指导书
滨州学院光电工程系
目录
实验一MATLAB环境的熟悉与基本运算 (1)
实验二MATLAB数值及符号运算 (7)
实验三MATLAB语言的程序设计 (12)
实验四MATLAB的图形绘制 (15)
实验五线性系统时域响应仿真分析 (19)
实验六控制系统的根轨迹 (23)
实验七控制系统的频率特性分析 (29)
实验八Simulink建模与仿真 (33)
实验九基于传递函数的控制器设计 (41)
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
表2 MATLAB算术运算符
表3 MATLAB关系运算符
表4 MATLAB逻辑运算符
表5 MATLAB特殊运算
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、新建一个文件夹（自己的名字命名）
2、启动MATLAB6.5，将该文件夹添加到MATLAB路径管理器中。方法如下：
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C=1:2:20，则C（i）表示什么？其中i=1,2,3, (10)
（4）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.*B A^2 A.^2 B/A B./A （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。
（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A
2×4，B
2
×4，C
2×2
，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。
练习B
（10）用reshape指令生成下列矩阵，并取出方框内的数组元素。
实验二MATLAB数值及符号运算
一、实验目的：
1、了解伴随矩阵、稀疏矩阵、魔方矩阵、对角矩阵、范德蒙等矩阵的创建，掌握矩阵的基本运算
2、掌握矩阵的数组运算
3、掌握多项式的基本运算
4、会求解代数方程
5、掌握创建符号表达式和矩阵的方法
6、掌握符号表达式的微分和积分运算
二、实验基本知识：
1、创建矩阵的方法：直接输入法；用matlab函数创建矩阵
2、矩阵运算：矩阵加、减（＋,－）运算
矩阵乘（*）运算
矩阵乘方
inv ——矩阵求逆
det ——行列式的值
eig ——矩阵的特征值
diag ——对角矩阵
’——矩阵转置
sqrt ——矩阵开方
3、矩阵的数组运算：
数组加减(.+,.-)：对应元素相加减
数组乘(.*）：a，b两数组必须有相同的行和列，两数组相应元素相乘
数组除（./，.\）：a./b=b.\a —都是b的元素被a的对应元素除（a除以b）
a.\b=
b./a —都是a的元素被b的对应元素除（除以a）
数组乘方(.^)：元素对元素的幂
数组点积（点乘）：维数相同的两个向量的点乘，其结果是一个标量
数组叉积：就是一个过两个相交向量的交点且垂直于两个向量所在平面的向量数组混合积:先叉乘后点乘
4、多项式运算
poly ——产生特征多项式系数向量
roots ——求多项式的根
p=poly2str(c,‘x’)（以习惯方式显示多项式）
conv,convs多项式乘运算
deconv多项式除运算
多项式微分
polyder(p): 求p的微分
polyder(a,b): 求多项式a,b乘积的微分
