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matlab第二次实验

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MATLAB仿真 实验报告册

姓 名： 班 级： 学 号： 日 期： 实验一 MATLAB软件的安装和基本操作 一、 实验目的 1、 掌握MATLAB的安装知识； 2、 熟练MATLAB软件的基本操作。

二、 实验工具 电脑、MATLAB软件 三、 实验内容

在MATLAB命令窗口建立函数82sin5ty和tycos5，并要求：

1、 采用plot命令绘制曲线（要求在同一个图中绘制，且两个采用不同的颜色）； 2、 将上述曲线采用不同线型进行绘制； 3、 采用坐标命令进行坐标大小调整 4、 为该图进行必要的标注。

四、实验过程 t=0:pi/20:2*pi; >> y1=5*sin(2*t)+8; >> y2=5*cos(t); >> plot(t,y1,'k',t,y2,'r'); axis([0 2*pi -5 13]); >> xlabel('时间');ylabel('辐植');title('三角函数图形'); gtext('上升阶段'); >> legend('y1曲线','y2曲线') 五、实验结论 0123456-4-2024681012时间辐植三角函数图形上升阶段 y1曲线y2曲线 实验二 用MATLAB实现数学运算 一、实验目的 1、掌握MATLAB的基本数学运算； 2、掌握MATLAB的矩阵数学运算。

二、实验工具 电脑、MATLAB软件 三、实验内容

1、用MATLAB实现运算5ln573sin3ey； 2、设]4,2,1[t,求2t和5t；

3、建立矩阵A987654321和B631，求BA和A的秩。 四、实验过程 >> t=[1,2,4]; >> t.*t

ans = 1 4 16 >> t.*t.*t.*t.*t ans = 1 32 1024 >> A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; >> B=[1;3;6]; >> A*B

ans = 25 55 85 >> rank(A) ans = 2

五、实验结论 实验三 M函数的编写与应用 一、实验目的 1、掌握MATLAB的M函数的编写方法； 2、掌握MATLAB的M函数的简单应用。

二、实验工具 电脑、MATLAB软件 三、实验内容 1、在MATLAB中建立M文件，内容为： G1=zpk([],[0 -2],40); sys1=feedback(G1,1); step(sys1,'k:') hold on; Gc=tf([0.5 1],[0.05 1]); sys2=feedback(G1*Gc,1); step(sys2,'k') xlabel('时间') ylabel('幅值') title('校正前后阶跃响应曲线对比图') legend('校正前系统','校正后系统') 2、将上述内容改为M函数调用形式

四、实验过程 function cqjz(G1,Gc) %G1=zpk([],[0 -2],40); sys1=feedback(G1,1); step(sys1,'k:') hold on; % Gc=tf([0.5 1],[0.05 1]); sys2=feedback(G1*Gc,1); step(sys2,'k') xlabel('时间') ylabel('幅值') title('校正前后阶跃响应曲线对比图') legend('校正前系统','校正后系统') >> G1=zpk([],[0 -2],40); Gc=tf([0.5 1],[0.05 1]); cqjz(G1,Gc)

五、实验结论

012345600.20.40.60.811.21.41.61.8 校正前后阶跃响应曲线对比图

时间 (sec)

幅值校正前系统校正后系统 实验四 Simulink工具箱的使用 一、实验目的 1、熟悉Simulink工具箱； 2、掌握Simulink中建立系统模型的方法。

二、实验工具 电脑、MATLAB软件 三、实验内容 1、用simulink实现下列程序语句： Int C=0; If 0BA; C++; Else C--。

2、用simulink建立subsystem，内容为正弦波发生器)sin(tAy，要求幅值、频率和初相任意可调。 四、实验过程

1： 2：

五、实验结论 实验五 MATLAB中数据的导入和导出

一、实验目的 1、理解MATLAB的workspace和simulink模型窗口之间的数据交换； 2、掌握MATLAB的数据交换工具的使用。

二、实验工具 电脑、MATLAB软件 三、实验内容

1、在simulink中建立模型3sin2ty，将其分别采用out1和to workspace工具将数据导入workspace中； 2、将1中得到的workspace中数据分别采用in1和from workspace工具导入simulink模型窗口并用示波器观察；

3、当分别为1、1.5、2和2.5时，在simulink中将模型tysin3波形导入workspace中并在命令窗口中绘制波形（要求所有波形绘制在同一张图上）。 四、实验过程

五、实验结论 实验六 MATLAB建立控制系统模型 一、 实验目的 1、 掌握MATLAB/Simulink仿真的基本知识； 2、 熟练应用MATLAB软件建立控制系统模型。

二、 实验工具 电脑、MATLAB软件 三、 实验内容

已知单位负反馈控制系统开环传递函数为)1)(5()(AsssBsG，其中，A表示自己学号最后一位数（可以是零），B表示自己学号的最后两位数。 1、 用Simulink建立该控制系统模型，分别用单踪、双踪示波器观察模型的阶跃响应曲线；分别用“To Workspace”和“out1”模块将响应参数导入工作空间并在命令窗口绘制该模型的阶跃响应曲线； 2、 在MATLAB命令窗口分别建立该控制系统的传递函数模型和零极点模型，并实现模型之间的相互转换。

四、实验过程

五、实验结论 实验七 控制系统时域分析的MATLAB实现 一、实验目的 1、熟练应用MATLAB/Simulink进行时域分析； 2、能用MATLAB软件进行时域性能指标的求取。

二、实验工具 电脑、MATLAB软件 三、 实验内容

已知单位负反馈控制系统开环传递函数为)5()(AssBsG，其中，A表示自己学号最后一位数（可以是零），B表示自己学号的最后两位数。 1、用Simulink建立该控制系统模型，分别用示波器观察模型的单位阶跃、单位斜坡和单位加速度输入信号的响应曲线；用“To Workspace”或者“out1”模块将三种响应数据导入工作空间并在命令窗口绘制该模型的对应响应曲线（要求在一张图中画出）；求该系统在单位阶跃、单位斜坡和单位加速度输入信号输入时的稳态误差。 2、在命令窗口建立该控制系统模型，求取该控制系统的常用性能指标：超调量、上升时间、调节时间、峰值时间。（方法自选）

四、实验过程

五、实验结论 实验八 控制系统根轨迹分析法的MATLAB实现 一、 实验目的 1、 掌握用MATLAB绘制控制系统零极点图和根轨迹图的方法； 2、 掌握用系统的根轨迹分析控制系统性能的方法。

二、 实验工具 电脑、MATLAB软件 三、 实验内容 1、已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为G(s)

))(1)(()(BsAsCsKsG 其中，A表示自己学号最后一位数（可以是零），B表示自己学号的最后两位数，C表示自己班级号（7或者8）。 （1） 绘制该系统的根轨迹，并分析使该系统稳定的开环增益范围； （2） 将该控制系统用rltool工具进行分析和设计，绘制该系统对应的阶跃响应曲线和伯德图。如果系统不稳定，设计补偿器使其稳定。 （3） 假设该系统是正反馈系统，试绘制该正反馈系统当K从零变化到无穷时的根轨迹。 2、已知单位负反馈系统开环传递函数为

)10()()(ssmsBsG

其中，B表示自己学号最后两位数。试绘制当m从零变化到无穷时的根轨迹图。 四、 实验过程

五、 实验结论 实验九 控制系统频域分析法的MATLAB实现 一、实验目的 1、掌握用MATLAB绘制乃奎斯特曲线和伯德图的方法； 2、掌握用MATLAB函数进行控制系统频域稳定性判定的方法； 3、能用MATLAB求取频域性能指标。

二、实验工具 电脑、MATLAB软件 三、实验内容 已知一高阶系统开环传递函数为

)10)()(5()()(sAsBssCsKsG

其中，A表示自己学号最后一位数（可以是零），B表示自己学号的最后两位数，C表示自己班级号（7或者8）。 1、当开环增益K=1，7，10，20，30时，试分别在一个图中绘制系统的奈氏曲线和伯德图（要求必要的批注）。 2、用奈氏判据判断系统稳定性； 3、用MATLAB计算上面控制系统的相角裕度和模值裕度，并判断系统稳定性。

四、实验过程

五、实验结论

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MATLAB实验报告(1-4)

MATLAB实验报告(1-4)

信号与系统MATLAB第一次实验报告一、实验目的1.熟悉MATLAB软件并会简单的使用运算和简单二维图的绘制。

2.学会运用MATLAB表示常用连续时间信号的方法3.观察并熟悉一些信号的波形和特性。

4.学会运用MATLAB进行连续信号时移、反折和尺度变换。

5.学会运用MATLAB进行连续时间微分、积分运算。

6.学会运用MATLAB进行连续信号相加、相乘运算。

7.学会运用MATLAB进行连续信号的奇偶分解。

二、实验任务将实验书中的例题和解析看懂，并在MATLAB软件中练习例题，最终将作业完成。

三、实验内容1.MATLAB软件基本运算入门。

1). MATLAB软件的数值计算：算数运算向量运算：1.向量元素要用”[ ]”括起来，元素之间可用空格、逗号分隔生成行向量，用分号分隔生成列向量。

2.x=x0:step:xn.其中x0位初始值，step表示步长或者增量，xn 为结束值。

矩阵运算：1.矩阵”[ ]”括起来；矩阵每一行的各个元素必须用”,”或者空格分开；矩阵的不同行之间必须用分号”;”或者ENTER分开。

2.矩阵的加法或者减法运算是将矩阵的对应元素分别进行加法或者减法的运算。

3.常用的点运算包括”.*”、”./”、”.\”、”.^”等等。

举例：计算一个函数并绘制出在对应区间上对应的值。

2).MATLAB软件的符号运算：定义符号变量的语句格式为”syms 变量名”2.MATLAB软件简单二维图形绘制1).函数y=f(x)关于变量x的曲线绘制用语：>>plot(x,y)2).输出多个图像表顺序：例如m和n表示在一个窗口中显示m行n列个图像，p表示第p个区域，表达为subplot(mnp)或者subplot(m,n,p)3).表示输出表格横轴纵轴表达范围：axis([xmax,xmin,ymax,ymin])4).标上横轴纵轴的字母：xlabel(‘x’),ylabel(‘y’)5).命名图像就在subplot写在同一行或者在下一个subplot前：title(‘……’)6).输出：grid on举例1：举例2：3.matlab程序流程控制1).for循环：for循环变量=初值:增量:终值循环体End2).while循环结构：while 逻辑表达式循环体End3).If分支：(单分支表达式)if 逻辑表达式程序模块End(多分支结构的语法格式)if 逻辑表达式1程序模块1Else if 逻辑表达式2程序模块2…else 程序模块nEnd4).switch分支结构Switch 表达式Case 常量1程序模块1Case 常量2程序模块2……Otherwise 程序模块nEnd4.典型信号的MATLAB表示1).实指数信号：y=k*exp(a*t)举例：2).正弦信号：y=k*sin(w*t+phi)3).复指数信号：举例：4).抽样信号5).矩形脉冲信号:y=square(t,DUTY) (width默认为1)6).三角波脉冲信号：y=tripuls(t,width,skew)(skew的取值在-1~+1之间，若skew取值为0则对称)周期三角波信号或锯齿波:Y=sawtooth(t,width)5.单位阶跃信号的MATLAB表示6.信号的时移、反折和尺度变换:Xl=fliplr(x)实现信号的反折7.连续时间信号的微分和积分运算1).连续时间信号的微分运算：语句格式：d iff(function,’variable’,n)Function:需要进行求导运算的函数，variable:求导运算的独立变量，n：求导阶数2).连续时间信号的积分运算：语句格式：int(function,’variable’,a,b)Function:被积函数variable:积分变量a:积分下限b:积分上限(a&b默认是不定积分)8.信号的相加与相乘运算9.信号的奇偶分解四、小结这一次实验让我能够教熟悉的使用这个软件，并且能够输入简单的语句并输出相应的结果和波形图，也在一定程度上巩固了c语言的一些语法。

数学建模实验二：微分方程模型Matlab求解与分析

数学建模实验二：微分方程模型Matlab求解与分析

实验二： 微分方程模型Matlab 求解与分析一、实验目的[1] 掌握解析、数值解法，并学会用图形观察解的形态和进行解的定性分析； [2] 熟悉MATLAB 软件关于微分方程求解的各种命令；[3] 通过范例学习建立微分方程方面的数学模型以及求解全过程； [4] 熟悉离散 Logistic 模型的求解与混沌的产生过程。

二、实验原理1. 微分方程模型与MATLAB 求解解析解用MATLAB 命令dsolve(‘eqn1’,’eqn2’, ...) 求常微分方程（组）的解析解。

其中‘eqni'表示第i 个微分方程，Dny 表示y 的n 阶导数,默认的自变量为t 。

（1） 微分方程 例1 求解一阶微分方程 21y dxdy+= (1) 求通解 输入：dsolve('Dy=1+y^2')输出：ans =tan(t+C1)（2）求特解 输入：dsolve('Dy=1+y^2','y(0)=1','x')指定初值为1，自变量为x 输出：ans =tan(x+1/4*pi)例2 求解二阶微分方程 221()04(/2)2(/2)2/x y xy x y y y πππ'''++-=='=-原方程两边都除以2x ，得211(1)04y y y x x'''++-= 输入:dsolve('D2y+(1/x)*Dy+(1-1/4/x^2)*y=0','y(pi/2)=2,Dy(pi/2)=-2/pi','x')ans =- (exp(x*i)*(pi/2)^(1/2)*i)/x^(1/2) +(exp(x*i)*exp(-x*2*i)*(pi/2)^(3/2)*2*i)/(pi*x^(1/2))试试能不用用simplify 函数化简 输入: simplify(ans)ans =2^(1/2)*pi^(1/2)/x^(1/2)*sin(x) （2）微分方程组例3 求解 d f /d x =3f +4g ; d g /d x =-4f +3g 。

matlab仿真实验2

matlab仿真实验2

(二)控制系统的根轨迹1、G(s)=Kg/[s(s+1)(s+2)]程序：>> sys=tf(1,[1,3,2,0]);>> rlocus(sys);>> title('G(s)=Kg/[s(s+1)(s+2)]根轨迹')（1）由图可知，根轨迹的（起点：-2，终点：∞）（起点：0，终点：∞）（起点：-1，终点：∞）根轨迹条数：3条。

（2）根轨迹分离点：（0.423，0）根轨迹增益：K=0.385。

（3）临界根轨迹增益：Kgl=5.92。

2、G(s)=Kg(s+3)/[s(s+2)] 要求：确定系统具有最大超调量时的根轨迹增益。

程序：>> sys=tf([1,3],[1,2,0]);>>rlocus(sys);>> title('G(s)根轨迹')（图见图一）由图可得具有最大超调量时的根轨迹增益为：0.00552图一3、绘制根轨迹图G(s)=K(s^2+2*s+4)/[(s+4)(s+6)(s^2+4s+1)]程序：>> sys=tf([1,2,4],[1,14,65,106,24]);>> rlocus(sys);>> title('G(s)=K(s^2+2*s+4)/[(s+4)(s+6)(s^2+4s+1)]根轨迹')（图见图二）4、绘制下列各系统根轨迹图。

开环传递函数：(1)G(s)H(s)=k(s+0.2)/[s^2(s+3.6)]程序：>> sys=tf([1,0.2],[1,3.6,0]);>>rlocus(sys);>>title('G(s)H(s)=k(s+0.2)/[s^2(s+3.6)]根轨迹')（图见图三）(2)G(s)H(s)=k/[s(s+0.5)(s^2+0.6s+10)]程序：>> sys=tf(1,[1,1.1,10.3,5]);>> rlocus(sys);>> title('G(s)H(s)=k/[s(s+0.5)(s^2+0.6s+10)]根轨迹')（图见图四）5、试绘制下面系统根轨迹：G(s)H(s)=k(s+1)/[s(s-1)(s^2+4s+16)]程序：>> sys=tf([1,1],[1,3,2,-16]);>>rlocus(sys);>>title('G(s)H(s)=k(s+1)/[s(s-1)(s^2+4s+16)]') （图见图五）图二图三图四图五。

过程控制系统的MATLAB实验

过程控制系统的MATLAB实验

过程控制系统的M A T L A B实验————用MATLAB中的simulink模块构建控制系统1、建立系统数学模型给系统加入一个输入（单位阶跃）扰动，测量其输出变化曲线。

按照反应曲线法（书中77页、33页）确定对应于输出曲线的传递函数。

K o=5/1=5tao=3y=5*.0632= 对应横坐标 T+tao=T o=G o(s)=5e-3s/+12、建立一个简单控制系统，测量控制系统的过渡过程及品质指标学会使用simulink模块，根据要求能够建立仿真系统并进行系统仿真。

设一流量控制系统如图所示，对象的传递函数为：5。

采用PID++(1)(2)s s控制器。

①、②、）为10;C=第一峰值= 第二峰值=图1. 流量控制B= B`=衰减比n=B/B`超调亮σ=B/C余差e=r-C=过渡过程时间Ts=③、采用PI控制器、比例作用（proportional）为10, 积分作用（integral）为5;C=1第一峰值= 第二峰值=B== B`==衰减比n=B/B`超调亮σ=B/C余差e=r-C=1-1=0过渡过程时间Ts=④、采用PID控制器，比例作用（proportional）为10, 积分作用（integral）为5和微分作用（derivative）为。

C=1第一峰值= 第二峰值=B== B`==衰减比n=B/B`超调亮σ=B/C余差e=r-C=1-1=0过渡过程时间Ts=观察并记录：在②、③和④的情况下的衰减比，超调量，余差，过渡过程时间。

⑤、采用P控制器，改变比例作用（proportional）从到3。

观察输出曲线的变化，用根轨迹理论说明为什么？Kp=Kp=Kp=Kp=2Kp=33、 采用P 、PI 和PD 控制器验证参数变化对输出的影响设一流量控制系统如图1所示，对象的传递函数为：2398s s ++。

1）、采用P 控制器，令增益分别为：10；30；60，观察输出变化。

①、超调量；②、误差；③、震荡情况。