哈工大 电机学 matlab大作业

机械设计电算实验一：普通V带传动设计内容和任务1、普通V带传动设计内容给定原始数据：传递的功率P，小带轮转速n，传动比i及工作条件。

设计内容：带型号，基准长度Ld，根数Z，传动中心距a，带轮基准直径dd1、dd2，带轮轮缘宽度B，初拉力F0，和压轴力FQ。

2、CAD任务：（1）编制V带传动设计程序框图。

（2）编制V带传动设计原程序。

（3）按习题或作业中数据运行程序，要求对每一组数据各按三种V带型号计算，对每一种带型号选三种小带轮直径进行计算并输出所有结果。

二、变量标识符三、程序框图四、源程序与其说明程序说明：本程序用Matlab2010b软件编制，主要针对机械设计大作业上的题型设计。

使用时只要打开m 文件，并点击运行，按照提示进行即可。

首先输入原始数据，然后根据自己的需要选择带型，中心距即可得到设计结果，无需再查找资料，方便高效,计算过程如有错误会进行提示，并返回到输入处进行改正。

而且该程序可以直接计算下一带轮直径或者计算下一带型，比较方便。

源程序如下(先复制到记事本，再新建一个m文件，粘贴)clear all;disp('欢迎使用本程序，请输入V带传动设计的原始数据');p=input('电动机工作功率(kw) P=');n=input('电动机满载转速(r/min) nm=');i=input('第一级传动比 i1=');a=input('请输入最短工作工作年限 a年b班 a=');b=input(' b=');disp('是否反复起动、正反转频繁或工作条件恶劣');ka1=input('是请输入1，否请输入0。

请输入：');disp('原动机类型:');disp('I类原动机包括普通笼型交流电动机，同步电动机，');disp(' 直流电动机（并激），n>=600r/min的内燃机')disp('II类原动机包括交流电动机(双笼型、滑环式、单相、大转差率)，');disp(' 直流电动机（复激、串激），单缸发动机，n<=600r/min的内燃机')d1=input('请选择原动机的类型，输入1或2。

1. 表1 用三次样条方法插值计算0-90 度内整数点的sin 值和0-75 度内整数点的正切值，然后用5 次多项式拟合方法计算相同的函数。

a（度）0 15 30 45 60 75 90Sin（a）0 0.2588 0.5000 0.7071 0.8660 0.9659 1.0000tan（a）0 0.2679 0.5774 1.0000 1.7320 3.732解：分别对应的程序如下：正弦函数：x = pi*(0:90)/180;y = sin(x);xx = pi*(0:.25:90)/180;yy = spline(x,y,xx);plot(x,y,'o',xx,yy)正切函数：x = pi*(0:75)/180;y = tan(x);xx = pi*(0:.25:75)/180;yy = spline(x,y,xx);plot(x,y,'o',xx,yy)正弦拟合：figurex=pi*(0:15:90)/180;y=[0,0.2588,0.5,0.7071,0.866,0.9659,1.0]; xx=pi*(1:0.05:90)/180;p2=polyfit(x,y,5);yy=polyval(p2,xx);plot(x,y,'-ro',xx,yy);正切拟合：figurex=pi*(0:15:75)/180;y=[0,0.2679,0.5774,1,1.732,3.732];xx=pi*(1:0.05:75)/180;p2=polyfit(x,y,5);yy=polyval(p2,xx);plot(x,y,'-ro',xx,yy);legend('描点显示','五次拟合')2. 采用最近点法、线性法和3 次样条法插值计算1-100 整数间平方根n 1 4 9 16 25 36 49 64 81 100Sqtr（n）1 2 3 4 5 6 7 8 9 10解：程序如下：x=[1,4,9,16,25,36,49,64,81,100];y=[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10];xx=1:100;yy=interp1(x,y,xx)subplot(2,2,1)plot(x,y,'-ro',xx,yy,'dr');title('线性法');subplot(2,2,2);y2=interp1(x,y,xx,'nearest');plot(x,y,'-ro',xx,y2,'dr');title('最近点法')subplot(2,2,3);y3=interp1(x,y,xx,'spline');plot(x,y,'-ro',xx,y3,'dr');title('3次样条法')仿真的结果：3. 已知p(x)=2x^4-3x^3+5x+13，求p（x）的全部根，由方程p（x）=0 的根构造一个多项式f（x），并和p（x）比较。

机电控制系统大作业—直流电机双闭环调速系统matlab仿真Harbin Institute of Technology Harbin Institute of Technology机电控制系统分析与设计课程大作业,一,课程名称,机电控制系统分析与设计设计题目,基于MATLAB的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真院系,机电工程学院班级,分析者,学号,设计时间,2012年7月1日哈尔滨工业大学Harbin Institute of Technology Harbin Institute of Technology机电控制系统分析与设计课程大作业,二,课程名称,机电控制系统分析与设计设计题目,四相反应式步进电机环形分配器的设计与分析院系,机电工程学院班级,0908107分析者,吴东学号,1093210417 设计时间,2012年7月1日哈尔滨工业大学1.计算电流和转速反馈系数*U10im电流反馈系数:, ,,,1.25(V/A),I2，4nom*U10nm转速反馈系数: ,,,,0.02(Vmin/r)n500nom2.电流环的设计(1)确定时间常数题目给出电流反馈滤波时间常数，由PWM功率变换器的开T,0.2ms,0.0002soi 11T,,,0.0001s关频率10kHz得调制周期按电流环小时间常数f,sf10，1000的近似处理方法，取T,T，T,0.0001，0.0002,0.0003s,isoi(2)选择电流调节器结构电流环可按?型系统进行设计。

电流调节器选用PI调节器，其传递函数为,s，1iG(s),K ACRi,si(3)选择调节器参数超前时间常数:。

,,T,0.008sil电流环按超调量考虑，电流环开环增益:取，因此 ,,5%KT,0.5iI,i0.50.5K,,,1666.6667 IT0.0003,i于是，电流调节器的比例系数为,R0.008，8iKK,,1666.6667，,17.7778 iI,K1.25，4.8s(4)检验近似条件电流环的截止频率。

基于MATLAB的电机学计算机辅助分析与仿真实验报告班级：学号：姓名：完成时间：一、实验内容1.1单相变压器不同负载性质的相量图通过MATLAB 画出单相变压器带感性，阻性，容性三种不同性质负载的变压器向量图1.2感应电机的S T -曲线通过MATLAB 画出三相感应电动机的转矩转差率曲线二、实验要求2.1单相变压器不同负载性质的相量图根据给定的仿真实例画出负载相位角30,0,302-=j 三种情况下得向量图，观察电压大小与相位的关系，了解总结负载性质不同对向量图的影响2.2感应电机的S T -曲线根据给定的实例，画出3.1~3.1-=s 的S T -曲线，了解感应电机临界转差率的大小和稳定工作区间的大小，给出定性分析三、实验方法3.1单相变压器不同负载性质的相量图1.单相变压器不同负载性质的相量图 (1)先画出负载电压'2U 的相量；(2)根据负载的性质和阻抗角画出二次电流（规算值）的相量(3)在2U 上加上一个与电流方向相同的压降，其大小为二次电流规算值'2I 与二次漏电阻规算值'2R 之积；再加上一个超前电流方向︒90的压降，其大小为二次电流'2I 规算值与二次漏电抗规算值'2χ之积； (4)根据上一步结果连线，得出'2E ； (5)超前'2E 方向︒90画出m Φ；(6)根据励磁电阻与电抗的大小得出励磁阻抗角，并超前m Φ一个励磁阻抗角的大小得出m I 的方向；(7)根据平行四边形法则，做出'2I -与m I 的和，即为1I ； (8)根据'21E E =得出1E ，并得出1E -。

(9)在1E -上加上一个与电流方向相同的压降，其大小为一次电流1I 与一次漏电阻1R 之积；再加上一个超前电流方向︒90的压降，其大小为一次电流1I 与一次漏电抗1χ之积；(10) 根据上一步结果连线，得出1U ；3.2感应电机的S T -曲线实验采用matlab 对转矩转差率曲线进行仿真。

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y制造系统自动化技术大作业——基于MATALAB的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真院系：机电工程学院班级：学号：姓名：日期：2013.07.02©哈尔滨工业大学第一部分 设计任务书设计参数：设一转速、电流双闭环直流调速系统，采用双极式H 桥PWM 方式驱动，已知电动机参数为：额定功率200W ； 额定转速48V ； 额定电流4A ； 额定转速=500r/min ； 电枢回路总电阻8=R Ω； 允许电流过载倍数λ=2； 电势系数=e C 0.04Vmin/r ； 电磁时间常数=L T 0.008s ； 机电时间常数=m T 0.5；电流反馈滤波时间常数=oi T 0.2ms ； 转速反馈滤波时间常数=on T 1ms ；要求转速调节器和电流调节器的最大输入电压==**im nmU U 10V ； 两调节器的输出限幅电压为10V ； PWM 功率变换器的开关频率=f 10kHz ； 放大倍数=s K 4.8。

试对该系统进行动态参数设计，设计指标： 稳态无静差； 电流超调量≤i σ5%；空载起动到额定转速时的转速超调量σ ≤ 25%； 过渡过程时间=s t 0.5 s 。

第二部分 设计说明书一、稳态参数计算电流反馈系数：)/(25.14210A V I U nom im =⨯==*λβ转速反馈系数：)min/(02.050010r V n U nom nm ===*α二、电流环设计1、确定时间常数已知PWM 功率变换器的开关频率kHz f 10=，则s T s 0001.0=。

取电流滤波时间常数0.0002oi s τ=，按电流环小时间常数环节的近似处理方法，取s T T T oi s i 0003.00002.00001.0=+=+=∑2、选择电流调节器结构电流环可按典型I 型系统进行设计。

基于MATLAB的电机学计算机辅助分析与仿真实验报告一、实验内容及目的1.1 单相变压器的效率和外特性曲线1.1.1 实验内容一台单相变压器，N S =2000kVA, kV kV U U N N 11/127/21=，50Hz ，变压器的参数和损耗为008.0*)75(=C k o R ，0725.0*=k X ，kW P 470=，kW P C KN o 160)75(=。

(1)求此变压器带上额定负载、)(8.0cos 2滞后=ϕ时的额定电压调整率和额定效率。

(2)分别求出当0.1,8.0,6.0,4.0,2.0cos 2=ϕ时变压器的效率曲线，并确定最大效率和达到负载效率时的负载电流。

(3)分析不同性质的负载（),(8.0cos 0.1cos ),(8.0cos 222超前，滞后===ϕϕϕ）对变压器输出特性的影响。

1.1.2 实验目的（1）计算此变压器在已知负载下的额定电压调整率和额定效率 （2）了解变压器效率曲线的变化规律 （3）了解负载功率因数对效率曲线的影响 （4）了解变压器电压变化率的变化规律 （5）了解负载性质对电压变化率特性的影响1.1.3 实验用到的基本知识和理论（1）标幺值、效率区间、空载损耗、短路损耗等概念 （2）效率和效率特性的知识 （3）电压调整率的相关知识1.2串励直流电动机的运行特性1.2.1实验内容一台16kw 、220V 的串励直流电动机，串励绕组电阻为0.12Ω，电枢总电阻为0.2Ω。

电动势常数为.电机的磁化曲线近似的为直线。

其中为比例常数。

假设电枢电流85A 时，磁路饱和(为比较不同饱和电流对应的效果，饱和电流可以自己改变）。

试分析该电动机的工作特性和机械特性。

1.2.2实验目的（1）了解并掌握串励电动机的工作特性和机械特性（2）了解磁路饱和对电动机特性的影响1.2.3实验用到的基本知识和理论（1）电动机转速、电磁转矩、电枢电流、磁化曲线等（2）串励电动机的工作特性和机械特性，电动机磁化曲线的近似处理二、实验要求及要点描述2.1 单相变压器的效率和外特性曲线（1）采用屏幕图形的方式直观显示；（2）利用MATLAB编程方法或SIMULINK建模的方法实现；cos 的效率曲线；（3）要画出对应不同2（4）要画出对应阻性、感性、容性三种负载性质的特性曲线，且通过额定点；（5）要给出特征性的结论。

《机电控制技术》课程大作业一基于MATLAB的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真学院：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：1108110学号：**********姓名：***2013-06-17设一转速、电流双闭环直流调速系统，采用双极式H 桥PWM 方式驱动，已知电动机参数为：设一转速、电流双闭环直流调速系统，采用双极式H 桥PWM 方式驱动，已知电动机参数为：额定功率200W ； 额定电压48V ； 额定电流4A ； 额定转速n=500r/min ；电枢回路总电阻R=0.8Ω；(本次选为8Ω） 允许电流过载倍数λ=2； 电势系数=e C 0.04Vmin/r ； 电磁时间常数=L T 0.008s ； 机电时间常数=m T 0.5；电流反馈滤波时间常数=oi T 0.2ms ； 转速反馈滤波时间常数=on T 1ms ；要求转速调节器和电流调节器的最大输入电压==**im nm U U 10V ；两调节器的输出限幅电压为10V ； PWM 功率变换器的开关频率=f 10kHz ； 放大倍数=s K 4.8。

试对该系统进行动态参数设计，设计指标： 稳态无静差； 电流超调量≤i σ5%；空载起动到额定转速时的转速超调量σ ≤ 25%； 过渡过程时间=s t 0.5 s 。

1.计算电流和转速反馈系数电流反馈系数：）（A V I U nom im /25.14210*=⨯==λβ 转速反馈系数：)/min (02.050010*r V n U nom nm ===α2.电流环的动态校正过程和设计结果 2.1确定时间常数由题给电流反馈滤波时间常数s ms T oi 0002.02.0==， 调制周期s f T s 0001.010114===， 按电流环小时间常数的近似处理方法，有s T T T oi s i 0003.00002.00001.0=+=+=∑2.2选择电流调节器结构电流环可按Ⅰ型系统进行设计。

《机电系统控制基础》大作业一基于MATLAB的机电控制系统响应分析哈尔滨工业大学2013年12月12日1作业题目1. 用MATLAB 绘制系统2()25()()425C s s R s s s Φ==++的单位阶跃响应曲线、单位斜坡响应曲线。

2. 用MATLAB 求系统2()25()()425C s s R s s s Φ==++的单位阶跃响应性能指标：上升时间、峰值时间、调节时间和超调量。

3. 数控直线运动工作平台位置控制示意图如下：X i伺服电机原理图如下：LR(1)假定电动机转子轴上的转动惯量为J 1，减速器输出轴上的转动惯量为J 2，减速器减速比为i ，滚珠丝杠的螺距为P ，试计算折算到电机主轴上的总的转动惯量J ；(2)假定工作台质量m ，给定环节的传递函数为K a ，放大环节的传递函数为K b ，包括检测装置在内的反馈环节传递函数为K c ，电动机的反电势常数为K d ，电动机的电磁力矩常数为K m ，试建立该数控直线工作平台的数学模型，画出其控制系统框图；(3)忽略电感L 时，令参数K a =K c =K d =R=J=1，K m =10，P/i =4π，利用MATLAB 分析kb 的取值对于系统的性能的影响。

源代码：t=[0:0.01:5];u=t;C=[25],R=[1,4,25];G=tf(C,R);[y1,T]=step(G,t);y2=lsim(G,u,t);subplot(121),plot(T,y1);xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)'); grid on;subplot(122),plot(t,y2);grid on;xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)');仿真结果及分析：源代码：t=[0:0.001:1];yss=1;dta=0.02;C=[25],R=[1,4,25];G=tf(C,R);y=step(G,t);r=1;while y(r)<yss;r=r+1;endtr=(r-1)*0.001;[ymax,tp]=max(y);tp1=(tp-1)*0.001;mp=(ymax-yss)/yss;s=1001;while y(s)>1-dta && y(s)<1+dta;s=s-1;endts=(s-1)*0.001;[tr tp1 mp ts]仿真结果及分析：C = 25ans = 0.4330 0.6860 0.2538 1.0000由输出结果知：上升时间为0.4330秒，峰值时间为0.6860秒，最大超调量为0.2538，调整时间1.0000秒。

电机学matlab仿真大作业报告第一篇：电机学matlab仿真大作业报告基于MATLAB的电机学计算机辅助分析与仿真实验报告一、实验内容及目的1.1 单相变压器的效率和外特性曲线1.1.1 实验内容一台单相变压器，SN=2000kVA, U1N/U2N=127kV/11kV，50Hz，变压器的参数**=0.008和损耗为Rk，X=0.0725，P0=47kW，PKN(75oC)=160kW。

ok(75C)(1)求此变压器带上额定负载、cosϕ2=0.8(滞后)时的额定电压调整率和额定效率。

(2)分别求出当cosϕ2=0.2,0.4,0.6,0.8,1.0时变压器的效率曲线，并确定最大效率和达到负载效率时的负载电流。

(3)分析不同性质的负载（cosϕ2=0.8(滞后),cosϕ2=1.0，cosϕ2=0.8(超前),）对变压器输出特性的影响。

1.1.2 实验目的（1）计算此变压器在已知负载下的额定电压调整率和额定效率（2）了解变压器效率曲线的变化规律（3）了解负载功率因数对效率曲线的影响（4）了解变压器电压变化率的变化规律（5）了解负载性质对电压变化率特性的影响1.1.3 实验用到的基本知识和理论（1）标幺值、效率区间、空载损耗、短路损耗等概念（2）效率和效率特性的知识（3）电压调整率的相关知识1.2串励直流电动机的运行特性1.2.1实验内容一台16kw、220V的串励直流电动机，串励绕组电阻为0.12Ω，电枢总电阻为0.2Ω。

电动势常数为.电机的磁化曲线近似的为直线。

其中为比例常数。

假设电枢电流85A 时，磁路饱和(为比较不同饱和电流对应的效果，饱和电流可以自己改变）。

试分析该电动机的工作特性和机械特性。

1.2.2实验目的（1）了解并掌握串励电动机的工作特性和机械特性（2）了解磁路饱和对电动机特性的影响1.2.3实验用到的基本知识和理论（1）电动机转速、电磁转矩、电枢电流、磁化曲线等（2）串励电动机的工作特性和机械特性，电动机磁化曲线的近似处理二、实验要求及要点描述2.1 单相变压器的效率和外特性曲线（1）采用屏幕图形的方式直观显示；（2）利用MATLAB编程方法或SIMULINK建模的方法实现；（3）要画出对应不同cosϕ2的效率曲线；（4）要画出对应阻性、感性、容性三种负载性质的特性曲线，且通过额定点；（5）要给出特征性的结论。

自动控制原理大作业（设计任务书）：院系：班级：学号：5. 参考图 5 所示的系统。

试设计一个滞后-超前校正装置，使得稳态速度误差常数为20 秒-1，相位裕度为60度，幅值裕度不小于8 分贝。

利用MATLAB 画出 已校正系统的单位阶跃和单位斜坡响应曲线。

+一．人工设计过程1.计算数据确定校正装置传递函数为满足设计要求，这里将超前滞后装置的形式选为)1)(()1)(1()(2121T s T s T s T s K s G cc ββ++++= 于是，校正后系统的开环传递函数为)()(s G s G c 。

这样就有)5)(1()(lim )()(lim 00++==→→s s s K s sG s G s sG K c c s c s v 205==cK所以100=c K这里我们令100=K ，1=c K ，则为校正系统开环传函)5)(1(100)(++=s s s s G首先绘制未校正系统的Bode 图由图1可知，增益已调整但尚校正的系统的相角裕度为︒23.6504-，这表明系统是不稳定的。

超前滞后校正装置设计的下一步是选择一个新的增益穿越频率。

由)(ωj G 的相角曲线可知，相角穿越频率为2rad/s ，将新的增益穿越频率仍选为2rad/s ，但要求2=ωrad/s 处的超前相角为︒60。

单个超前滞后装置能够轻易提供这一超前角。

一旦选定增益频率为2rad/s ，就可以确定超前滞后校正装置中的相角滞后部分的转角频率。

将转角频率2/1T =ω选得低于新的增益穿越频率1个十倍频程，即选择2.0=ωrad/s 。

要获得另一个转角频率)/(12T βω=，需要知道β的数值， 对于超前校正，最大的超前相角m φ由下式确定11sin +-=ββφm 因此选)79.64(20==m φβ，那么，对应校正装置相角滞后部分的极点的转角频率为)/(12T βω=就是01.0=ω，于是，超前滞后校正装置的相角滞后部分的传函为1100152001.02.0++=++s s s s 相角超前部分：由图1知dB j G 10|)4.2(|=。

春季学期MATLAB 期末作业学院：机电工程学院专业：机械制造设计及其自动化学号：班号：姓名：姓名:学号：学院：机电学院专业：机械制造2013 年春季学期MATLAB 课程考查题一、必答题：1.matlab 常见的数据类型有哪些？各有什么特点?常量：具体不变的数字变量：会根据已知条件变化的数字字符串：由单引号括起来的简单文本复数：含有复数的数据2.MATLAB 中有几种帮助的途径？（1）帮助浏览器：选择 view 菜单中的 Help 菜单项或选择 Help 菜单中的MATLAB Help 菜单项可以打开帮助浏览器；（2）help 命令：在命令窗口键入“help”命令可以列出帮助主题，键入“help 函数名”可以得到指定函数的在线帮助信息；（3）lookfor 命令：在命令窗口键入“lookfor关键词”可以搜索出一系列与给定关键词相关的命令和函数（4）模糊查询：输入命令的前几个字母，然后按 Tab 键，就可以列出所有以这几个字母开始的命令和函数。

注意：lookfor 和模糊查询查到的不是详细信息，通常还需要在确定了具体函数名称后用 help 命令显示详细信息。

3.Matlab 常见的哪三种程序控制结构及包括的相应的语句？1.顺序结构：数据输入A=input(提示信息,选项)数据输出disp(X)数据输出fprintf(fid,format,variables)暂停pause 或pause(n)2.选择结构：If 语句：if expression （条件）statements1（语句组1）elsestatements2（语句组2）EndSwitch 语句：switch expression （表达式）case value1 （表达式1）statement1（语句组1）case value2 （表达式2）statement2（语句组2）... ...case valuem （表达式m）statementm（语句组m）otherwisestatement （语句组）end3.循环结构：For 循环：for variable=expression(循环变量)statement（循环体）endWhile 循环：while expression （条件<循环判断语句>）statement（循环体）end4.命令文件与函数文件的主要区别是什么？命令文件：不接受输入参数，没有返回值，基于工作空间中的数据进行操作，自动完成需要花费很多时间的多步操作时使用。

m a t l a b综合大作业(附详细答案)-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII《MATLAB语言及应用》期末大作业报告1．数组的创建和访问（20分，每小题2分）：1)利用randn函数生成均值为1，方差为4的5*5矩阵A；实验程序：A=1+sqrt(4)*randn(5)实验结果：A =0.1349 3.3818 0.6266 1.2279 1.5888-2.3312 3.3783 2.4516 3.1335 -1.67241.2507 0.9247 -0.1766 1.11862.42861.5754 1.6546 5.3664 0.8087 4.2471-1.2929 1.3493 0.7272 -0.6647 -0.38362)将矩阵A按列拉长得到矩阵B；实验程序：B=A(:)实验结果：B =0.1349-2.33121.25071.5754-1.29293.38183.37830.92471.65461.34930.62662.4516-0.17665.36640.72721.22793.13351.11860.8087-0.66471.5888-1.67242.42864.2471-0.38363)提取矩阵A的第2行、第3行、第2列和第4列元素组成2*2的矩阵C；实验程序：C=[A(2,2),A(2,4);A(3,2),A(3,4)]实验结果：C =3.3783 3.13350.9247 1.11864)寻找矩阵A中大于0的元素；]实验程序：G=A(find(A>0))实验结果：G =0.13491.25071.57543.38183.37830.92471.65461.34930.62662.45165.36640.72721.22793.13351.11860.80871.58882.42864.24715)求矩阵A的转置矩阵D；实验程序：D=A'实验结果：D =0.1349 -2.3312 1.2507 1.5754 -1.29293.3818 3.3783 0.9247 1.6546 1.34930.6266 2.4516 -0.1766 5.3664 0.72721.2279 3.1335 1.1186 0.8087 -0.66471.5888 -1.67242.4286 4.2471 -0.38366)对矩阵A进行上下对称交换后进行左右对称交换得到矩阵E；实验程序：E=flipud(fliplr(A))实验结果：E =-0.3836 -0.6647 0.7272 1.3493 -1.29294.2471 0.80875.3664 1.6546 1.57542.4286 1.1186 -0.1766 0.9247 1.2507-1.6724 3.1335 2.4516 3.3783 -2.33121.5888 1.2279 0.6266 3.3818 0.13497)删除矩阵A的第2列和第4列得到矩阵F；实验程序：F=A;F(:,[2,4])=[]实验结果：F =0.1349 0.6266 1.5888-2.3312 2.4516 -1.67241.2507 -0.17662.42861.5754 5.3664 4.2471-1.2929 0.7272 -0.38368)求矩阵A的特征值和特征向量；实验程序：[Av,Ad]=eig(A)实验结果：特征向量Av =-0.4777 0.1090 + 0.3829i 0.1090 - 0.3829i -0.7900 -0.2579 -0.5651 -0.5944 -0.5944 -0.3439 -0.1272-0.2862 0.2779 + 0.0196i 0.2779 - 0.0196i -0.0612 -0.5682 -0.6087 0.5042 - 0.2283i 0.5042 + 0.2283i 0.0343 0.6786 0.0080 -0.1028 + 0.3059i -0.1028 - 0.3059i 0.5026 0.3660 特征值Ad =6.0481 0 0 0 00 -0.2877 + 3.4850i 0 0 00 0 -0.2877 - 3.4850i 0 00 0 0 0.5915 00 0 0 0 -2.30249)求矩阵A的每一列的和值；实验程序：lieSUM=sum(A)实验结果：lieSUM =-0.6632 10.6888 8.9951 5.6240 6.208710)求矩阵A的每一列的平均值；实验程序：average=mean(A)实验结果：average =-0.1326 2.1378 1.7990 1.1248 1.24172．符号计算（10分，每小题5分）：1)求方程组20,0++=++=关于,y z的解；uy vz w y z w实验程序：S = solve('u*y^2 + v*z+w=0', 'y+z+w=0','y,z');y= S. y, z=S. z实验结果：y =[ -1/2/u*(-2*u*w-v+(4*u*w*v+v^2-4*u*w)^(1/2))-w] [ -1/2/u*(-2*u*w-v-(4*u*w*v+v^2-4*u*w)^(1/2))-w] z =[ 1/2/u*(-2*u*w-v+(4*u*w*v+v^2-4*u*w)^(1/2))] [ 1/2/u*(-2*u*w-v-(4*u*w*v+v^2-4*u*w)^(1/2))]2)利用dsolve 求解偏微分方程,dx dyy x dt dt==-的解； 实验程序：[x,y]=dsolve('Dx=y','Dy=-x')实验结果：x =-C1*cos(t)+C2*sin(t)y = C1*sin(t)+C2*cos(t)3．数据和函数的可视化（20分，每小题5分）：1)二维图形绘制：绘制方程2222125x y a a +=-表示的一组椭圆，其中0.5:0.5:4.5a =；实验程序：t=0:0.01*pi:2*pi; for a=0.5:0.5:4.5; x=a*cos(t); y=sqrt(25-a^2)*sin(t); plot(x,y) hold on end实验结果：2) 利用plotyy 指令在同一张图上绘制sin y x =和10x y =在[0,4]x ∈上的曲线；实验程序：x=0:0.1:4; y1=sin(x); y2=10.^x;[ax,h1,h2]=plotyy(x,y1,x,y2); set(h1,'LineStyle','.','color','r'); set(h2,'LineStyle','-','color','g'); legend([h1,h2],{'y=sinx';'y=10^x'});实验结果：3)用曲面图表示函数22z x y =+；实验程序：x=-3:0.1:3; y=-3:0.1:3; [X,Y]=meshgrid(x,y); Z=X.^2+Y.^2; surf(X,Y,Z)实验结果：4)用stem 函数绘制对函数cos 4y t π=的采样序列；实验程序：t=-8:0.1:8;y=cos(pi.*t/4); stem(y)实验结果：4. 设采样频率为Fs = 1000 Hz ，已知原始信号为)150π2sin(2)80π2sin(t t x ⨯+⨯=，由于某一原因，原始信号被白噪声污染，实际获得的信号为))((ˆt size randn x x+=，要求设计出一个FIR 滤波器恢复出原始信号。

a=[6,9,3;2,7,5];b=[2,4;4,6;1,8];a*bans =51 10237 9014.A=[4,9,2;7,6,4;3,5,7];B=[37;26;28];X=inv(A)*BX =-0.51184.04271.331815.syms xsolve('x^3-7*x^2+2*x+4=0') 15.syms xsolve('x^3-7*x^2+2*x+40=0') ans =-24516.x=8;y=(x-1)*(x-2)*(x-3)*(x-4)y =84017.syms xy=3*x^3+13*x^2+6*x+8;A=factor(y);B=A/(x+4)B =3*x^2 + x + 218.18．syms xy=sqrt(4*x^4-12*x^3-14*x^2+5*x+9);df=diff(y)df =-(- 16*x^3 + 36*x^2 + 28*x - 5)/(2*(4*x^4 - 12*x^3 - 14*x^2 + 5*x + 9)^(1/2)) syms xf=4*x^4-12*x^3-14*x^2+5*x+9;nf=int(f)nf =(4*x^5)/5 - 3*x^4 - (14*x^3)/3 + (5*x^2)/2 + 9*x19.20．t=0.1:0.1^5*pi:2*pi;x=sin(3*t)*cos(t);y=xin(3*t)*sin(t);plot(x,y)21.x=0:0.01:10;y1=exp(-0.1*x);y2=exp(-0.2*x);y3=exp(-0.5*x);plot(x,y1,'b',x,y2,'R',x,y3,'k')xlabel('x')ylabel('y')title('Sine and Cosine Curve')gtext('y=exp(-0.1*x)')gtext('y=exp(-0.2*x)')gtext('y=exp(-0.5*x)')22.t=-2:0.1^3:2;y1=2*sin(t*pi);y2=2*sin(t*pi)+0.1*sin(t*pi); plot(t,y1,'r',t,y2,'k')title('Sine and Cosine Curve') gtext('y=2*sin(t*pi)')gtext('y=2*sin(t*pi)+0.1*sin(t*pi)'23.(你找别人的看下，这个可能有点问题) A=rand(1,1);a=A(1,1);fprintf('a=%.0f\n ',a);t=1;while t==1if mod(a,2)==0;a=a/2;fprintf('a=%.0f\n ',a);elsea=a*3+1;fprintf('a=%.0f\n ',a);endif a==1t=0;fprintf('a=%.0f\n ',a); elset=1;endend24.a=[4,2,-6;7,5,4;3,4,9];det(a)inv(a)ans =-64ans =-0.4531 0.6562 -0.59370.7969 -0.8437 0.9062-0.2031 0.1562 -0.0937 25.syms tsolve('a*t^2+b*t+c=0')ans =-(b + (b^2 - 4*a*c)^(1/2))/(2*a)-(b - (b^2 - 4*a*c)^(1/2))/(2*a) 二．2.syms xf='[a,x^2,1/x;exp(a*x),log(x),sin(x)]'; diff(f,x)ans =[ 0, 2*x, -1/x^2][ a*exp(a*x), 1/x, cos(x)]3.x=-2:0.1:2;y=x;[x,y]=meshgrid(x,y); subplot(2,2,1)z=x*exp(-x^2-y^2);plot3(x,y,z)subplot(2,2,2)mesh(x,y,z)subplot(2,2,3)surf(x,y,z)4.x=0:pi/10:2*pi;y1=sin(x);subplot(1,2,1); plot(x,y1,'b') x=-5:0.2:5; y=x;[x,y]=meshgrid(x,y);subplot(2,2,2);mesh(x,y,z)x=[15,32,58,20,10];subplot(2,2,4)explode=[0,0,0,0,1];pie(x,explode)6.a=rand(1,5); b=5*a; c=[a;b] c =0.8147 0.9058 0.1270 0.9134 0.6324 4.0736 4.5290 0.6349 4.5669 3.1618 7.某工厂利用甲乙两种原料生产A1，A2，A3三种产品。

2014年春季学期MATLAB 课程考查题姓名：学号：11208学院：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化一.必答题(80分)1. 如何设置当前目录和搜索路径，在当前目录上的文件和在搜索路径上的文件有何区别？答：设置当前目录和搜索路径：在File菜单中选择SetPath选项，之后选择AddFolder增加目录。

当前工作目录是指MATLAB运行文件时的目录，只有在当前工作目录或搜索路径下的文件、函数可以被运行或调用。

2. 创建符号变量和符号表达式有哪几种方法？答：（1）符号变量：x = sym(‘x’) 创建x为符号变量，默认复数区域x = sym(‘x’, ‘real’) 创建实数的符号变量xx = (‘x’, ‘positive’) 创建正数的符号变量xx = sym('x', 'clear')创建一个没有额外属性的纯形式上的符号变量xs=sym(‘ab’,’flag’) 创建flag数域（复数，实数，正数）符号变量名s，内容ab(2)符号表达式：①直接法：>> x=sym('x');>> a=sym('a');>> b=sym('b');>> f=sin(b*x)+exp(-a*x)②整体定义法：f=sym(‘expression’)③字符串符号表达式：f=‘expression’3. GUIDE提供哪些常用的控件工具，各有什么功能？（5分）答：按钮(Push Buttons) ：通过鼠标单击按钮可以执行某种预定的功能或操作；静态文本框(Static Texts):仅用于显示单行的说明文字.文本编辑器(Editable Texts)：用来使用键盘输入字符串的值，可以对编辑框中的内容进行编辑、删除和替换等操作；单选按钮(Radio Button):单个的单选框用来在两种状态之间切换，多个单选框组成一个单选框组时，用户只能在一组状态中选择单一的状态，或称为单选项；滚动条(Slider)：可输入指定范围的数量值，通过移动滚动条来改变指定范围内的数值输入，滚动条的位置代表输入数值。

机电控制系统分析与设计课程大作业指导书哈尔滨工业大学机电工程学院机电控制及自动化实验室2011年 6 月《机电控制系统分析与设计》课程大作业之一基于MATLAB 的直流电机 双闭环调速系统的设计与仿真1. 设置该大作业的目的在转速闭环直流调速系统中，只有电流截止负反馈环节对电枢电流加以保护，缺少对电枢电流的精确控制，也就无法充分发挥直流伺服电动机的过载能力，因而也就达不到调速系统的快速起动和制动的效果。

通过在转速闭环直流调速系统的基础上增加电流闭环，即按照快速起动和制动的要求，实现对电枢电流的精确控制，实质上是在起动或制动过程的主要阶段，实现一种以电动机最大电磁力矩输出能力进行启动或制动的过程。

此外，通过完成本大作业题目，让学生体会反馈校正方法所具有的独特优点：改造受控对象的固有特性，使其满足更高的动态品质指标。

2. 大作业具体内容设一转速、电流双闭环直流调速系统，采用双极式H 桥PWM 方式驱动，已知电动机参数为：额定功率200W ； 额定转速48V ； 额定电流4A ； 额定转速=500r/min ； 电枢回路总电阻8=R Ω； 允许电流过载倍数λ=2； 电势系数=e C 0.04Vmin/r ； 电磁时间常数=L T 0.008s ； 机电时间常数=m T 0.5；电流反馈滤波时间常数=oi T 0.2ms ； 转速反馈滤波时间常数=on T 1ms ；要求转速调节器和电流调节器的最大输入电压==**im nmU U 10V ；两调节器的输出限幅电压为10V；PWM功率变换器的开关频率=f10kHz；放大倍数=K 4.8。

s试对该系统进行动态参数设计，设计指标：稳态无静差；电流超调量≤σ5%；i空载起动到额定转速时的转速超调量σ≤ 25%；过渡过程时间=t0.5 s。

s3. 具体要求(1) 计算电流和转速反馈系数；(2) 按工程设计法，详细写出电流环的动态校正过程和设计结果；(3) 编制Matlab程序，绘制经过小参数环节合并近似后的电流环开环频率特性曲线和单位阶跃响应曲线；(4) 编制Matlab程序，绘制未经过小参数环节合并近似处理的电流环开环频率特性曲线和单位阶跃响应曲线；(5) 按工程设计法，详细写出转速环的动态校正过程和设计结果；(6) 编制Matlab程序，绘制经过小参数环节合并近似后的转速环开环频率特性曲线和单位阶跃响应曲线；(7) 编制Matlab程序，绘制未经过小参数环节合并近似处理的转速环开环频率特性曲线和单位阶跃响应曲线；(8) 建立转速电流双闭环直流调速系统的Simulink仿真模型，对上述分析设计结果进行仿真；(9) 给出阶跃信号速度输入条件下的转速、电流、转速调节器输出、电流调节器输出过渡过程曲线，分析设计结果与要求指标的符合性；(10) 在布置作业后提交详细书面报告，要求单面打印并在左侧装订。

（2）并联 将两个系统按并联方式连接，如图 3（a）所示，在 MATLAB 中可用 parallel
函数实现，如图 3（b）所示。
R(S)
系统1 G1(s)
+
+
系统2 G2(s)
Y(S)
T (s) Y (s) num R(s) den
（a） num1
G1(s) den1
G2 (s)

num 2 den 2
仿真时间区段 三种τ值下的
系统模型 系统响应
生成图形
图 11 MATLAB 文本
对于任意输入，例如正弦输入，应用lsim函数可以求得 =0.025时系统的时 间响应及误差曲线，如图12所示。所用MATLAB文本如图13所示。
x(t)
1 0.8 0.6 0.4 0.2
0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8
t=[0:0.01:0.8];
nG=[50]; tao=0;dG=[0.05 1+50*tao 50];G1=tf(nG,dG); tao=0.0125;dG=[0.05 1+50*tao 50];G2=tf(nG,dG); tao=0.025;dG=[0.05 1+50*tao 50];G3=tf(nG,dG);
y:输出响应
sys:由tf,zpk
x:状态响应
或ss建立的
（仅用于状态空间模型） 模型
u : 输入
t : 仿真时间 区段（可选）
[y, x] lsim[sys, u, t]
图 8 lsim 函数
2.4. 利用 MATLAB 绘制 Bode 图 在MATLAB中，可以用不带输出参数bode函数自动生成Bode图。而用带输