级仿真实验Word文件下载.docx
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已知A=[12;
34];
B=[55;
78];
求A^2*B
c=
105115
229251
（2）矩阵除法
已知A=[123;
456;
789];
B=[100;
020;
003];
A＼B,A/B
1.0e+016*
0.3152-1.26090.9457
-0.63042.5218-1.8913
0.3152-0.63040.3152
-1.26092.5218-1.2609
0.9457-1.89130.9457
（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'
B=
5.0000+1.0000i0+6.0000i
2.0000-1.0000i4.0000
1.00009.0000-1.0000i
5.0000-1.0000i0-6.0000i
2.0000+1.0000i4.0000
1.00009.0000+1.0000i
（4）使用冒号选出指定元素
已知：
A=[123;
求A中第3列前2个元素；
A中所有列第2，3行的元素；
B1=
3
6
B2=
456
789
（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
A=magic（4）
B=A（:
[1,2,3]）
A=
162313
511108
97612
414151
1623
51110
976
41415
3、多项式
（1）求多项式p（x）=x3+2x+4的根
clc;
clear;
Y=[1024];
S=roots（Y）
S=
0.5898+1.7445i
0.5898-1.7445i
-1.1795
（2）已知A=[1.2350.9;
51.756;
3901;
1234]，
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；
把矩阵A作为未知数代入到多项式中；
4、基本绘图命令
（1）绘制余弦曲线y=cos（t），t∈[0，2π]
t=[0:
0.05:
2*pi];
y=cos（t）;
plot（t,y）
（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]
（2）
y1=cos（t-0.25）;
y2=sin（t-0.5）;
plot（t,y1）
holdon
plot（t,y2）
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；
0.1:
4*pi];
x1=10*sin（t）;
plot（t,x1,'
r-.+'
）;
axis（[0,15,-10,10]）;
title（'
x1=10sint'
xlabel（'
T'
ylabel（'
X1'
set（gca,'
xminortick'
yminortick'
grid
五、实验要求
利用所学知识，完成上述各项实验内容，并将实验过程和实验步骤和结果写在报告中。
实验2MATLAB数值运算与绘图
l.熟悉Matlab中各类数据，尤其是矩阵的定义、赋值和运用。
2.了解Matlab的矩阵分析函数以及求线性方程组的数值解;
3．熟悉多项式运算函数、数值插值。
2.MATLAB6.X环境
1.创建矩阵的方法
a.直接输入法规则：
矩阵元素必须用[]括住；
矩阵元素必须用逗号或空格分隔；
在[]内矩阵的行与行之间必须用分号分隔。
逗号和分号的作用：
逗号和分号可作为指令间的分隔符，matlab允许多条语句在同一行出现。
分号如果出现在指令后，屏幕上将不显示结果。
b.用matlab函数创建矩阵：
空阵[]—matlab允许输入空阵，当一项操作无结果时，返回空阵；
rand——随机矩阵；
eye——单位矩阵；
zeros——全部元素都为0的矩阵；
ones——全部元素都为1的矩阵。
c.矩阵的修改:
可用键找到所要修改的矩阵，用键移动到要修改的矩阵元素上即可修改；
指令修改：
可以用A（,）=来修改。
2.矩阵运算
a.矩阵加、减（＋,－）运算规则：
（1）相加、减的两矩阵必须有相同的行和列两矩阵对应元素相加减。
（2）允许参与运算的两矩阵之一是标量。
标量与矩阵的所有元素分别进行加减操作。
b.矩阵乘（，./，.\）运算规则：
A矩阵的列数必须等于B矩阵的行数
标量可与任何矩阵相乘。
c.矩阵乘方——a^n,a^p,p^a
a^p——a自乘p次幂,对于p的其它值,计算将涉及特征值和特征向量，如果p是矩阵，a是标量,a^p使用特征值和特征向量自乘到p次幂；
如a,p都是矩阵，a^p则无意义。
d.多项式运算
matlab语言把多项式表达成一个行向量，该向量中的元素是按多项式降幂排列的。
f（x）=an×
n+an-1×
（n-1）+……+a0
可用行向量p=[anan-1……a1+a0]表示;
poly——产生特征多项式系数向量
e.代数方程组求解
matlab中有两种除运算左除和右除。
四、实验内容
1.输入下列向量（矩阵）
g=[1234]；
h=[4321]；
输入g=[1,2,3,4;
]
h=[4,3,2,1;
g=
1234
h=
4321
2.分别执行以下数组点运算
s1=g+h,s2=g.*h,s3=g.^h,s4=g.^2,s5=2.^h
3.输入下列特殊矩阵
〉〉A=[]
〉〉A=eye（10）
〉〉A=ones（5,10）
>
A=rand（10,15）
A=randn（5,10）
A=zeros（5,10）
4．输入下列矩阵及矩阵函数
A=[20–1;
132];
B=[17–1;
423;
201];
M=A*B%矩阵A与B按矩阵运算相乘
det_B=det（B）%矩阵A的行列式
rank_A=rank（A）%矩阵A的秩
inv_B=inv（B）%矩阵B的逆矩阵
[V,D]=eig（B）%矩阵B的特征值矩阵V与特征向量构成的矩阵D
X=A/B%A/B=A*B-1，即XB=A，求X
Y=B\A%B\A=B-1*A，即BY=A，求Y
5．多项式运算
p=[120-56]%表示多项式
rr=roots（p）%求多项式p的根
pp=poly（rr）%由根的列向量求多项式系数
s=[00123]%表示多项式
c=conv（p,s）%多项式乘积
d=polyder（p）%多项式微分
x=-1:
2;
y=polyval（p,x）%计算多项式的值
6.有理多项式：
n=conv（[10],[13]）%定义分子多项式
d=conv（[11],[113]）%定义分母多项式
[r,p,k]=residue（n,d）%进行部分分式展开
p1=[1-p
（1）],p2=[1-p2]%定义两个极点多项式p1（s）=s-p
（1）,p2（s）=s-p
（2）
den=conv（p1,p2）%求分母多项式den=p1（s）*p2（s）
num=conv（r1,p2）+conv（r2,p1）%求分子多项式
〉〉[num,den]=residue（r,p,k）%根据r，p，k的值求有理多项式
7．函数插值运算
（1）线形样条插值
〉〉x=0:
10
y=sin（x）
x0=[3.44.76.58.2]
y0=interp1（x,y,x0）%线形插值
x1=0:
y1=sin（x1）
plot（x1,y1,'
r:
'
x,y,'
b*'
x0,y0,'
g.'
）%插值比较
五、实验要求
利用所学知识，完成上述1至7项实验内容，并将实验结果写在实验报告上。
六、实验思考题
1.矩阵建立与有哪几种方法？
2.矩阵的加、减、乘、除运算规则是什么？
实验3Matlab基本编程方法
（设计性实验）
2、熟悉Matlab程序设计的基本方法
根据MATLAB基本数值计算、数据分析和图形函数的功能，按程序设计数学要求完成对象计算的MATLAB程序。
1、编写命令文件：
计算s=1+2+…+n（s<
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15次幂的和。
3、如果想对一个变量x自动赋值。
当从键盘输入y或Y时（表示是），x自动赋为1；
当从键盘输入n或N时（表示否），x自动赋为0；
输入其他字符时终止程序。
利用所学知识，完成上述3项实验内容，并将实验用程序和结果写在实验报告上。
1.用FOR和WHILE语句有何要求？
2.用户数据的输入有那几种函数？
实验4控制系统仿真
（一）
（综合性实验）
1、掌握如何使用Matlab进行系统的时域分析
2、掌握如何使用Matlab进行系统的频域分析
3、掌握如何使用Matlab进行系统的根轨迹分析
1.PC机1台
根据Matlab控制系统常用函数编写出仿真软件，也可以根据SIMULINK完成实验。
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从图上读取最大超调量，绘制系统的单位脉冲响应、零输入响应曲线。
（2）典型二阶系统传递函数为：
当ζ=0.7,ωn取2、4、6、8、10、12的单位阶跃响应。
（3）典型二阶系统传递函数为：
当ωn=6,ζ取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5、2.0的单位阶跃响应。
2、频域分析
（1）典型二阶系统传递函数为：
当ζ=0.7,ωn取2、4、6、8、10、12的伯德图
（2）典型二阶系统传递函数为：
当ωn=6,ζ取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5、2.0的伯德图。
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。
利用所学知识，完成上述各项实验内容，并将实验用程序和结果写在实验报告上。
如果有图，则将图画在实验报告上。
1.二维图形函数有何要求？
2.如果要求实验中所用数据由用户从键盘输入，根据如何编写？
实验5控制系统仿真
（二）
1、掌握如何使用Matlab进行系统的稳定性分析
2、掌握如何使用Matlab进行系统的能观测性、能控性分析
3、掌握如何使用Matlab进行离散系统分析
1.PC机1台
1、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：
试对系统闭环判别其稳定性。
（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：
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。
（3）Bode图法判断系统稳定性：
已知两个单位负反馈系统的开环传递函数分别为：
用Bode图法判断系统闭环的稳定性。
Bode图函数在编程中有何要求？
实验6、7控制计算系统辅助设计
熟悉控制系统采用PID的超前和滞后校正方法。
2.MATLAB6.X环境
三、实验内容
1、已知一单位反馈系统的开环传递函数为
试利用MATLAB设计一校正装置，使系统的相角裕量
，剪切频率
。
2、单位反馈系统的开环传递函数为
试利用MATLAB设计一串滞后校正装置，使系统的相角裕量
，并保持原有的开环增益。
3、设单位反馈系统的开环传递函数为
试利用MATLAB设计一校正装置，使系统满足以下性能指标，速度误差系数
，相角裕量
大作业双闭环直流调速系统的MATLAB仿真
1、了解Simulink下数学模型的仿真方法。
2、掌握数学模型的仿真建模方法和仿真参数设置要求
3、进一步掌握双闭环反馈控制系统的基本特性。
二、实验原理
双闭环控制系统的结构原理框图如下所示：
要求：
在实验前需下根据双闭环控制原理计算出各环的PI参数，写出正确的系统控制数学模型。
1、直流电机双闭环控制系统SIMULINK仿真模块建立。
2、仿真参数的设置。
3、各控制点的波形分析。
4、改变给定,观察输出响应的变化。
5、用传递函数方程仿真。
四、实验步骤
1、按上述结构和参数建立仿真模型。
2、设定输入为单位阶跃信号，用scope观察系统输出响应。
3、将改变给定，其余参数不变，观察系统输出响应。
4、突加负载，观察系统的抗扰性能。
改变开环放大系数，观察系统的稳定性能。
5．用建立的传递函数方程仿真。
五、实验报告
按规定的实验报告要求写出实验报告，报告的内容有实验目的、建模名称，参数设置，实验电路，仿真模型结构图、仿真结果波形，结果分析。
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