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哈理工自动化大四MATLAB实验答案

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实验一 一、打开Matlab软件，点击，进入simulink Library Browser，点击文件---新建----Model 选择建立如下simulink模型图。

100.02s +0.3s +s32

Transfer FcnStepScope

修改单位阶跃模块的参数：step time:0 (阶跃信号起始时间为0时刻)这个值需要设置一下，其余的值都不用改动。intitial value:0（初值为0）；Final value:1（终值为1）；Sample time：0 （采样时间）（这一项我没太弄明白，变了几个值，得到的结果没什么变化。） 将求和模块改为+-； 将Transfer Fcn模块的参数设为num:[10]，den:[0.02 0.3 1 0]； （2）simulation菜单star命令开始仿真；（也可使用那个小黑三角的图标工具） （3）双击示波器模块观察波形；（可以使用Autoscale工具，就是那个像望远镜的图标，得到最佳观测效果） 二、选择建立如下simulink模型图。（做书上P139页到145页即可）

最后生成 实验二 1、时域分析

（1）根据下面传递函数模型：绘制其单位阶跃响应曲线并在图上读标注出峰值，求出系统的性能指标。8106)65(5)(232ssssssG 答案： 程序shiyan3_1_1.m（本程序中用到了stepchar函数，需要按照书后附录D自己建立stepchar.m） function [pos,tr,ts,tp]=stepchar(g0,delta) [y,t]=step(g0); figer=plot(t,y),grid on [mp,ind]=max(y); dimt=length(t); yss=y(dimt); pos=100*(mp-yss)/yss tp=t(ind) for i=1:dimt if y(i)>=yss tr=t(i); break; end end; Tr=tr for i=1:length(y) if y(i)<=(1-delta)*yss|y(i)>=(1+delta)*yss ts=t(i); end end Ts=ts 以下是主程序： >> G=tf([5 25 30],[1 6 10 8]);

step(G) [pos,tr,ts,tp]=stepchar(G,0.02) figer = 1.9670e+003 pos = 7.5374 tp = 2.2086 Tr = 1.4356 Ts = 3.6994 （2）已知两个线性定常连续系统的传递函数分别为)(1sG和)(2sG，绘制它们的单位脉冲响应曲线。451042)(2321ssssssG， 27223)(22ssssG

答案： 程序（shiyan312.m） g1=tf([1 2 4],[1 10 5 4]); g2=tf([3 2],[2 7 2]); impulse(g1,g2) %脉冲响应曲线 运行结果：

（3）已知线性定常系统的状态空间模型和初始条件，绘制其零输入响应曲线。





••212107814.07814.05572.0

xxxx



214493.69691.1xxy 

01)0(x

答案： %教材P184例题。 A=[-0.5572,-0.7814;0.7814,0];B=[0;0];C=[1.9691,6.4493];D=[0]; x0=[1;0];t=0:0.1:20; initial(A,B,C,D,x0,t),grid on

2、频域分析 设线性定常连续系统的传递函数分别为)(1sG、)(2sG和)(3sG，将它们的Bose图绘制在一张图中。

151)(1ssG，453.0)(22sssG，16.0)(3ssG

答案： G1=tf([1],[5 1]); G2=tf([0.3],[5 1 4]); G3=tf([0.6],[1 1]); bode(G1,'r-',G2,'b-',G3,'k:') 运行结果：

024681012141618-0.200.20.40.60.811.21.41.6Impulse ResponseTime (sec)Amplitude

-100-80-60-40-200Magnitude (dB)

10101001010-180-135-90-450Phase (deg)

Bode Diagram

Frequency (rad/sec)3、根轨迹分析 根据下面负反馈系统的开环传递函数，绘制系统根轨迹，并分析系统稳定的K值范围。 )2)(1()()(sssKsHsG 答案： sys=tf([1],conv([1,0],conv([1 1],[1 2]))); rlocus(sys) %P186 [K,ploes]=rlocfind(sys)

注:根轨迹图出来后，用鼠标点击竖的虚线和根轨迹的相交点。零极点在左平面时，系统稳定。故系统稳定的K值范围是0-6。 selected_point =

0 + 1.4286i

K = 6.1227 ploes = -3.0111 0.0055 + 1.4260i 0.0055 - 1.4260i

4、系统稳定性分析 （1）代数法稳定性判据：（用求分母多项式的根和routh函数两种方法）

已知系统的开环传递函数为：(2)()100(1)(20)sGssss试对系统闭环判别其稳定性 答案：要用routh函数，首先按照书后附录D建立routh . m如下 function [rtab,info]=routh0(den) info=[]; vec1=den(1:2:length(den)); nrT=length(vec1); vec2=den(2:2:length(den)-1); rtab=[vec1; vec2, zeros(1,nrT-length(vec2))]; for k=1:length(den)-2, alpha(k)=vec1(1)/vec2(1); for i=1:length(vec2), a3(i)=rtab(k,i+1)-alpha(k)*rtab(k+1,i+1); end if sum(abs(a3))==0 a3=polyder(vec2); info=[info,'All elements in row ',... int2str(k+2) ' are zeros;']; elseif abs(a3(1)) a3(1)=1e-6; info=[info,'Replaced first element;']; end rtab=[rtab; a3, zeros(1,nrT-length(a3))]; vec1=vec2; vec2=a3; end

>> G=zpk([-2],[0,-1,-20],100) Zero/pole/gain: 100 (s+2) -------------- s (s+1) (s+20) >> Gclose=feedback(G ,1) %单位负反馈，等同于feedback(G ,1,-1) Zero/pole/gain: 100 (s+2) ------------------------ (s+3.101) (s+5) (s+12.9) >> G0=tf(Gclose) Transfer function: 100 s + 200 -------------------------- s^3 + 21 s^2 + 120 s + 200 >> den=[1 21 120 200]; >> [rtab,msg]=routh(den) rtab= 1 120 21 0 120 0 0 0 msg = All elements in row 4 are zeros; （2）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：2(3)()(5)(6)(22)sGsksssss 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。 num=[1 3]; den=conv(conv([1 0],[1 5]),conv([1 6],[1 2 2])); G=tf(num,den); rlocus(G) [K,p]=rlocfind(G) Select a point in the graphics window

selected_point =

-7.0912 + 3.6957i K = 1.2158e+003 p = -7.1115 + 3.6800i -7.1115 - 3.6800i 2.0754 + 3.8890i 2.0754 - 3.8890i -2.9277 再选一次：

Select a point in the graphics window selected_point = -0.2784 + 1.0248i K = 15.9165 p = -5.5352 + 0.2986i -5.5352 - 0.2986i -1.3640 -0.2828 + 1.0292i -0.2828-1.0292i

-15-10-50510-10-8-6-4-20246810Root LocusReal AxisImaginary Axis

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MATLAB全部实验及答案

MATLAB全部实验及答案

MATLAB全部实验及答案实验一、MATLAB基本操作实验内容及步骤1、命令窗口的简单使用（1）简单矩阵的输入（2）求[12+2×(7-4)]÷32的算术运算结果2、有关向量、矩阵或数组的一些运算（1）设A=15；B=20；求C=A+B与c=a+b？（2）设A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]，B=[9 8 7;6 5 4;3 2 1]；求A*B与A.*B？A*B就是线代里面的矩阵相乘 A.*B是对应位置的元素相乘（3）设a=10，b=20；求i=a/b=0.5与j=a\b=2？（4）设a=[1 -2 3;4 5 -4;5 -6 7]请设计出程序，分别找出小于0的矩阵元素及其位置（单下标、全下标的形式），并将其单下标转换成全下标。

clear,clca=[1 -2 3;4 5 -4;5 -6 7];[x,y]=find(a<0);c=[];for i=1:length(x)c(i,1)=a(x(i),y(i));c(i,2)=x(i);c(i,3)=y(i);c(i,4)=(y(i)-1)*size(a,2)+x(i);endc（5）在MATLAB命令行窗口运行A=[1,2;3,4]+i*[5,6;7,8]；看结果如何？如果改成运行A=[1,2;3,4]+i[5,6;7,8]，结果又如何？前面那个是虚数矩阵，后面那个出错（6）请写出完成下列计算的指令：a=[1 2 3;3 4 2;5 2 3]，求a^2=？,a.^2=？a^2= 22 16 1625 26 2326 24 28a.^2=1 4 99 16 425 4 9（7）有一段指令如下，请思考并说明运行结果及其原因clearX=[1 2;8 9;3 6];X( : ) 转化为列向量（8）使用三元组方法，创建下列稀疏矩阵2 0 8 00 0 0 10 4 0 06 0 0 0方法一：clear,clcdata=[2 8 1 4 6];ir=[1 1 2 3 4 ];jc=[1 3 4 2 1];s=sparse(ir,jc,data,4,4);full(s)方法二：不用三元组法clear,clca=zeros(4,4);a(1,[1,3])=[2,8];a(2,4)=1;a(3,2)=4;a(4,1)=6;a（9） 写出下列指令的运行结果>> A = [ 1 2 3 ]; B = [ 4 5 6 ];>> C = 3.^A>> D = A.^B3、 已知⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅=-334sin 234πt e y t 若需要计算t ∈[-1,1]，取间隔为0.01，试计算出相对应的y 值。

MATLAB)课后实验答案[1]

MATLAB)课后实验答案[1]

实验一 MATLAB 运算基础1。

先求下列表达式的值，然后显示MATLAB 工作空间的使用情况并保存全部变量。

(1) 0122sin 851z e =+（2) 21ln(2z x =，其中2120.455i x +⎡⎤=⎢⎥-⎣⎦ (3) 0.30.330.3sin(0.3)ln , 3.0, 2.9,,2.9,3.022a a e e az a a --+=++=--(4) 2242011122123t t z t t t t t ⎧≤<⎪=-≤<⎨⎪-+≤<⎩,其中t =0：0.5:2.5 解：4. 完成下列操作：（1）求［100，999]之间能被21整除的数的个数. （2) 建立一个字符串向量,删除其中的大写字母。

解：(1) 结果：(2）。

建立一个字符串向量例如：ch=’ABC123d4e56Fg9'；则要求结果是：实验二 MATLAB 矩阵分析与处理1. 设有分块矩阵33322322E R A O S ⨯⨯⨯⨯⎡⎤=⎢⎥⎣⎦,其中E 、R 、O 、S 分别为单位矩阵、随机矩阵、零矩阵和对角阵，试通过数值计算验证22E R RS A OS +⎡⎤=⎢⎥⎣⎦。

解： M 文件如下；5。

下面是一个线性方程组：1231112340.951110.673450.52111456x x x ⎡⎤⎢⎥⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎣⎦ch =123d4e56g9（1） 求方程的解。

（2) 将方程右边向量元素b 3改为0。

53再求解，并比较b 3的变化和解的相对变化。

（3) 计算系数矩阵A 的条件数并分析结论。

解： M 文件如下：实验三 选择结构程序设计1. 求分段函数的值.2226035605231x x x x y x x x x x x x ⎧+-<≠-⎪=-+≤<≠≠⎨⎪--⎩且且及其他用if 语句实现,分别输出x=-5.0，—3.0,1.0,2。

MATLAB课后实验答案1

MATLAB课后实验答案1

实验一 MATLAB 运算基础1、 先求下列表达式的值,然后显示MATLAB 工作空间的使用情况并保存全部变量。

(1) 0122sin 851z e =+(2) 21ln(2z x =+,其中2120.455i x +⎡⎤=⎢⎥-⎣⎦ (3) 0.30.330.3sin(0.3)ln , 3.0, 2.9,,2.9,3.022a a e e az a a --+=++=--(4) 2242011122123t t z t t t t t ⎧≤<⎪=-≤<⎨⎪-+≤<⎩,其中t =0:0、5:2、5 解:4、完成下列操作:(1) 求[100,999]之间能被21整除的数的个数。

(2) 建立一个字符串向量,删除其中的大写字母。

解:(1) 结果:(2)、建立一个字符串向量例如:ch='ABC123d4e56Fg9';则要求结果就是:实验二 MATLAB 矩阵分析与处理1、 设有分块矩阵33322322E R A O S ⨯⨯⨯⨯⎡⎤=⎢⎥⎣⎦,其中E 、R 、O 、S 分别为单位矩阵、随机矩阵、零矩阵与对角阵,试通过数值计算验证22E R RS A O S +⎡⎤=⎢⎥⎣⎦。

解: M 文件如下;5、 下面就是一个线性方程组:1231112340.951110.673450.52111456x x x ⎡⎤⎢⎥⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎣⎦ch =123d4e56g9(1) 求方程的解。

(2) 将方程右边向量元素b 3改为0、53再求解,并比较b 3的变化与解的相对变化。

(3) 计算系数矩阵A 的条件数并分析结论。

解: M 文件如下:实验三 选择结构程序设计1、 求分段函数的值。

2226035605231x x x x y x x x x x x x ⎧+-<≠-⎪=-+≤<≠≠⎨⎪--⎩且且及其他用if 语句实现,分别输出x=-5、0,-3、0,1、0,2、0,2、5,3、0,5、0时的y 值。

MATLAB实验指导书(附答案)

MATLAB实验指导书(附答案)

MATLAB基础实验指导书漳州师范学院物电系2010年10月目录实验一MATLAB环境的熟悉与基本运算 (2)实验二MATLAB数值运算 (8)实验三MATLAB语言的程序设计 (12)实验四MATLAB的图形绘制 (16)实验五采用SIMULINK的系统仿真 (20)实验六MATLAB在电路中的应用 (25)实验七MATLAB在信号与系统中的应用 (27)实验八MATLAB在控制理论中的应用 (29)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、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）2、学习使用clc、clear，观察command window、command history和workspace等窗口的变化结果。

3、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。