2023年MATLAB實(shí)驗(yàn)報(bào)告匯總

實(shí)驗(yàn)一MＡTLAB環(huán)境的熟悉與基本運(yùn)算一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?guī)定1．熟悉MATLＡＢ的開發(fā)環(huán)境;２．掌握MATLAB的一些常用命令;3.掌握矩陣、變量、表達(dá)式的輸入方法及各種基本運(yùn)算。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.熟悉MATLAB的開發(fā)環(huán)境：①M(fèi)ＡTLAＢ的各種窗口:命令窗口、命令歷史窗口、工作空間窗口、當(dāng)前程徑窗口。②途徑的設(shè)立：建立自己的文獻(xiàn)夾,加入到MATLAB途徑中,并保存。設(shè)立當(dāng)前程徑，以方便文獻(xiàn)管理。2.學(xué)習(xí)使用ｃｌｃ、ｃleaｒ,了解其功能和作用。３.矩陣運(yùn)算：已知:Ａ=[12;34]；B＝[５5;7８]；求:A*B、A.*B，并比較結(jié)果。4.使用冒號(hào)選出指定元素:已知:A＝[123;456;７8９];求:A中第3列前2個(gè)元素;A中所有列第2，3行的元素;5.在MAＴLAB的命令窗口計(jì)算:１)２)6．關(guān)系及邏輯運(yùn)算１)已知:a＝[5：1:15];ｂ=[128８71０1211131４1５]，求：y＝a＝＝b，并分析結(jié)果2)已知:Ｘ＝[01;１0];Ｙ=［00;１0],求:ｘ＆y+x>y,并分析結(jié)果7.文獻(xiàn)操作1)將0到1000的所有整數(shù),寫入到D盤下的ｄatａ.txt文獻(xiàn)2)讀入D盤下的ｄata．txt文獻(xiàn)，并賦給變量num８.符號(hào)運(yùn)算1)對表達(dá)式ｆ=ｘ３-1

進(jìn)行因式分解2)對表達(dá)式f=（2x２*(x+3）－10）*t,分別將自變量ｘ和ｔ的同類項(xiàng)合并3)求三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告規(guī)定完畢實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的3、4、5、6、7、8，寫出相應(yīng)的程序、結(jié)果?實(shí)驗(yàn)二ＭAＴLAＢ語言的程序設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉MATLAB程序編輯與設(shè)計(jì)環(huán)境２、掌握各種編程語句語法規(guī)則及程序設(shè)計(jì)方法３、函數(shù)文獻(xiàn)的編寫和設(shè)計(jì)4、了解和熟悉變量傳遞和賦值二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．編寫程序,計(jì)算1+3＋5+7+…＋(２n+１）的值（用inｐut語句輸入n值)。2．編寫分段函數(shù)的函數(shù)文獻(xiàn)，存放于文獻(xiàn)ff.m中,并求，,的值。3.用fｏr循環(huán)語句實(shí)現(xiàn)編寫一個(gè)求ｎ階乘的函數(shù)文獻(xiàn)1、函數(shù)文獻(xiàn)設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)一個(gè)函數(shù)文獻(xiàn)實(shí)現(xiàn)一個(gè)階乘運(yùn)算，并設(shè)計(jì)程序調(diào)用該函數(shù)。為保證函數(shù)的通用性，當(dāng)輸入負(fù)數(shù)或小數(shù)時(shí),顯示犯錯(cuò)提醒：diｓp('Ｉnｐutpａraｍetermustbeaｐoｓiｔiveiｎtegｅr!＇)提醒：ｆix（x)對零方向取整數(shù)ceiｌ（ｘ)對+方向取整數(shù)round(x）四舍五入取整數(shù)4．找到一個(gè)n!>1０１00的值（運(yùn)用上題的n階乘函數(shù)文獻(xiàn)）5．已知一維數(shù)組A=[2,４,５,8,1０]、B=[4，9,6，7,４]，用fｏr循環(huán)語句實(shí)現(xiàn)，求和函數(shù)可用suｍ()６．編寫驗(yàn)證魔方矩陣的函數(shù)文獻(xiàn)，輸出規(guī)定如下：（1)假如輸入矩陣的維數(shù)小于3,輸出顯示’errｏr’（2）假如輸入矩陣的不是方陣,輸出顯示’ｔheｓiｚeoｆmatrixＸmusｔｂeN-by－Nmatｒｉｘ’(3)顯示行、列和及其對角線求和后的值,并判斷其和是否相同。若不同,顯示‘No’，相同顯示‘Ｙes’。三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告規(guī)定在M文獻(xiàn)編輯器中,編寫程序代碼并調(diào)試?實(shí)驗(yàn)三ＭATLAB的圖形繪制一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?guī)定：１.掌握MATLＡB繪圖的基本方法,熟悉各種繪圖函數(shù)的使用;2．掌握圖形的修飾方法和標(biāo)注方法;3.了解MAＴLAB中圖形窗口的操作。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：x=[－2π,2π]，y1=ｓinx、y2=cosx、ｙ3＝ｓin2x、y4=cos2x①用MATLAB語言分四個(gè)區(qū)域分別繪制的曲線，并且對圖形標(biāo)題及橫縱坐標(biāo)軸進(jìn)行標(biāo)注(如下圖所示）。圖2四分區(qū)繪制曲線②另建一個(gè)窗口,不分區(qū),用不同顏色、線型繪出四條曲線，并標(biāo)注圖例注解。圖3同一窗口繪制多條曲線③繪制三維曲線:三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告規(guī)定：寫出相應(yīng)的的程序及上機(jī)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)四控制系統(tǒng)的模型及其轉(zhuǎn)換一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?guī)定1、掌握建立控制系統(tǒng)模型的函數(shù)及方法;2、掌握控制系統(tǒng)模型間的轉(zhuǎn)換方法及相關(guān)函數(shù);3、熟悉控制系統(tǒng)模型的連接方法;4、掌握典型系統(tǒng)模型的生成方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、已知兩個(gè)傳遞函數(shù)分別為：①在ＭATLAB中分別用傳遞函數(shù)、零極點(diǎn)表達(dá);②在MＡTLAB中分別求出通過反饋、串聯(lián)、并聯(lián)后得到的系統(tǒng)模型;2、系統(tǒng)的模型為試建立系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型。３、已知單輸入雙輸出系統(tǒng)的零極點(diǎn)模型建立系統(tǒng)的零極點(diǎn)模型。4．控制系統(tǒng)模型的轉(zhuǎn)換4.1將2的模型轉(zhuǎn)換為零極點(diǎn)模型4.2將３的模型轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)模型三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告規(guī)定寫出程序及上機(jī)的結(jié)果。

實(shí)驗(yàn)五SIMULＩNK基本操作一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)會(huì)SIMUＬINK仿真基本操作二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、打開ＳimｕlｉnkLibraryＢroｗser窗口，練習(xí)功能模塊的基本操作。2、通過示波器觀測１MＨｚ，幅度為15mV

的正弦波和１0０KHz，幅度為5mV

的正弦波相乘的結(jié)果。寫

出數(shù)學(xué)表達(dá)式。通過使用三蹤示波器同時(shí)觀測1MHｚ、100ＫＨz

正弦波以及相乘的結(jié)果。注意設(shè)立仿真參

數(shù)和示波器的掃描參數(shù)和幅度顯示參數(shù)。3、系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)，求系統(tǒng)單位負(fù)反饋閉環(huán)單位階躍響應(yīng)曲線。４、學(xué)習(xí)構(gòu)建SIMＵＬＩNＫ

子系統(tǒng)。構(gòu)建一個(gè)子系統(tǒng),使得它具有將輸入信號(hào)ｍ(t)(如一個(gè)100Hz

的

正弦波)和一個(gè)常數(shù)C

相加后再和一個(gè)１０00Ｈz

的幅度為Ａ

的正弦波相乘的功能:ｙ(t)=Ａ（m(t)+C)

ｓin

(2*pｉ＊ｆ*t）

，其中f＝1000

Hz。保存為ｓ23.mｄl。用sim

指令在命令空間啟動(dòng)模型進(jìn)行仿真：在Matlab

命令空間中用語

句對參數(shù)Ａ,

C,

f進(jìn)行設(shè)立,并對采用命令ｏpｅn

打開,采用sim

指令進(jìn)行仿真。請給出指令語句。三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告規(guī)定寫出程序及上機(jī)的結(jié)果。

實(shí)驗(yàn)六控制系統(tǒng)的時(shí)域分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪\(yùn)用MATLAB進(jìn)行控制系統(tǒng)時(shí)域分析,涉及典型響應(yīng)、判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性和分析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性;實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(一)穩(wěn)定性1．系統(tǒng)傳函為，試判斷其穩(wěn)定性。2.用Ｍatlaｂ求出的極點(diǎn),判斷穩(wěn)定性。（二)階躍響應(yīng)典型二階系統(tǒng):規(guī)定：1)在Ｍａt(yī)lab環(huán)境下，編程繪制出當(dāng)Wｎ=6，時(shí),二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線并分析的變化對控制系統(tǒng)輸出的影響;2）在Matlab環(huán)境下，編程繪制出，Wn=２、4、6、8、10、12時(shí)，系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線并說明Wｎ的變化對系統(tǒng)輸出有何影響。(三）系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析3.1用編程方式求二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)的峰值時(shí)間，上升時(shí)間,調(diào)整時(shí)間,超調(diào)量。3.2(１)在Simulink集成環(huán)境下建立模型,在給定信號(hào)作用點(diǎn)處輸入單位給定階躍響應(yīng)信號(hào)，0．３秒后在擾動(dòng)信號(hào)點(diǎn)輸入單位階躍響應(yīng)信號(hào)。并繪制相應(yīng)的響應(yīng)曲線。(２）計(jì)算仿真結(jié)果的超調(diào)量、上升時(shí)間、峰值時(shí)間、穩(wěn)態(tài)誤差。實(shí)驗(yàn)報(bào)告規(guī)定：1)完畢上述各題2)分析零極點(diǎn)對系統(tǒng)性能的影響3)分析阻尼比、振蕩頻率Ｗｎ對系統(tǒng)階躍響應(yīng)的影響實(shí)驗(yàn)七控制系統(tǒng)的頻域分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.運(yùn)用計(jì)算機(jī)作出開環(huán)系統(tǒng)的波特圖2.觀測記錄控制系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性３.控制系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性分析二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:１、繪制典型二階系統(tǒng)的Bode圖規(guī)定：在Ｍatlab環(huán)境下，認(rèn)為參變量,編程繪制該系統(tǒng)的對數(shù)頻率特性曲線(Bode圖)，并從Ｂodｅ圖中找出二階系統(tǒng)由于的變化對其Bode圖有何影響?圖形有哪些變化?圖形與的相應(yīng)關(guān)系(在圖中相應(yīng)的標(biāo)注出來）2、某控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為規(guī)定：在Ｍatｌaｂ環(huán)境下，編程繪制該系統(tǒng)的開環(huán)Ｂode圖,并通過Boｄe圖判斷該閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。若閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定,則從圖中求出系統(tǒng)的幅值裕度Kｇ、相位裕度3、某控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為:規(guī)定：1）繪制開環(huán)系統(tǒng)的nyｑuist圖，并判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；求出系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)；2）若給系統(tǒng)增長一個(gè)s=１的開環(huán)極點(diǎn)(ｐ＝2),繪制此時(shí)的ｎyｑuｉsｔ圖,判別此時(shí)閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；并求出系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)；3)若給系統(tǒng)增長一個(gè)開環(huán)極點(diǎn)p＝2的同時(shí)再增長一個(gè)開環(huán)零點(diǎn)z=0,繪制此時(shí)的nyquiｓt圖，判別此時(shí)閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性;并求出系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)。三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告規(guī)定:1）完畢上述各題2)分析幅值裕度Kg、相位裕度的物理意義。

實(shí)驗(yàn)八控制系統(tǒng)PＩＤ校正器設(shè)計(jì)法一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、熟悉常?guī)PID控制器的設(shè)計(jì)方法2、掌握PID參數(shù)的調(diào)節(jié)規(guī)律3、學(xué)習(xí)編寫程序求系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)相關(guān)知識(shí)——臨界比例度法（邊界穩(wěn)定法）用系統(tǒng)的等幅振蕩曲線來整定控制器的參數(shù)。先測出系統(tǒng)處在閉環(huán)狀態(tài)下對象的等幅振蕩曲線,根據(jù)等幅振蕩曲線定出一些能反映控制對象動(dòng)態(tài)特性的參數(shù)，具體做法是將比例增益Ｋ(或比例度=1/K)調(diào)在比較小的位置上(相應(yīng)為比較大位置上），逐漸增大Ｋ值(或逐漸減小)，直到出現(xiàn)等幅振蕩曲線,此時(shí)的比例增益為Ｋm,稱為臨界比例增益，稱為臨界比例度。從振蕩曲線上讀出臨界周期Tｍ。根據(jù)得到的Kｍ（或）、Tm兩個(gè)參數(shù)，運(yùn)用下表來計(jì)算控制器的控制參數(shù)?？刂破黝愋涂刂破鞯目刂茀?shù)比例增益Ｋp比例度積分時(shí)間Tｉ微分時(shí)間TｄP０.5Km20PI0.4５Km2．2Tｍ/1.20PIＤ0.6Km1．７０．5Tm0.125Tm三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容１、在SIMＵLINK窗口建立如下頁模型。2、設(shè)計(jì)ＰIＤ控制器，傳遞函數(shù)模型如下3、修改PID參數(shù)討論參數(shù)對系統(tǒng)的影響４、運(yùn)用臨界比例度法(即:穩(wěn)定邊界法)對PID參數(shù)校正設(shè)計(jì)。參數(shù)KｍＴmKpＴiＴｄ數(shù)值0.681．9910.30６1.65925、根據(jù)PID參數(shù)對系統(tǒng)的影響,調(diào)節(jié)PIＤ參數(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的超調(diào)量小于1０%。參數(shù)KpＴｉTd數(shù)值6、通過程序求得系統(tǒng)的超調(diào)量、上升時(shí)間和調(diào)節(jié)時(shí)間（誤差帶選為5%)四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告規(guī)定：寫出程序及上機(jī)的結(jié)果，并對結(jié)果進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)一ＭATＬAB環(huán)境的熟悉與基本運(yùn)算一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?guī)定1.熟悉ＭAＴＬAB的開發(fā)環(huán)境;2.掌握MＡTＬＡＢ的一些常用命令;3.掌握矩陣、變量、表達(dá)式的輸入方法及各種基本運(yùn)算。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3.矩陣運(yùn)算：已知:A＝[12;34]；Ｂ=［55;78]；求：A*Ｂ、A.*B，并比較結(jié)果。程序：A*BA.*B結(jié)果:192151０４３47２132結(jié)果分析：＊表達(dá)矩陣相乘,而．*表達(dá)矩陣的各元素相應(yīng)相乘４.使用冒號(hào)選出指定元素:已知：A=[12３;４56;78９];求:Ａ中第3列前2個(gè)元素;Ａ中所有列第2,3行的元素;程序：Ａ(1:2,3）Ａ(2:３,:）結(jié)果：34566７895.在ＭAＴＬAB的命令窗口計(jì)算:1) 2)程序：f=sin(2*pi)(89^（1／2)＋5５*0．４）/4.５結(jié)果：f=-２.4４９3ｅ－016aｎs＝6．9853６.關(guān)系及邏輯運(yùn)算1）已知:ａ=[5：1：１5];ｂ=[1288710121１13１4１5]，求：y=a==b，并分析結(jié)果程序:y＝a＝=ｂ結(jié)果:ｙ=０0０1０1００111結(jié)果分析:2)已知:X＝[01;1０］；Ｙ=[00;10]，求:x&ｙ+x>y，并分析結(jié)果程序：X＆Y＋X>Y結(jié)果：011０結(jié)果分析：7.文獻(xiàn)操作1)將0到１000的所有整數(shù),寫入到D盤下的data.ｔxt文獻(xiàn)程序:ｘ＝[０：１:1０0０]結(jié)果:sａｖedaｔａ.ｔxtx－ａsciｉ–doublｅ2)讀入D盤下的ｄata.ｔxt文獻(xiàn),并賦給變量num程序：num=ｌｏad(‘ｄaｔa．txt’)8.符號(hào)運(yùn)算１)對表達(dá)式ｆ=x3－１

進(jìn)行因式分解程序：syｍｓxｆ=ｘ^3-1factor(f)結(jié)果：ans=(x-1)*(x＾2+x+1)2)對表達(dá)式ｆ=（2x2*(ｘ＋3)-10)*t,分別將自變量x和t的同類項(xiàng)合并程序:syｍsxｔ>>f=(２＊（x^2）＊(x+３)-１０)*t;>>cｏllｅct（f,x)>>ｃolleｃt(f,ｔ）結(jié)果:ans=2*ｔ*x^3＋6*t*x^2-10＊tａns=（２*x＾2*（x+3）-10）*t3)求程序:sｙmｓｘz>>f＝x／(1+z)^３;＞>iｎｔ1=iｎt(ｆ,ｚ)結(jié)果：iｎt１=-x/(２*(z+1)^2)實(shí)驗(yàn)二MATLAB語言的程序設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉MAＴLAB程序編輯與設(shè)計(jì)環(huán)境2、掌握各種編程語句語法規(guī)則及程序設(shè)計(jì)方法3、函數(shù)文獻(xiàn)的編寫和設(shè)計(jì)4、了解和熟悉變量傳遞和賦值二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.編寫程序，計(jì)算1+3+５+7+…+(2n+1)的值(用iｎput語句輸入n值）。程序:funcｔion[s]=WFＳSY21（x,n）%ＵNTITＬEＤ２Suｍmarｙofthｉｓfunctiｏｎgｏeｓhere％Detａiｌedexplanａt(yī)iｏngoｅshｅreｎ＝input('ｐleaseinpｕtｎ:'）;ｓ＝0forn＝0:1：nx=2*n+1;s＝s+ｘ;end結(jié)果：pｌｅaseｉnｐutn:5ｓ=3６2．編寫分段函數(shù)的函數(shù)文獻(xiàn)，存放于文獻(xiàn)ff．m中,并求，,的值。程序：ｆｕｎction[y]=WFＳSY22（x)％ＵNＴＩTLED５Sｕmmａｒyｏftｈｉsfuncｔｉoｎgoesｈere%Ｄetaｉlｅdｅxplanatｉｏngoesｈerex＝input（'pｌｅａｓｅinｐuｔx:＇);ｙ=0;ｉfx<0y=0;elseifｘ<１ｙ=x；eｌseifｘ<=2y=２-x;ｅｌseｙ=0enｄ結(jié)果：pｌeasｅｉｎｐutx:-３anｓ＝0plｅaseiｎpｕｔｘ:２＾（1/2)ans=0.５８５8ｐleａｓeinpｕtｘ:iｎfy＝０ａns=０3．用fｏr循環(huán)語句實(shí)現(xiàn)編寫一個(gè)求n階乘的函數(shù)文獻(xiàn)1、函數(shù)文獻(xiàn)設(shè)計(jì):設(shè)計(jì)一個(gè)函數(shù)文獻(xiàn)實(shí)現(xiàn)一個(gè)階乘運(yùn)算,并設(shè)計(jì)程序調(diào)用該函數(shù)。為保證函數(shù)的通用性，當(dāng)輸入負(fù)數(shù)或小數(shù)時(shí)，顯示犯錯(cuò)提醒：disp(＇Ｉｎputparametｅrmｕstbeａｐosiｔｉveinｔｅger!'）提醒:fix(x)對零方向取整數(shù)ceiｌ（x）對+方向取整數(shù)ｒoｕｎd（x)四舍五入取整數(shù)程序:funｃtioｎ［y]=WFSSＹ23(ｎ）%UNＴＩTLED３Sｕmmaryofthisｆunctiongoeｓheｒe%Detaｉｌeｄexｐｌanationgoｅsｈｅｒex＝ｉnpｕｔ（'pleasｅinputx：');ifx＜0|(fix（x）～＝ｘ)disｐ('Ｉnｐutparameterｍustbeapositiｖｅinｔｅｇer!')；ｅｎdｙ=1；forx=1:１：xy＝ｙ＊x;ｅnd結(jié)果:pleaseiｎputｘ：3aｎs=6plｅａｓｅiｎputx:4anｓ=24４．找到一個(gè)ｎ！>1０100的值(運(yùn)用上題的n階乘函數(shù)文獻(xiàn)）程序：funｃｔion［y]=ＷFＳSY2４(n)％UＮＴITLED4Sｕmmarｙｏftｈｉsfｕncｔiｏnｇoesｈｅrｅ％Detailｅdexｐlanationｇｏeｓhｅreｘ＝input（'pleasｅｉｎｐuｔx:＇);iｆｘ<0｜（fiｘ（ｘ）～=x)ｄisp（＇Inputparａmｅtｅrmｕｓtbeapｏsitiveｉnteｇｅr!'）;enｄy=1;forx=1：1:xy=y*x;ｅndify>10^100y;eｌsｅdisp（'ｎ!<１０^100!');ｅnｄ結(jié)果:plｅasｅinpｕtx:５ans＝1２0pleaseｉnpuｔｘ：9999ｎ!>10^10０!ａnｓ=Iｎf5.已知一維數(shù)組A=[2,４,５,８,10]、B=[4，9,6,7,4]，用for循環(huán)語句實(shí)現(xiàn),求和函數(shù)可用ｓum（）程序：fｕｎcｔiｏn[ｓ,c]=WFSSＹ２5（i,n)%UNTITＬＥD２Sｕmｍaｒyoｆthisfunｃｔioｎgoeshere%DeｔailｅdexplanaｔiongoesｈereA=［２,4,5,8,10］；B=[4，9，6,7,４］;n＝inpuｔ('ｐlｅaseinputn:'）;fori=1:１:nｃ＝A（i）*B(n-i＋１）;enｄｓ=sum(c)end結(jié)果：pleaseinpｕtn:3s=206．編寫驗(yàn)證魔方矩陣的函數(shù)文獻(xiàn),輸出規(guī)定如下:(1）假如輸入矩陣的維數(shù)小于3，輸出顯示’erｒoｒ’(2)假如輸入矩陣的不是方陣,輸出顯示’ｔhｅsizeｏfmatrｉｘXmuｓtbeN－by-Nｍａt(yī)riｘ’（3）顯示行、列和及其對角線求和后的值,并判斷其和是否相同。若不同，顯示‘No’，相同顯示‘Yｅｓ’。程序：funｃtion[b,m,ｎ，c,d,p,e,f,ｊ,ｈ,i］=WFＳSY26(Ａ)％ＵNTITＬED3Sｕmｍaryoｆｔhisfｕncｔiｏnｇoeｓhere%DetaｉlｅdeｘplａnaｔiongoｅshereA=inｐuｔ('ＥntermatriｘＡ=＞');b＝ｎdimｓ(Ａ)；［m,n]＝sｉzｅ(Ａ)；ifb<３disp（'error'）;ｅndiｆm~=ndiｓp('tｈesｉzeofmaｔrｉxXmustbeN－by-Ｎmatriｘ'）;eｎｄc＝suｍ（A,1);ｄ=sum(Ａ，2）;p=diａg(A);e=diag(ｆliplｒ(A));f=ｓum(c)／ｍ;g=sum(d)／n;h＝sum(p）；i=ｓum(e）;ｉfｆ=＝g;ifｈ=＝iiff=＝hdｉsp('Yｅｓ')elｓedisｐ('No')enｄｅlsedｉsp('No＇)endｅlsedisp('No')end結(jié)果:ＥnterｍａｔrixA＝＞[1７2418152３57141６46132０22101219２１311１82529］errorＹｅsaｎs=2EnｔermatｒixA=>［1724５8１５235７１4１64６１3202210121９2131118252９］eｒｒorNoａns=2實(shí)驗(yàn)三MATLAB的圖形繪制一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?guī)定:1．掌握MATLＡB繪圖的基本方法，熟悉各種繪圖函數(shù)的使用;2.掌握圖形的修飾方法和標(biāo)注方法；３.了解MATLAB中圖形窗口的操作。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:x＝［-2π,2π]，y1=ｓｉnx、y２＝cosx、y３=ｓin2x、y４=ｃos2ｘ①用MＡTLAＢ語言分四個(gè)區(qū)域分別繪制的曲線,并且對圖形標(biāo)題及橫縱坐標(biāo)軸進(jìn)行標(biāo)注。程序：cloｓeａllcｌcx=［－2*pi:pi/100０:２*pｉ];y1＝siｎ(ｘ);y２=cｏｓ(x);y３＝siｎ（2*x);y4=cｏs(２*x)；subplot（2,2，1）plｏt(x,y１);aｘiｓ([-２*pi2*ｐｉ－１1])ｓｅt(gca，'ｘticｋ',-2*pi:pｉ:2*ｐi)set(gcａ,'ｙtick',-１：0.５:1）ｓet（ｇca,'xtｉｃｋlabeｌ','-２pi｜-ｐi|０|pi|２pi')sｅｔ（ｇca,＇yticklabｅｌ','-1|－０.５|0|0.5|1')xlaｂel(＇x');yｌaｂel('y１');ｔiｔle('siｎ(x）');ｇrｉdoｎ;subpｌot（２,2，2)axiｓ([－2*ｐi２＊pｉ-１1］)plｏｔ(x,y2）;axiｓ（[-2*pｉ2＊pi-11])ｓet(gca,'xtick',-2*pi:pi:2*pi)set(gca，'yticｋ',－1:0.5:1)sｅt(ｇca,'xｔｉｃｋlａｂel','-2pｉ|－ｐi｜０|pｉ｜2pi')sｅｔ（gca,'yｔicklabｅl','-1|-０.5|０|0.５|1'）ｘlabｅl('ｘ＇)；yｌabel('y２'）;ｔitle('cos(x)');ｇriｄｏn；subploｔ（2,2,３)axis([-2*pi2*ｐi-１１］)plｏｔ(ｘ，ｙ３）;axis（[-２*pi2*pi－11])seｔ(gｃa,'xtick',－２*pｉ:pi:2＊pi)ｓeｔ(gｃa，＇ytｉck',-1：0.5:1）set(ｇca,'ｘtickｌａbeｌ','-2pｉ|-pi|0｜ｐi|2pi')set(gca，'ytｉcｋlａbel＇，'－１|-0．５|0|0.5|1＇)ｘlabel('x＇);ylaｂel（'y3＇）；ｔｉtlｅ（'sｉｎ(2ｘ)');grｉdon;ｓｕbplot(2,2,4)axiｓ（［-2*pｉ2*pi-1１]）pｌot（x,ｙ4)；axiｓ([－2*pi２*pi-11])set(gcａ,＇xｔｉck'，-2*ｐi:ｐi:2*pi）set(gca,'ｙtiｃk',-1：０．５:1)sｅt（gca,'xtｉcklabel','-２pｉ|－pｉ|0|pi|2pi')seｔ(gca,'ｙｔicklabel＇,'-1｜-0.5|０|0.5｜１')xlabｅｌ('ｘ')；ylabel('ｙ4');titｌe（'cos(２x)'）；ｇrｉｄon;結(jié)果：②另建一個(gè)窗口，不分區(qū)，用不同顏色、線型繪出四條曲線，并標(biāo)注圖例注解。程序：clｏsｅａllclｃx=[－2*pi:pi/1０0:２＊pｉ];y1=siｎ(x)；y2＝ｃｏｓ(x）;y3=sin（2*x);y4=ｃos(２＊ｘ);holｄoｎplot(x,y1,'r-');plot(ｘ，y2，'m-－＇)；plot（x,y3,＇ｋ-．');ploｔ(x,y4,'ｂ：');legenｄ('sｉn(x）','cos(x)','sin(2x)','ｃｏs(2x)')ｇｒidoｎ;結(jié)果：③繪制三維曲線:程序：cｌｏｓｅａllcｌct=[0:pi/１00:2０＊pi];ｘ=sｉn(t）;y=cos(ｔ);z=t.＊x.*y;ｐｌot3（x，ｙ,ｚ)；結(jié)果：實(shí)驗(yàn)五SIMＵLINK基本操作一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)會(huì)SIMULIＮＫ仿真基本操作。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、打開SimulinkLｉbraryBroｗser窗口，練習(xí)功能模塊的基本操作。2、通過示波器觀測1ＭHz,幅度為1５mV

的正弦波和100ＫHz，幅度為5mV

的正弦波相乘的結(jié)果。寫

出數(shù)學(xué)表達(dá)式。通過使用三蹤示波器同時(shí)觀測1ＭHz、10０KHｚ

正弦波以及相乘的結(jié)果。注意設(shè)立仿真參

數(shù)和示波器的掃描參數(shù)和幅度顯示參數(shù)。程序:參數(shù)設(shè)立:Amplｉtｕｄe1:1５A(chǔ)mplitudｅ２：5Ｆrequenｃy１（raｄ/sec）:6280000Ｆｒequency2(rａd/ｓec）:６28000Sampletime1，2:０.０00０01結(jié)果：3、系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)，求系統(tǒng)單位負(fù)反饋閉環(huán)單位階躍響應(yīng)曲線。程序：結(jié)果:學(xué)習(xí)構(gòu)建SIＭＵＬＩNＫ

子系統(tǒng)。構(gòu)建一個(gè)子系統(tǒng)，使得它具有將輸入信號(hào)m(ｔ)（如一個(gè)1０0Hz

的

正弦波)和一個(gè)常數(shù)C

相加后再和一個(gè)１0００Hz

的幅度為Ａ

的正弦波相乘的功能：ｙ(t)=Ａ(m（ｔ)+C)

ｓin

(2*pi*ｆ*t)

,其中ｆ=1000

Hｚ。保存為s2３．mdｌ。用sim

指令在命令空間啟動(dòng)模型進(jìn)行仿真:在Ｍatｌab

命令空間中用語

句對參數(shù)Ａ,

Ｃ,

ｆ進(jìn)行設(shè)立，并對采用命令oｐen

打開，采用sim

指令進(jìn)行仿真。請給出指令語句。程序:A=5；Ｃ=２;ｆ＝10００;opｅn(＇s4．ｍdl');sim(＇s4.mdｌ'）；結(jié)果:實(shí)驗(yàn)四控制系統(tǒng)的模型及其轉(zhuǎn)換一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?guī)定1、掌握建立控制系統(tǒng)模型的函數(shù)及方法;２、掌握控制系統(tǒng)模型間的轉(zhuǎn)換方法及相關(guān)函數(shù)；3、熟悉控制系統(tǒng)模型的連接方法;4、掌握典型系統(tǒng)模型的生成方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、已知兩個(gè)傳遞函數(shù)分別為:①在MATLAB中分別用傳遞函數(shù)、零極點(diǎn)表達(dá)；程序1：clｅarａｌlclcnum1＝［0,1];den1=[3，1];G１=tf(nｕm1,den１)nuｍ2=［0,2];deｎ２=[3,1,0];G2=tf（nｕｍ2,den2）結(jié)果1：1-------Ｇ1＝3s+１2---－--－－-G2=３ｓ^2+ｓ程序2：cｌｅaｒａllｃlcnｕm１＝[０,１]；ｄen1=［3,1］;G1=tｆ(num1，ｄｅｎ1）;［ｔt１,ff1］＝tfdata(G1，'ｖ');[z1,p１,ｋ1]=ｔf２zp(num1,dｅn1);ｇ１＝ｚpｋ(［z1],[p１］,[k1])ｎｕm2=[0,２］;den2=［3，1,0］;G2＝tf(num2，den２）;[tt2,ff2]=tｆdaｔa(Ｇ2,＇v');[ｚ2,p２,k2]=tｆ2zp(nuｍ2,den2);g２=ｚpk([z2］,[p２］,[ｋ2］)結(jié)果２：ｇ１=0．33３３３----－---－-(s+0.333３)ｇ２=0．6666７----------－-s(s+0.３3３３)②在MＡTLＡＢ中分別求出通過反饋、串聯(lián)、并聯(lián)后得到的系統(tǒng)模型;程序1:clearallclcnum1=［０,1］;den1＝[３,1];nuｍ２＝[0,2];ｄeｎ2＝［3,１，０];[num,den]＝sｅries(nｕｍ1，dｅn１,nuｍ2,den2);Ｇ＝tf(num,den）結(jié)果1：G＝2--－--------－-----9s^3+６s＾2+s程序２:ｃleaｒａllcｌcnｕm1=[0,1];den1=［3,1];nuｍ２=[0,2]；den2=[3，1,0]；[num，den]=parallｅl(ｎｕm１,den１,num2,den２)；G＝tｆ(ｎｕm,den)結(jié)果2：G=3ｓ＾２+7s+2----－－－---－------9s^3+6s＾2+ｓ程序３：cｌeａｒaｌｌclcnum1=[０,1]；den1=[3,1];ｎum2=[０，2];den2=[3,1，0]；[num，deｎ]=fｅe(cuò)dbａck（ｎｕm１,den１,nuｍ２,dｅn2,1);G=tf(nｕm,deｎ)結(jié)果3：G=3s^２＋ｓ－-------------－----－-9s＾3＋６ｓ^２+ｓ-2程序４:ｃｌｅaralｌcｌcnum1=[０,1];ｄeｎ1＝[３，１］;num2=[0,2]；ｄen2=[3,１,0］;［ｎum，ｄen]＝ｆeedbａcｋ(nｕｍ1,den1,num2，deｎ2，－１）;G=tf（nｕm,ｄen)結(jié)果4:G=3s^２+s------－-－-－-----－-－－-9s^3＋6ｓ＾2+s+22、系統(tǒng)的模型為試建立系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型。程序:clｅａｒalｌｃｌｃnｕm=cｏnv（[4],ｃoｎｖ([1,２],[１，6,6]）);den=coｎv(coｎv([1,０],conｖ（[1,1］,[1，1]))，ｃｏnv（[1,1],[1,3,2,5]));G=tf(num,deｎ)結(jié)果:G=４s^3+３２s＾2＋72s+４8－----------－-－－------－-－－----－-------－------－-－------s^7＋6s^6＋１４ｓ^5＋2１s＾４+24s^3＋１7s^2+5s３、已知單輸入雙輸出系統(tǒng)的零極點(diǎn)模型建立系統(tǒng)的零極點(diǎn)模型。程序：clｅarallclcz={[-１2］,[-5,-3]｝;p=[-3，-４,-5]；k=[3,4];G＝zpｋ(z,p,k)結(jié)果：G=Frominｐut1ｔooutpｕt:3(ｓ+12）-－-----－---------(s+3)(s+４)(s+５)Fｒomiｎput2tooutｐuｔ:4（ｓ＋５)(s+3)----－--－-－-－-－－--（s+3)(s+4)(s+5)４.控制系統(tǒng)模型的轉(zhuǎn)換4.1將2的模型轉(zhuǎn)換為零極點(diǎn)模型程序:ｃlｅaraｌlclcｎｕm＝cｏnv（[4]，ｃonv([１,2］,[１，6,6]));ｄen＝ｃonｖ(conｖ(［1,0]，conv（[１,1],[１,1])),conｖ(［1,1],[１，３,2，5]));G=tf(nｕm,dｅn）;[ｚ,ｐ,k]=tf2zｐ(nｕm,dｅｎ);G=zpｋ(z，ｐ,k）結(jié)果:G＝4(s+４.732)(s+2)(s＋1．2６８)－－--－------------－－－－-－-------－－---－－-－-----s（s+2.9０4）（s+1）^３(s^2+0.0９584s+1．722)４.２將３的模型轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)模型程序:cｌearallｃｌcz=｛[-12],[－5,-3]};p＝[-3，-4,-５］;k＝[３,４］;G=zpk（z，ｐ,k);G1＝tf(G)結(jié)果：G1＝Fｒoｍｉｎpｕt1tｏouｔput：3s+36－--－－--－-－---－--－－--－---s^３+12s＾2+47s+6０Ｆromiｎpｕt2tooｕtpuｔ：4ｓ^2+32s+６0－-－--－-------－---－－－----s^３+12s^２＋４7s+60三、實(shí)驗(yàn)總結(jié)與體會(huì)實(shí)驗(yàn)六控制系統(tǒng)的時(shí)域分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪\(yùn)用ＭATLAB進(jìn)行控制系統(tǒng)時(shí)域分析,涉及典型響應(yīng)、判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性和分析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（一)穩(wěn)定性1.系統(tǒng)傳函為，試判斷其穩(wěn)定性。程序:cleaｒallclcｎｕm=[3,2,5,4,6]；dｅｎ=［1,３,4,2,7,2];G=ｔf(ｎum,den)[ｚ,p,k]＝ｔｆ2zｐ（nuｍ,ｄen);Go=zpk(z,p，k)；Gｃ＝feeｄbacｋ（Go,１）；Gｃtf=ｔf（Gc);ｄc=Gctf．ｄｅn;ｄen=polｙ2str(dｃ{１},'ｓ＇)；ｄen＝[１，6，6,７,１1,８］;p＝ｒoots（den)結(jié)果：Ｇ=3s^4+2ｓ＾3+5s^2+4ｓ+６-－----－-－－--－－－--－－--－-－--－--－-----－-ｓ^5+3s＾4＋4s^３+2s^2+７ｓ+2ｐ=-5．00５8+0．0000i0.4208+1.１54０i０.42０8－1.1５40i－0.９1７９+0．４656i-0.9179-0.４656i穩(wěn)定性：系統(tǒng)有正實(shí)部的特性根,故該系統(tǒng)不穩(wěn)定。2.用Ｍatlab求出的極點(diǎn),判斷穩(wěn)定性。程序：ｃｌｅａｒａllclcｎum＝[1,2,2];dｅn=[1,７,3,５，2];[z，p,k]=ｔf２zp(num,ｄeｎ）；s＝ｐ結(jié)果：s＝-６.６553＋0.00００i０.0327+0．8５55ｉ0．0３27-0.８555ｉ-0．4１0０+０.0000i穩(wěn)定性:系統(tǒng)有正實(shí)部的特性根,故該系統(tǒng)不穩(wěn)定。(二）階躍響應(yīng)典型二階系統(tǒng):規(guī)定：1）在Ｍaｔlab環(huán)境下,編程繪制出當(dāng)Wn=6,時(shí),二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線并分析的變化對控制系統(tǒng)輸出的影響;程序:ｃlccloｓeaｌlcｌearａllt＝linｓｐace(0,20,200)＇;omｅgａ=6;omeｇa２=omｅga^２;ｚuｎi=［０．1,0．2，0.3,0.4,1．2]；num=omega2;forｋ=1:5deｎ=［12＊zuni(k)*oｍegａomｅga2]；sys=tｆ（nuｍ，den);y(:，k)=ｓｔｅp（sｙｓ，t）；enｄｆiｇuｒe(１）;ｐloｔ(t,ｙ(:，1:５));griｄ;ｇtexｔ（'zuni=0');gｔｅxt('zuni=0.1'）；gtｅxｔ('ｚuni＝0.2');gtext(＇zuni=0.3');gteｘｔ('zｕnｉ=0.４');gｔexｔ（'zuｎi=1.2＇）;結(jié)果:分析：當(dāng)固定自然頻率后，改變二階系統(tǒng)的阻尼系數(shù),在＜1時(shí)并不會(huì)改變階躍響應(yīng)的振蕩頻率；而當(dāng)>1時(shí),階躍響應(yīng)曲線不再振蕩，系統(tǒng)過阻尼。在Matlaｂ環(huán)境下，編程繪制出，Wn＝2、4、6、8、10、１2時(shí),系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線并說明Ｗｎ的變化對系統(tǒng)輸出有何影響。程序：clccｌｏｓeallcｌｅａraｌlｔ=ｌiｎｓpａce（0,2０，20０)'；ｏmegａ=［２,4,6，８,10，12];ｚuni=0．7；ｏmega２=omｅga.^2;fork=１:6ｎum=omeｇa2(k)；den=［12＊ｚuｎi＊ｏmega(k）omｅga2（k）];ｓys=tf(ｎum,ｄｅn);y(:,ｋ）＝sｔep(sｙｓ,t）；endfigure（2)；pｌot(ｔ，ｙ（:，1:6))；grｉd;gtext(＇omega=2＇)；gｔexｔ（＇omegａ=4');gtext('oｍega＝6'）;gｔexｔ（'omｅga=8'）;gtext('omegａ=10＇);gtext('omeｇa＝１２');結(jié)果：分析:自然頻率越大，系統(tǒng)的振動(dòng)頻率加快，上升時(shí)間減少,過渡時(shí)間減少，系統(tǒng)響應(yīng)更迅速,動(dòng)態(tài)性能變好。（三）系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析３.1用編程方式求二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)的峰值時(shí)間，上升時(shí)間，調(diào)整時(shí)間,超調(diào)量。程序:closｅａｌｌclearａlｌclcnum=［１20]；den＝[1,12,120];[z,p,k]＝tf2zp（nｕm,den)；G=zｐk（ｚ，p，k)；Ｃ=dcgaｉn(Ｇ)[y,ｔ］=step(G);plｏt(t,y)；gｒid；[Ｙ，ｋ]＝ｍａｘ(y);TP=t(ｋ)peｒcｅntoｖershooｔ=１00*(Y-Ｃ)/Cn=１；whiｌｅy(ｎ）<Cn=n+1;endrisetimｅ=t（n)i=lenｇtｈ(t);whilｅ(y(i)>０.98*C)&(y(i)<1.02*Ｃ)i=i-1;ｅnｄｓetｔｌｉｎgtime=t(i)結(jié)果:C=1TP＝0．3454ｐｅｒcｅnｔｏｖershｏoｔ=12．7８29risetｉme＝0.23７9seｔｔlingtｉme=0.5２9６3.２(1)在Sｉmuliｎk集成環(huán)境下建立模型,在給定信號(hào)作用點(diǎn)處輸入單位給定階躍響應(yīng)信號(hào)，0.３秒后在擾動(dòng)信號(hào)點(diǎn)輸入單位階躍響應(yīng)信號(hào)。并繪制相應(yīng)的響應(yīng)曲線。(2）計(jì)算仿真結(jié)果的超調(diào)量、上升時(shí)間、峰值時(shí)間、穩(wěn)態(tài)誤差。Siｍulink框圖:參數(shù)設(shè)立:Sｔepｔiｍｅ1,2:０Ｔｉmeｄely:0.3結(jié)果:超調(diào)量:%２0.５上升時(shí)間:0．1３4峰值時(shí)間:０．20８穩(wěn)態(tài)誤差：0.0１三、實(shí)驗(yàn)總結(jié)與體會(huì)實(shí)驗(yàn)七控制系統(tǒng)的頻域分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.運(yùn)用計(jì)算機(jī)作出開環(huán)系統(tǒng)的波特圖２.觀測記錄控制系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性3.控制系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性分析二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:1、繪制典型二階系統(tǒng)的Boｄe圖規(guī)定:在Maｔlａb環(huán)境下,認(rèn)為參變量,編程繪制該系統(tǒng)的對數(shù)頻率特性曲線(Bｏde圖），并從Bode圖中找出二階系統(tǒng)由于的變化對其Boｄe圖有何影響?圖形有哪些變化?圖形與的相應(yīng)關(guān)系（在圖中相應(yīng)的標(biāo)注出來）。程序:closeallclｅａrallclcw=[０,logspace(-2,２,200)];wn＝0.９；tou＝[0．1，０．４，1.０,1.6,２.０，３.０];forj=１:6sｙs=tf([ｗn*wn],[１,２*tou（j)＊wn,ｗn*wｎ］);ｂｏｄe(sｙs,w);holdon;ｅndｇtext('tou=0.1'）；gtext(＇tｏu＝０.4')；gtext（'tou＝1．0');gtｅxｔ('ｔou=１.6');ｇtext('tou=2.0');ｇteｘt（'tｏu＝3.0＇）;結(jié)果:分析:2、某控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為規(guī)定:在Ｍaｔｌab環(huán)境下,編程繪制該系統(tǒng)的開環(huán)Ｂoｄｅ圖,并通過Bode圖判斷該閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。若閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定，則從圖中求出系統(tǒng)的幅值裕度Kｇ、相位裕度。程序:cloｓeallｃleａralｌｃlｃnum=[4２];den=conv(cｏnv（[1,0]，[1，0．6]）,conｖ([1,10],［1，60])）;G=tf(num,dｅn)ｗ＝ｌｏgspace(０，4,５0)；ｂode(G，w);ｇrid；[Gm，Pｍ,Wcｇ,Wcp]=margin（G)結(jié)果:Gｍ=77.３171Pｍ=78.４234Wcg=２.2５80Ｗcp=0.１1４６３、某控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：規(guī)定:繪制開環(huán)系統(tǒng)的nyquisｔ圖,并判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性;求出系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng);程序：ｃlos