实验二面向结构图的仿真
四思考题
（1）在未考虑调节阀饱和特性时，讨论一下两个水箱液位的变化情况，工业上是否允许讨论阀位的变化情况，工业上是否能实现
答：在一开始阀位大开，H1，H2液位上升迅速，很快就达到预期值。但显然不能在工业上实现。阀位有其本身的最大最小的限制，在仿真中出现的超过100%的情况在现实生活中不可能出现，因此这一部分对应的控制效果也是无效的。
（2）与实验三相比，考虑调节阀饱和特性前后，响应有何不同
答：H1 H2的液位在考虑饱和特性之后，响应曲线比不考虑的时候略微平缓一些。第一部分线性系统仿真
一实验目的
1．掌握理解控制系统闭环仿真技术。
2．掌握理解面向结构图的离散相似法的原理和程序结构。
3．掌握MATLAB 中C2D 函数的用法，掌握双线性变换的原理。
二实验内容
根据上面的各式，编写仿真程序，实现无扰动时给定值阶跃仿真实验
1. 取K P= ，T i = 85 s T = 10s，ΔH2 S =H2set_ percent = 80, ΔQ d = 0，
tend = 700，进行仿真实验，绘制响应曲线。
clc
clear all
A=2;
ku=;
H10=;
H20=;
alpha12 = sqrt(H10);
alpha2 = sqrt(H20);
R12=2*sqrt(H10)/alpha12;
R2=2*sqrt(H20)/alpha2;
H1SpanLo=0;
H2SpanLo=0;
H1SpanHi=;
H2SpanHi=;
Kp=;
Ti=85;
R12*A
R12
ad = 1/(A*R12);
a1 = 1/(A*R12);
a2 = 1/(A*R2);
Kc=Kp/Ti;
bc=Ti;
Kd = 1/A;
K1 = ku/A;
K2 = 1/(A*R12);
uc(1)=0;ud(1)=0;u1(1)=0;u2(1)=0;
xc(1)=0;xd(1)=0;x1(1)=0;x2(1)=0;
yd(1)=0;yc(1)=0;y1(1)=0;y2(1)=0;
nCounter = 70;
T=10;
k=1;
deltaQd=0;
H20_percent=(H20-H2SpanLo)/(H2SpanHi-H2SpanLo)*100;
H2=80;
tend = nCounter*T;
for t=T:T:tend
k=k+1;
uc(k)= (H2 - (y2(k-1)+H20-H2SpanLo)/(H2SpanHi-H2SpanLo)*100)/100;
ud(k)=deltaQd;
u1(k)=yc(k-1);
u2(k)=y1(k-1);
xc(k) = xc(k-1) + Kc*T*uc(k-1); yc(k)=xc(k)+bc*Kc*uc(k);
xd(k) = exp(-ad*T)*xd(k-1) + Kd/ad*(1-exp(-ad*T))*ud(k);yd(k)=xd(k);
x1(k) = exp(-a1*T)*x1(k-1) + K1/a1*(1-exp(-a1*T))*u1(k);y1(k)=x1(k);
x2(k) = exp(-a2*T)*x2(k-1) + K2/a2*(1-exp(-a2*T))*u2(k);y2(k)=x2(k);
end
Hlevel(:,1)=(y1+H10-H1SpanLo)/(H1SpanHi-H1SpanLo)*100;
Hlevel(:,2)=(y2+H20-H2SpanLo)/(H2SpanHi-H2SpanLo)*100;
yc=(yc+*100;
y2sp=H2*ones(size(y1'));
yv=yc;
textPositionH1=max(Hlevel(:,1));
textPositionH2=max(Hlevel(:,2));
H2Steady=Hlevel(size(Hlevel(:,1),1),1)*ones(size(y1'));
xmax=max(0:T:tend);
xmin=0;
ymax=110;
ymin=50;
scrsz = get(0,'ScreenSize');
gca=figure('Position',[5 10 scrsz(3)-10 scrsz(4)-90]);
%gca=figure('Position',[5 10 scrsz(3)/2 scrsz(4)/])
set(gca,'Color','w');
plot(0:T:tend,Hlevel(:,1),'r','LineWidth',2)
hold on
plot(0:T:tend,Hlevel(:,2),'b','LineWidth',2)
hold on
plot(0:T:tend,yv,'k','LineWidth',2)
hold on
plot(0:T:tend,y2sp,'g','LineWidth',2)
hold on
plot(0:T:tend,H2Steady,'y','LineWidth',2)
line([tend/2 tend/2+27],[(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/10
(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/10],'Color','r','LineWidth',6)
text(tend/2+27,(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/10,' 第一个水箱的液位H1','FontSize',16) line([tend/2 tend/2+27],[(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/6
(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/6],'Color','b','LineWidth',6)
text(tend/2+27,(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/6,' 第二个水箱的液位H2','FontSize',16) line([tend/2 tend/2+27],[(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/
(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/],'Color','g','LineWidth',6)
text(tend/2+27,(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/,' 第二个水箱的液位给定值','FontSize',16) line([tend/2 tend/2+27],[(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/
(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/],'Color','k','LineWidth',6)
text(tend/2+27,(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/,'阀位变化情况','FontSize',16)
axis([xmin xmax ymin ymax]);
text(tend/5,ymax+,' 实验二不考虑阀位饱和特性时的控制效果','FontSize',22)
grid
2. 用MATLAB 求出从输入到输出的传递函数，并将其用c2d 函数，利用双线性变换法转换为离散模型，再用dstep()函数求离散模型的阶跃响应，阶跃幅值为3。
clc
clear all
A=2;
ku=;
H10=;
H20=;
alpha12 = sqrt(H10);
alpha2 = sqrt(H20);
R12=2*sqrt(H10)/alpha12;
R2=2*sqrt(H20)/alpha2;
H1SpanLo=0;
H2SpanLo=0;
H1SpanHi=;
H2SpanHi=;
Kp=;
Ti=85;
R12*A
R12
ad = 1/(A*R12);
a1 = 1/(A*R12);
a2 = 1/(A*R2);
Kc=Kp/Ti;
bc=Ti;
Kd = 1/A;
K1 = ku/A; K2 = 1/(A*R12);
numc=[Kc*bc,Kc];% 用 MATLAB 求出从输入到输出的传递函数， denc=[1]; num1=[K1]; den1=[1,a1]; num2=[K2]; den2=[1,a2];
gc=tf(numc,denc); g1=tf(num1,den1); g2=tf(num2,den2); Sysq=gc*g1*g2;
SysG=feedback(Sysq,1);
gg=c2d(SysG,10,’tustin’);% 用c2d 函数，利用双线性变换法转 换为离散模型
dstep(3*{1},{1});%用dstep()函数求离散模型的阶跃响应，阶跃幅值为3 结果
0510152025
0.06
0.080.10.120.140.160.18
0.20.220.24Step Response
Time (seconds)
A m p l i t u d e
三实验报告
实验完成后，要写出实验报告，内容包括：
1．实验步骤及说明；
2．实验所用的仿真程序清单，以及程序结构的简单说明；
第二部分含有非线性环节的控制系统仿真
一实验目的
4．掌握理解控制系统闭环仿真技术。
5．掌握理解面向结构图的离散相似法的原理和程序结构。
6．掌握理含有非线性环节的控制系统的仿真方法。
二实验内容
根据上面的各式，编写仿真程序，实现无扰动时给定值阶跃仿真实验
1. 取K P= ，T i = 85 s T = 10s，ΔH2 S =H2set_ percent = 80, ΔQ d = 0，tend = 700，进行仿真实验，绘制响应曲线。
clc
clear all
A=2;
ku=;
H10=;
H20=;
alpha12 = sqrt(H10);
alpha2 = sqrt(H20);
R12=2*sqrt(H10)/alpha12;
R2=2*sqrt(H20)/alpha2;
H1SpanLo=0;
H2SpanLo=0;
H1SpanHi=;
H2SpanHi=;
Kp=;;
Ti=*100;
%Kp=;
%Ti=999999;
ad = 1/(A*R12);
a1 = 1/(A*R12);
a2 = 1/(A*R2);
Kc=Kp/Ti;
bc=Ti;
Kd = 1/A;
K1 = ku/A;
K2 = 1/(A*R12);
uc(1)=0;uv(1)=0;ud(1)=0;u1(1)=0;u2(1)=0;
xc(1)=0;xv(1)=0;xd(1)=0;x1(1)=0;x2(1)=0;
yc(1)=0;yv(1)=0;yd(1)=0;y1(1)=0;y2(1)=0;
nCounter = 70;
T=10;
k=1;
deltaQd=0;
c=;
H20_percent=(H20-H2SpanLo)/(H2SpanHi-H2SpanLo)*100;
H2set_percent=80;
tend = nCounter*T;
for t=T:T:tend
k=k+1;
uc(k)= (H2set_percent - (y2(k-1)+H20-H2SpanLo)/(H2SpanHi-H2SpanLo)*100)/100;
uv(k)=yc(k-1);
ud(k)=deltaQd;
if uv(k)>c
yv(k)=c;
end
if uv(k)<-c
yv(k)=0;
end
if uv(k)<=c & uv(k)>=-c
yv(k)=uv(k);
end
u1(k)=yv(k);
u2(k)=y1(k-1);
xc(k) = xc(k-1) + Kc*T*uc(k-1); yc(k)=xc(k)+bc*Kc*uc(k);
xd(k) = exp(-ad*T)*xd(k-1) + Kd/ad*(1-exp(-ad*T))*ud(k);yd(k)=xd(k);
x1(k) = exp(-a1*T)*x1(k-1) + K1/a1*(1-exp(-a1*T))*u1(k);y1(k)=x1(k);
x2(k) = exp(-a2*T)*x2(k-1) + K2/a2*(1-exp(-a2*T))*u2(k);y2(k)=x2(k);
end
Hlevel(:,1)=(y1+H10-H1SpanLo)/(H1SpanHi-H1SpanLo)*100;
Hlevel(:,2)=(y2+H20-H2SpanLo)/(H2SpanHi-H2SpanLo)*100;
yv=(yv+*100;
y2sp=H2set_percent*ones(size(y1'));
textPositionH1=max(Hlevel(:,1));
textPositionH2=max(Hlevel(:,2));
H2Steady=Hlevel(size(Hlevel(:,1),1),1)*ones(size(y1'));
xmax=max(0:T:tend);
xmin=0;
ymax=110;
ymin=50;
scrsz = get(0,'ScreenSize');
gca=figure('Position',[5 10 scrsz(3)-10 scrsz(4)-90])
%gca=figure('Position',[5 10 scrsz(3)/2 scrsz(4)/])
set(gca,'Color','w');
plot(0:T:tend,Hlevel(:,1),'r','LineWidth',2)
hold on
plot(0:T:tend,Hlevel(:,2),'b','LineWidth',2)
hold on
plot(0:T:tend,yv,'k','LineWidth',2)
hold on
plot(0:T:tend,y2sp,'g','LineWidth',2)
hold on
plot(0:T:tend,H2Steady,'y','LineWidth',2)
line([tend/2 tend/2+27],[(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/10
(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/10],'Color','r','LineWidth',6)
text(tend/2+27,(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/10,' 第一个水箱的液位H1','FontSize',16) line([tend/2 tend/2+27],[(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/6
(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/6],'Color','b','LineWidth',6)
text(tend/2+27,(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/6,' 第二个水箱的液位H2','FontSize',16) line([tend/2 tend/2+27],[(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/
(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/],'Color','g','LineWidth',6)
text(tend/2+27,(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/,' 第二个水箱的液位给定值','FontSize',16) line([tend/2 tend/2+27],[(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/
(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/],'Color','k','LineWidth',6)
text(tend/2+27,(ymax-ymin)/2+ymin-(ymax-ymin)/,'阀位变化情况',16)
axis([xmin xmax ymin ymax]);
text(tend/5,ymax+,'实验三考虑阀位饱和特性时的控制效果','FontSize',22)
grid
四实验报告
实验完成后，要写出实验报告，内容包括：
1．实验步骤及说明；
3．实验所用的仿真程序清单，以及程序结构的简单说明；
实验一 MATLAB 及仿真实验（控制系统的时域分析） 一、实验目的 学习利用MATLAB 进行控制系统时域分析，包括典型响应、判断系统稳定性和分析系统的动态特性； 二、预习要点 1、 系统的典型响应有哪些？ 2、 如何判断系统稳定性？ 3、 系统的动态性能指标有哪些？ 三、实验方法 （一） 四种典型响应 1、 阶跃响应： 阶跃响应常用格式： 1、)(sys step ；其中sys 可以为连续系统，也可为离散系统。 2、),(Tn sys step ；表示时间范围0---Tn 。 3、),(T sys step ；表示时间范围向量T 指定。 4、),(T sys step Y =；可详细了解某段时间的输入、输出情况。 2、 脉冲响应： 脉冲函数在数学上的精确定义：0 ,0)(1)(0 ?==?∞ t x f dx x f 其拉氏变换为：) ()()()(1)(s G s f s G s Y s f === 所以脉冲响应即为传函的反拉氏变换。 脉冲响应函数常用格式： ① )(sys impulse ； ② ); ,();,(T sys impulse Tn sys impulse ③ ),(T sys impulse Y = （二） 分析系统稳定性 有以下三种方法： 1、 利用pzmap 绘制连续系统的零极点图； 2、 利用tf2zp 求出系统零极点； 3、 利用roots 求分母多项式的根来确定系统的极点 （三） 系统的动态特性分析 Matlab 提供了求取连续系统的单位阶跃响应函数step 、单位脉冲响应函数impulse 、零输入响应函数initial 以及任意输入下的仿真函数lsim.
系统工程实验报告 学院：管工学院 班级:工业工程102班 姓名：管华同 学号：109094042
实验一：解释结构模型 一、实验目的： 熟悉EXCEL，掌握解释结构模型规范方法。 二、实验内容： 1.已知可达矩阵如下表1 12345678 111010000 201000000 311110000 401010000 501011000 601011111 701011011 800000001 2. EXCEL中对错误！未找到引用源。中的可达矩阵用实用方法建立其递阶结构模型。（1）对可达矩阵进行缩减，得到缩减矩阵 12345678 111010000 201000000 311110000 401010000 501011000 601011111 701011011 800000001 （2）按小到大给每行排序 1 2 3 4 5 6 7 8 每行的和 2 0 1 0 0 0 0 0 0 1 8 0 0 0 0 0 0 0 1 1 4 0 1 0 1 0 0 0 0 2 1 1 1 0 1 0 0 0 0 3 5 0 1 0 1 1 0 0 0 3 3 1 1 1 1 0 0 0 0 4 7 0 1 0 1 1 0 1 1 5 6 0 1 0 1 1 1 1 1 6
（3）调整行列构成对角单位矩阵 2 8 4 1 5 3 7 6 每行的和 2 1 0 0 0 0 0 0 0 1 8 0 1 0 0 0 0 0 0 1 4 1 0 1 0 0 0 0 0 2 1 1 0 1 1 0 0 0 0 3 5 1 0 1 0 1 0 0 0 3 3 1 0 1 1 0 1 0 0 4 7 1 1 1 0 1 0 1 0 5 6 1 1 1 0 1 0 1 1 6 （4）画出递阶结构有向图 28 4 15 37 6（4）递阶结构模型完成。第一级第五级第二级 第三级第四级
《控制系统仿真与CAD》 实验课程报告
一、实验教学目标与基本要求 上机实验是本课程重要的实践教学环节。实验的目的不仅仅是验证理论知识，更重要的是通过上机加强学生的实验手段与实践技能，掌握应用 MATLAB/Simulink 求解控制问题的方法，培养学生分析问题、解决问题、应用知识的能力和创新精神，全面提高学生的综合素质。 通过对MATLAB/Simulink进行求解，基本掌握常见控制问题的求解方法与命令调用，更深入地认识和了解MATLAB语言的强大的计算功能与其在控制领域的应用优势。 上机实验最终以书面报告的形式提交，作为期末成绩的考核内容。 二、题目及解答 第一部分：MATLAB 必备基础知识、控制系统模型与转换、线性控制系统的计算机辅助分析 1. >>f=inline('[-x(2)-x(3);x(1)+a*x(2);b+(x(1)-c)*x(3)]','t','x','flag','a','b','c');[t,x]=ode45( f,[0,100],[0;0;0],[],0.2,0.2,5.7);plot3(x(:,1),x(:,2),x(:,3)),grid,figure,plot(x(:,1),x(:,2)), grid
2. >>y=@(x)x(1)^2-2*x(1)+x(2);ff=optimset;https://www.doczj.com/doc/e216520307.html,rgeScale='off';ff.TolFun=1e-30;ff.Tol X=1e-15;ff.TolCon=1e-20;x0=[1;1;1];xm=[0;0;0];xM=[];A=[];B=[];Aeq=[];Beq=[];[ x,f,c,d]=fmincon(y,x0,A,B,Aeq,Beq,xm,xM,@wzhfc1,ff) Warning: Options LargeScale = 'off' and Algorithm = 'trust-region-reflective' conflict. Ignoring Algorithm and running active-set algorithm. To run trust-region-reflective, set LargeScale = 'on'. To run active-set without this warning, use Algorithm = 'active-set'. > In fmincon at 456 Local minimum possible. Constraints satisfied. fmincon stopped because the size of the current search direction is less than twice the selected value of the step size tolerance and constraints are satisfied to within the selected value of the constraint tolerance.
信号与系统仿真实验报告1．实验目的 了解MATLAB的基本使用方法和编程技术，以及Simulink平台的建模与动态仿真方法，进一步加深对课程内容的理解。 2．实验项目 信号的分解与合成，观察Gibbs现象。 信号与系统的时域分析，即卷积分、卷积和的运算与仿真。 信号的频谱分析，观察信号的频谱波形。 系统函数的形式转换。 用Simulink平台对系统进行建模和动态仿真。 3．实验内容及结果 3.1以周期为T，脉冲宽度为2T1的周期性矩形脉冲为例研究Gibbs现象。 已知周期方波信号的相关参数为：x(t)=∑ak*exp(jkω),ω=2*π/T,a0=2*T1/T,ak=sin(kωT1)/kπ。画出x(t)的波形图（分别取m=1,3,7,19,79,T=4T1）,观察Gibbs现象。 m=1; T1=4; T=4*T1;k=-m:m; w0=2*pi/T; a0=2*T1/T; ak=sin(k*w0*T1)./(k*pi); ak(m+1)=a0; t=0:0.1:40; x=ak*exp(j*k'*w0*t); plot(t,real(x)); 3.2求卷积并画图 (1)已知：x1(t)=u(t-1)-u(t-2), x2(t)=u(t-2)-u(t-3)求：y(t)=x1(t)*x2(t)并画出其波形。 t1=1:0.01:2; f1=ones(size(t1)); f1(1)=0; f1(101)=0; t2=2:0.01:3; f2=ones(size(t2)); f2(1)=0; f2(101)=0; c=conv(f1,f2)/100;
t3=3:0.01:5; subplot(311); plot(t1,f1);axis([0 6 0 2]); subplot(312); plot(t2,f2);axis([0 6 0 2]); subplot(313); plot(t3,c);axis([0 6 0 2]); (2）已知某离散系统的输入和冲击响应分别为：x[n]=[1,4,3,5,1,2,3,5], h[n]=[4,2,4,0,4,2].求系 统的零状态响应，并绘制系统的响应图。 x=[1 4 3 5 1 2 3 5]; nx=-4:3; h=[4 2 4 0 4 2]; nh=-3:2; y=conv(x,h); ny1=nx(1)+nh(1); ny2=nx(length(nx))+nh(length(nh)); ny=[ny1:ny2]; subplot(311); stem(nx,x); axis([-5 4 0 6]); ylabel('输入') subplot(312); stem(nh,h); axis([-4 3 0 5]); ylabel('冲击效应') subplot(313); stem(ny,y); axis([-9 7 0 70]); ylabel('输出'); xlabel('n'); 3.3 求频谱并画图 (1) 门函数脉冲信号x1(t)=u(t+0.5)-u(t-0.5) N=128;T=1; t=linspace(-T,T,N); x=(t>=-0.5)-(t>=0.5); dt=t(2)-t(1); f=1/dt; X=fft(x); F=X(1:N/2+1); f=f*(0:N/2)/N; plot(f,F)
实验二 最少拍控制系统仿真 一、 实验目的 1. 学习最少拍系统的设计方法和使用Matlab 进行仿真的方法 二、 实验器材 x86系列兼容型计算机，Matlab 软件 三、 实验原理 建立所示的数字系统控制模型并进行系统仿真，已知)1(10)(+= s s s G P ，采样周期T=1s 。 广义被控对象脉冲传递函数： [])3679.01)(1()718.01(679.3)1(1)()(1111-------+=??????+?-==z z z z s s K s e Z s G Z z G Ts ，则G(z)的零点为-0.718(单位圆内)、极点为1(单位圆上)、0.368(单位圆内)，故u=0，v=1，m=1。 a. 有纹波系统 单位阶跃信号：根据稳定性要求，G(z)中z=1的极点应包含在Φe (z)的零点中，系统针对阶跃输入进行设计，q=1，显然准确性条件中已满足了稳定性要求，于是可设01)(?-=Φz z ，根据1)1(=Φ求得10=?，则1)(-=Φz z ， 11718.01)3679.01(2717.0)(1)()(1)(--+-=Φ-Φ=z z z z z G z D 。 单位斜披信号：根据稳定性要求，G(z)中z=1的极点应包含在Φe (z)的零点中，系统针对阶跃输入进行设计，q=2，显然准确性条件中已满足了稳定性要求，于是可设)()(1101--+=Φz z z ??，根据1)1(=Φ，0)1('=Φ求得20=?，11-=?，则 2 12)(---=Φz z z ，)718.01)(1()5.01)(3679.01(5434.0)(1)()(1)(1111----+---=Φ-Φ=z z z z z z z G z D 。 单位加速度信号：根据稳定性要求，G(z)中z=1的极点应包含在Φe (z)的零点中，系统
实验一 Matlab使用方法和程序设计 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、基本运算和程序控制语句 3、熟悉Matlab绘图命令及基本绘图控制 4、熟悉Matlab程序设计的基本方法 二、实验内容 1、帮助命令 使用help命令，查找sqrt（开方）函数的使用方法； 2、矩阵运算 （1）矩阵的乘法 已知A=[1 2;3 4]; B=[5 5;7 8]; 求A^2*B （2）矩阵除法 已知A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; B=[1 0 0;0 2 0;0 0 3]; A\B,A/B （3）矩阵的转置及共轭转置 已知A=[5+i,2-i,1;6*i,4,9-i]; 求A.', A' （4）使用冒号选出指定元素 已知：A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; 求A中第3列前2个元素；A中所有列第2，3行的元素； （5）方括号[] 用magic函数生成一个4阶魔术矩阵，删除该矩阵的第四列 3、多项式 （1）求多项式p(x) = x3 - 2x - 4的根 （2）已知A=[1.2 3 5 0.9;5 1.7 5 6;3 9 0 1;1 2 3 4] ， 求矩阵A的特征多项式; 求特征多项式中未知数为20时的值； 4、基本绘图命令 （1）绘制余弦曲线y=cos(t)，t∈[0，2π] （2）在同一坐标系中绘制余弦曲线y=cos(t-0.25)和正弦曲线y=sin(t-0.5)，t∈[0，2π] 5、基本绘图控制 绘制[0，4π]区间上的x1=10sint曲线，并要求： （1）线形为点划线、颜色为红色、数据点标记为加号； （2）坐标轴控制：显示范围、刻度线、比例、网络线 （3）标注控制：坐标轴名称、标题、相应文本； 6、基本程序设计 （1）编写命令文件：计算1+2+?+n<2000时的最大n值； （2）编写函数文件：分别用for和while循环结构编写程序，求2的0到n次幂的和。 三、预习要求 利用所学知识，编写实验内容中2到6的相应程序，并写在预习报告上。
Matlab通信原理仿真 学号： 2142402 姓名：圣斌
实验一Matlab 基本语法与信号系统分析 一、实验目的： 1、掌握MATLAB的基本绘图方法； 2、实现绘制复指数信号的时域波形。 二、实验设备与软件环境： 1、实验设备：计算机 2、软件环境：MATLAB R2009a 三、实验内容： 1、MATLAB为用户提供了结果可视化功能，只要在命令行窗口输入相应的命令，结果就会用图形直接表示出来。 MATLAB程序如下： x = -pi::pi; y1 = sin(x); y2 = cos(x); %准备绘图数据 figure(1); %打开图形窗口 subplot(2,1,1); %确定第一幅图绘图窗口 plot(x,y1); %以x，y1绘图 title('plot(x,y1)'); %为第一幅图取名为’plot(x,y1)’ grid on; %为第一幅图绘制网格线 subplot(2,1,2) %确定第二幅图绘图窗口 plot(x,y2); %以x，y2绘图 xlabel('time'),ylabel('y') %第二幅图横坐标为’time’,纵坐标为’y’运行结果如下图： 2、上例中的图形使用的是默认的颜色和线型，MATLAB中提供了多种颜色和线型，并且可以绘制出脉冲图、误差条形图等多种形式图： MATLAB程序如下： x=-pi:.1:pi; y1=sin (x); y2=cos (x); figure (1); %subplot (2,1,1); plot (x,y1); title ('plot (x,y1)'); grid on %subplot (2,1,2); plot (x,y2);
哈尔滨理工大学实验报告 控制系统仿真 专业：自动化12-1 学号：1230130101 姓名：
一．分析系统性能 课程名称控制系统仿真实验名称分析系统性能时间8.29 地点3# 姓名蔡庆刚学号1230130101 班级自动化12-1 一．实验目的及内容： 1. 熟悉MATLAB软件的操作过程； 2. 熟悉闭环系统稳定性的判断方法； 3. 熟悉闭环系统阶跃响应性能指标的求取。 二．实验用设备仪器及材料： PC, Matlab 软件平台 三、实验步骤 1. 编写MATLAB程序代码； 2. 在MATLAT中输入程序代码，运行程序； 3.分析结果。 四．实验结果分析： 1.程序截图
得到阶跃响应曲线 得到响应指标截图如下
2.求取零极点程序截图 得到零极点分布图 3.分析系统稳定性 根据稳定的充分必要条件判别线性系统的稳定性最简单的方法是求出系统所有极点,并观察是否含有实部大于0的极点，如果有系统不稳定。有零极点分布图可知系统稳定。
二．单容过程的阶跃响应 一、实验目的 1. 熟悉MATLAB软件的操作过程 2. 了解自衡单容过程的阶跃响应过程 3. 得出自衡单容过程的单位阶跃响应曲线 二、实验内容 已知两个单容过程的模型分别为 1 () 0.5 G s s =和5 1 () 51 s G s e s - = + ，试在 Simulink中建立模型，并求单位阶跃响应曲线。 三、实验步骤 1. 在Simulink中建立模型，得出实验原理图。 2. 运行模型后，双击Scope，得到的单位阶跃响应曲线。 四、实验结果 1．建立系统Simulink仿真模型图，其仿真模型为
中南大学系统仿真实验报告 指导老师胡杨 实验者 学号 专业班级 实验日期 2014.6.4 学院信息科学与工程学院
目录 实验一MATLAB中矩阵与多项式的基本运算 (3) 实验二MATLAB绘图命令 (7) 实验三MATLAB程序设计 (9) 实验四MATLAB的符号计算与SIMULINK的使用 (13) 实验五MATLAB在控制系统分析中的应用 (17) 实验六连续系统数字仿真的基本算法 (30)
实验一MATLAB中矩阵与多项式的基本运算 一、实验任务 1．了解MATLAB命令窗口和程序文件的调用。 2．熟悉如下MATLAB的基本运算： ①矩阵的产生、数据的输入、相关元素的显示； ②矩阵的加法、乘法、左除、右除； ③特殊矩阵：单位矩阵、“1”矩阵、“0”矩阵、对角阵、随机矩阵的产生和运算； ④多项式的运算：多项式求根、多项式之间的乘除。 二、基本命令训练 1．eye(m) m=3; eye(m) ans = 1 0 0 0 1 0 0 0 1 2．ones(n)、ones(m,n) n=1;m=2; ones(n) ones(m,n) ans = 1 ans = 1 1
3．zeros(m,n) m=1,n=2; zeros(m,n) m = 1 ans = 0 0 4．rand(m,n) m=1;n=2; rand(m,n) ans = 0.8147 0.9058 5．diag(v) v=[1 2 3]; diag(v) ans = 1 0 0 0 2 0 0 0 3 6．A\B 、A/B、inv(A)*B 、B*inv(A) A=[1 2;3 4];B=[5 6;7 8]; a=A\B b=A/B c=inv(A)*B d=B*inv(A) a = -3 -4 4 5 b = 3.0000 -2.0000 2.0000 -1.0000
《MATLAB与控制系统仿真》 实验报告 班级： 学号： 姓名： 时间：2013 年 6 月
目录实验一MATLAB环境的熟悉与基本运算（一）实验二MATLAB环境的熟悉与基本运算（二）实验三MATLAB语言的程序设计 实验四MATLAB的图形绘制 实验五基于SIMULINK的系统仿真 实验六控制系统的频域与时域分析 实验七控制系统PID校正器设计法 实验八线性方程组求解及函数求极值
实验一MATLAB环境的熟悉与基本运算（一） 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、实验基本原理 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 表1 MATLAB常用命令 变量与运算符 3．1变量命名规则 3．2 MATLAB的各种常用运算符 表3 MATLAB关系运算符 表4 MATLAB逻辑运算符
| Or 逻辑或 ~ Not 逻辑非 Xor逻辑异或 符号功能说明示例符号功能说明示例 ：1:1:4;1:2:11 . ；分隔行.. ，分隔列… （）% 注释 [] 构成向量、矩阵！调用操作系统命令 {} 构成单元数组= 用于赋值 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 三、主要仪器设备及耗材 计算机 四．实验程序及结果 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MATLAB，将该文件夹添加到MATLAB路径管理器中。 3、学习使用help命令。
系统工程仿真实验报告 姓名：_蒋智颖_ 学号：_110061047_ 成绩：___________ 实验一：基于VENSIM的系统动力学仿真 一、实验目的 VENSIM是一个建模工具，可以建立动态系统的概念化的，文档化的仿真、分析和优化模型。PLE（个人学习版）是VENSIM的缩减版，主要用来简单化学习动态系统，提供了一种简单富有弹性的方法从常规的循环或储存过程和流程图建立模型。本实验就是运用VENSIM进行系统动力学仿真，进一步加深对系统动力学仿真的理解。 二、实验软件 VENSIM PLE 三、原理 1、在VENSIM中建立系统动力学流图； 2、写出相应的DYNAMO方程； 3、仿真出系统中水准变量随时间的响应趋势； 四、实验内容及要求 某城市国营和集体服务网点的规模可用SD来研究。现给出描述该问题的DYNAMO方程及其变量说明。 L S·K=S·J+DT*NS·JK N S=90 R NS·KL=SD·K*P·K/(LENGTH-TIME·K) A SD·K=SE-SP·K C SE=2 A SP·K=SR·K/P·K A SR·K=SX+S·K C SX=60 L P·K=P·J+DT*NP·JK N P=100 R NP·KL=I*P·K C I=0.02 其中：LENGTH为仿真终止时间、TIME为当前仿真时刻，均为仿真控制变量；S为个体服务网点数(个)、NS为年新增个体服务网点数(个/年)、SD为实际千人均服务网点与期望差(个/千人)、SE为期望的千人均网点数、SP为的千人均网点数(个/千人)、SX为非个体服务网点数(个)、SR为该城市实际拥有的服务网点数(个)、P为城市人口数(千人)、NP为年新
一、系统描述 1.1.系统背景 本系统将基于下面的卫星屏幕快照创建一个模型。当前道路网区域的两条道路均为双向，每个运动方向包含一条车道。Tapiolavagen路边有一个巴士站，Menninkaisentie路边有一个带五个停车位的小型停车场。 1.2.系统描述 （1）仿真十字路口以及三个方向的道路，巴士站，停车点；添加小汽车、公交车的三维动画，添加红绿灯以及道路网络描述符； （2）创建仿真模型的汽车流程图，三个方向产生小汽车，仿真十字路口交通运行情况。添加滑条对仿真系统中的红绿灯时间进行实时调节。添加分析函数，统计系统内汽车滞留时间，用直方图进行实时展示。 二、仿真目标 1、timeInSystem值：在流程图的结尾模块用函数统计每辆汽车从产生到丢弃的，在系统中留存的时间。 2、p_SN为十字路口SN方向道路的绿灯时间，p_EW为十字路口EW方向道路的绿灯时间。 3、Arrival rate：各方向道路出现车辆的速率（peer hour）。
三、系统仿真概念分析 此交通仿真系统为低抽象层级的物理层模型，采用离散事件建模方法进行建模，利用过程流图构建离散事件模型。 此十字路口交通仿真系统中，实体为小汽车和公交车，可以源源不断地产生；资源为道路网络、红绿灯时间、停车点停车位和巴士站，需要实施分配。系统中小汽车（car）与公共汽车（bus）均为智能体，可设置其产生频率参数，行驶速度，停车点停留时间等。 四、建立系统流程 4.1.绘制道路 使用Road Traffic Library中的Road模块在卫星云图上勾画出所有的道路，绘制交叉口，并在交叉口处确保道路连通。 4.2.建立智能体对象 使用Road Traffic Library中的Car type模快建立小汽车（car）以及公共汽车（bus）的智能体对象。 4.3.建立逻辑 使用Road Traffic Library中的Car source、Car Move To、Car Dispose、
《工程系统建模与仿真》实验报告 姓名XXXXXXX 学号XXXXXXX 班级XXXXXXX 专业XXXXXXX 报告提交日期XXXXXXX
实验一 扭摆法测定物体的转动惯量 一、 实验名称 扭摆法测定物体的转动惯量 二、 同组成员 学号 姓名 XXXXXX XXX XXXXXX XXX XXXXXX XXX XXXXXX XXX XXXXXX XXX XXXXXX XXX XXXXXX XXX XXXXXX XXX XXXXXX XXX 三、 实验器材 1) 转动惯量测试仪 2) 数字式电子台秤 3) 游标卡尺 4) 扭摆及几种有规则的待测转动惯量的物体：金属载物圆盘、塑料圆柱体、 木球、验证转动惯量平行轴定理用的金属细杆，杆上有两块可以自由移动的金属滑块。 四、 实验原理 转动惯量的测量，一般都是使刚体以一定形式运动，通过表征这种运动特征的物理量与转动惯量的关系，进行转换测量。本实验使物体作扭转摆动，由于摆动周期及其它参数的测定计算出物体的转动惯量。 扭摆的构造如图 1-1所示，在垂直轴1上装有一根薄片状的螺旋弹簧2，用以产生恢复力矩。在轴的上方可以装上各种待测物体。垂直轴与支座间装有轴承，以降低摩擦力矩。3为水平仪，用来调整系统平衡。 将物体在水平面内转过一定角度θ后，在弹簧的恢复力矩作用下物体就开始绕垂直轴作周期往返扭转运动。 根据虎克定律，弹簧受扭转而产生的恢复力矩M 与所转过的角度θ成正 比，即：M=-Kθ (1) 上式中，K 为弹簧的扭转常数。 由转动定律M ＝Iβ得：β=M /I (2) 令ω2=K /I ，忽略轴承的摩擦阻力矩，由式(1)、(2)得： 2 22 d K dt I θβθωθ= =-=- 图 1-1 上述方程表示扭摆运动具有角简谐振动的特性，角加速度与角位移成正比， 且方向相反。此方程的解为：θ=Acos (ωt +?)。 式中，A 为谐振动的角振幅，φ为初相位角，ω为角速度，此谐振动的周期
昆明理工大学电力工程学院学生实验报告 实验课程名称：控制系统仿真实验 开课实验室：年月日
实验一 电路的建模与仿真 一、实验目的 1、了解KCL 、KVL 原理； 2、掌握建立矩阵并编写M 文件； 3、调试M 文件，验证KCL 、KVL ； 4、掌握用simulink 模块搭建电路并且进行仿真。 二、实验内容 电路如图1所示，该电路是一个分压电路，已知13R =Ω，27R =Ω，20S V V =。试求恒压源的电流I 和电压1V 、2V 。 I V S V 1 V 2 图1 三、列写电路方程 （1）用欧姆定律求出电流和电压 （2）通过KCL 和KVL 求解电流和电压
四、编写M文件进行电路求解（1）M文件源程序 （2）M文件求解结果 五、用simulink进行仿真建模（1）给出simulink下的电路建模图（2）给出simulink仿真的波形和数值
六、结果比较与分析
实验二数值算法编程实现 一、实验目的 掌握各种计算方法的基本原理，在计算机上利用MATLAB完成算法程序的编写拉格朗日插值算法程序，利用编写的算法程序进行实例的运算。 二、实验说明 1．给出拉格朗日插值法计算数据表； 2．利用拉格朗日插值公式，编写编程算法流程，画出程序框图，作为下述编程的依据； 3．根据MATLAB软件特点和算法流程框图，利用MATLAB软件进行上机编程； 4．调试和完善MATLAB程序； 5．由编写的程序根据实验要求得到实验计算的结果。 三、实验原始数据 上机编写拉格朗日插值算法的程序，并以下面给出的函数表为数据基础，在整个插值区间上采用拉格朗日插值法计算(0.6) f，写出程序源代码，输出计算结果： 四、拉格朗日插值算法公式及流程框图
计算机基础理论实验四 简单控制系统python仿真实验 学号：13 姓名： 陈严 实验日期：2012/5/24 实验目的：学习计算机仿真的方法。 实验内容：1.建立test.py文件，运行test.py,分析实验结果； 2.为每一行代码写一个注释 系统如上图，鼓风机吹出风需要经过阀门才能到达风轮；而风轮的转速会影响到杠杆位置间接影响到阀门开度。鼓风机的输入为正作用；风轮以至阀门的影响为负作用（或负反馈）。 代码： #coding=utf-8 #系统参数 a=0.1 b=1.0 #系统结构，F：鼓风机的风力; F1：实际输入风力；W：风轮转速 def WW(): return a*F1 //*每次输入的风力 def FF1(): return F-b*W //*杠杆所得到的力 #初始条件 F1=2 //*实际输入风力为2
W=0.2 //*风轮转速为0.2转每秒 print F1,W //*输入实际风力和转速 #鼓风机风力正常 F=2.2 //*鼓风机的风力为2.2 print "鼓风机风力",F //*输出鼓风机的风力 #随着时间增加 for t in xrange(20): //*返回一个迭代序列 F1,W=FF1(),WW() //*将风力和转速进行更新 print F1,W //*输出更新后的风力和转速#鼓风机风力偏大 F=2.3 //*当鼓风机的风力为2.3时print "鼓风机风力",F #随着时间增加 for t in xrange(20): //*返回迭代列20次 F1,W=FF1(),WW() //*再次更新 print F1,W //*输出实际风力和转速 #鼓风机风力偏小 F=2.2 //*当风力为2.2时 print "鼓风机风力",F #随着时间增加 for t in xrange(20): //*在f=2.2时，再次迭代 F1,W=FF1(),WW() print F1,W 实验结果：
《嵌入式操作系统》实验报告 班级计算机 学号 姓名 指导教师庄旭菲
内蒙古工业大学信息工程学院计算机系 2018年6月 实验一 Linux内核移植与编译实验 1. 实验目的 了解 Linux 内核相关知识与内核结构 了解 Linux 内核在 ARM 设备上移植的基本步骤和方法 掌握 Linux 内核裁剪与定制的基本方法 2. 实验内容 分析 Linux 内核的基本结构，了解 Linux 内核在 ARM 设备上移植的一些基本步骤及常识。 学习 Linux 内核裁剪定制的基本配置方法，利用 UP-Magic210 型设备配套 Linux 内核进行自定义功能(如helloworld 显示)的添加，并重新编译内核源码，生成内核压缩文件 zImage，下载到 UP-Magic210 型设备中测试。 3. 实验步骤 实验目录：/UP-Magic210/SRC/kernel/编译内核：在宿主机端为UP-Magic210 设备的Linux 内核编写简单的测试驱动（内核）程序并修改内核目录中相关文件，添加对测试驱动程序的支持。 (1)、使用 vim 编辑器手动编写实验代码
内如如下： #include
控制系统数字仿真实验报告 班级：机械1304 姓名：俞文龙 学号： 0801130801
实验一数字仿真方法验证1 一、实验目的 1.掌握基于数值积分法的系统仿真、了解各仿真参数的影响； 2.掌握基于离散相似法的系统仿真、了解各仿真参数的影响； 3.熟悉MATLAB语言及应用环境。 二、实验环境 网络计算机系统（新校区机电大楼D520），MATLAB语言环境 三实验内容 （一）试将示例1的问题改为调用ode45函数求解，并比较结果。 实验程序如下； function dy = vdp(t,y) dy=[y-2*t/y]; end [t,y]=ode45('vdp',[0 1],1); plot(t,y); xlabel('t'); ylabel('y');
（二）试用四阶RK 法编程求解下列微分方程初值问题。仿真时间2s ，取步长h=0.1。 ?????=-=1 )0(2y t y dt dy 实验程序如下: clear t0=0; y0=1; h=0.1; n=2/h; y(1)=1; t(1)=0; for i=0:n-1 k1=y0-t0^2; k2=(y0+h*k1/2)-(t0+h/2)^2; k3=(y0+h*k2/2)-(t0+h/2)^2;
k4=(y0+h*k3)-(t0+h)^2; y1=y0+h*(k1+2*k2+2*k3+k4)/6; t1=t0+h; y0=y1; t0=t1; y(i+2)=y1; t(i+2)=t1; end y1 t1 figure(1) plot(t,y,'r'); xlabel('t'); ylabel('y'); （三）试求示例3分别在周期为5s的方波信号和脉冲信号下的响应，仿真时间20s，采样周期Ts=0.1。
MATLAB与控制系统仿真及实验 实验报告 （二） 2015- 2016 学年第 2 学期 专业： 班级： 学号： 姓名： 20 年月日
实验二 MATLAB的图形绘制 一、实验目的 1.学习MATLAB图形绘制的基本方法 2.熟悉和了解MATLAB图形绘制程序编辑的基本指令 3.熟悉掌握利用MATLAB图形编辑窗口编辑和修改图形界面，添加图形的标注 4.掌握plot、subplot的指令格式和语法 二、实验设备及条件 计算机一台（包含MATLAB 软件环境）。 三、实验内容 1．生成1×10 维的随机数向量a，分别用红、黄、蓝、绿色绘出其连线图、杆图、阶梯图和条形图，并分别标出标题“连线图”、“杆图”、“阶梯图”、“条形图”。 (1. Generate random vector of dimension 1×10, and use different functions plot, stem, stairs and bars to draw figures with different colors, such as red, yellow, blue and green. Then title the figures with "Plot", "Stem", "Stem", "Bars" respectively.) a=rand(1,10); subplot(2,2,1); plot(a,'r'); title('连线图'); subplot(2,2,2); stem(a,'y'); title('杆图'); subplot(2,2,3); stairs(a,'b'); title('阶梯图'); subplot(2,2,4); bar(a,'g'); title('条形图'); 2. 绘制函数曲线，要求写出程序代码。 (2. Plot the curves and write down the code.) (1) 在区间[0:2π]均匀的取50个点，构成向量t t=linspace(0,2*pi,50)
通信系统实验报告——基于SystemView的仿真实验 班级： 学号： 姓名： 时间：
目录 实验一、模拟调制系统设计分析 -------------------------3 一、实验内容-------------------------------------------3 二、实验要求-------------------------------------------3 三、实验原理-------------------------------------------3 四、实验步骤与结果-------------------------------------4 五、实验心得------------------------------------------10 实验二、模拟信号的数字传输系统设计分析------------11 一、实验内容------------------------------------------11 二、实验要求------------------------------------------11 三、实验原理------------------------------------------11 四、实验步骤与结果------------------------------------12 五、实验心得------------------------------------------16 实验三、数字载波通信系统设计分析------------------17 一、实验内容------------------------------------------17 二、实验要求------------------------------------------17 三、实验原理------------------------------------------17 四、实验步骤与结果------------------------------------18 五、实验心得------------------------------------------27
《运动控制系统仿真》实验讲义 谢仕宏
实验一、闭环控制系统及直流双闭环调速系统仿真 一、实验学时：6学时 二、实验内容： 1. 已知控制系统框图如图所示： 图1-1 单闭环系统框图 图中，被控对象s e s s G 150130010)(-+= ，Gc(s)为PID 控制器，试整定PID 控制器参数，并建立控制系统Simulink 仿真模型。再对PID 控制子系统进行封装，要求可通过封装后子系统的参数设置页面对Kp 、Ti 、Td 进行设置。 2. 已知直流电机双闭环调速系统框图如图1-2所示。试设计电流调节器ACR 和转速调节器ASR 并进行Simulink 建模仿真。 图1-2 直流双闭环调速系统框图
三、实验过程： 1、建模过程如下： （1）PID控制器参数整顿 T2.1=，Ti=τ2=300，根据PID参数的工程整定方法（Z-N法），如下表所示， Kp= τK Td=τ5.0=75。 表1-1 Z-N法整定PID参数 （2）simulink仿真模型建立 建立simulink仿真模型如下图1-3所示，并进行参数设置：
图1-3 PID控制系统Simulink仿真模型 图1-3中，step模块“阶跃时间”改为0，Transport Delay模块的“时间延迟”设置为150，仿真时间改为1000s，如下图1-4所示： 图1-3 PID控制参数设置 运行仿真，得如下结果：
图1-5 PID控制运行结果 （3）PID子系统的创建 首先将参数Gain、Gain1、Gain三个模块的参数进行设置，如下图所示： 图1-6 PID参数设置 然后建立PID控制器子系统，如下图1-7所示：
课内实验报告 课程名：系统工程 任课教师： 专业： 学号： 姓名： 二○一三至二○一四年度第 1 学期南京邮电大学经济与管理学院
《系统工程》课程实验报告 实验内容及基本要求： 实验项目名称： 实验类型：设计 每组人数： 1 实验内容及要求： 1) 了解Netlogo编程语言的特点和基本语法。 2) 完成Netlogo基本Model的语句解析和仿真流程分析。 学号尾数为1、6号：Biology目录下的Ants 2、7号：Biology目录下的Heatbugs 3、8号：Biology目录下的Virus 4、9号：Social Science目录下SugarScape中的V oting 5、0号：Computer Science目录下的Pagerank 实验过程与结果： 作业为4、9号：Social Science目录下SugarScape中的Voting 1) 语句解析： patches-own [ vote ;; my vote (0 or 1) 我的选票是0或1 total ;; sum of votes around me ] 我周围的选票总数 to setup 重置 clear-all 清零 ask patches [ set vote random 2 随机着色选票 recolor-patch ] end to go ask patches [ set total (sum [vote] of neighbors) ] 设立邻近选票的总数 ;; use two ask patches blocks so all patches compute "total" 通过两次调查瓦片区域的选票情况使得所有瓦片得出计算总和 ;; before any patches change their votes 在任一瓦片改变其选票之前 ask patches [ if total > 5 [ set vote 1 ] 如果邻近选票总数大于5，设置选票为1 if total < 3 [ set vote 0 ] 如果邻近选票总数小于3，设置选票为0