中南大学系统仿真实验报告Word文档下载推荐.docx
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238;
111],inv（B）
B=
531
238
A=[23;
44],B=[53;
38],inv（A）,inv（B）;
A\B,A/B,inv（A）*B,B*inv（A）
A=
23
44
53
38
7、>
p=[1,-6,-72,-27],roots（p）
p=
1-6-72-27
p=[2,3,6],roots（p）
236
+
-
8、（A为n*n的方阵）>
A=[010;
-440;
-212],poly（A）,B=sym（A）,poly（B）
010
-440
-212
1-612-8
B=
[0,1,0]
[-4,4,0]
[-2,1,2]
ans=
x^3-6*x^2+12*x-8
9,、（conv是多项式相乘，deconv是多项式相除）
u=[1246],v=[500-67],conv（u,v）
u=
1246
v=
500-67
5102024-5-10-842
v=[1246],u=[500-67],deconv（u,v）
5-10
10、（点乘是数组的运算，没有点的乘是矩阵运算）
a=[25;
34],b=[31;
47],a.*b,a*b
a=
25
34
b=
31
47
65
1228
2637
2531
a=[23];
b=[47];
a.*b=[821];
a*b%错误
a*b'
=29;
11、（who可以看到你用过的一些变量，whos是把该变量及所存储的大小等信息都显示出来了）>
who
Yourvariablesare:
ABaansbpuv
whos
NameSizeBytesClassAttributes
A2x232double
B2x232double
a1x216double
ans1x216double
b1x216double
p1x324double
u1x540double
v1x432double
12、>
A=[253;
654],disp（A）,size（A）,length（A）
253
654
3
实验二MATLAB绘图命令
熟悉MATLAB基本绘图命令，掌握如下绘图方法：
1．坐标系的选择、图形的绘制；
2．图形注解（题目、标号、说明、分格线）的加入；
3．图形线型、符号、颜色的选取。
t=[0:
pi/360:
2*pi];
x=cos（t）+cos（t*4）;
y=sin（t）+sin（t*4）;
xlabel（'
x轴'
）;
ylabel（'
y轴'
plot（y,x）,grid;
t=0:
:
100;
x=3*t;
y=4*t;
z=sin（2*t）;
plot3（x,y,z,'
g:
'
）
x=linspace（-2*pi,2*pi,40）;
y=sin（x）;
stairs（x,y）
4、>
x=cos（t）+cos（t*4）+sin（t*4）;
plot（y,x,'
r:
th=[0:
pi/1000:
2*pi]'
;
r=cos（2*th）;
polar（th,r）;
title（'
四叶草图'
6、>
pi/20:
x=exp（j*th）;
plot（real（x）,imag（x）,'
r-.'
）;
grid;
text（0,0,'
中心'
x=-2:
2;
8、y=-2:
9、[X,Y]=meshgrid（x,y）;
Z=Y.*exp（-X.^2-Y.^2）;
[C,h]=contour（X,Y,Z）;
set（h,'
ShowText'
'
on'
TextStep'
get（h,'
LevelStep'
）*2）
8、>
x=0:
10;
y=2*x+3;
subplot（411）;
plot（x,y）;
grid;
y的原函数'
subplot（412）;
semilogy（x,y）;
对y取对数'
subplot（413）;
semilogx（x,y）;
对x取对数'
subplot（414）;
loglog（x,y）;
对xy均取对数'
9、>
x=-3:
3;
bar（x,exp（-x.*x）,'
g'
）
实验三MATLAB程序设计
1．熟悉MATLAB程序设计的方法和思路；
2．掌握循环、分支语句的编写，学会使用lookfor、help命令。
程序举例
f=[1,1];
i=1;
whilef（i）+f（i+1）<
1000
f（i+2）=f（i）+f（i+1）;
i=i+1;
end
f,i
f=
Columns1through14
1123581321345589144233377
Columns15through16
610987
i=
15
m=3;
n=4;
fori=1:
m
forj=1:
n
a（i,j）=1/（i+j-1）;
end
formatrat
a
11/21/31/4
1/21/31/41/5
1/31/41/51/6
（分数格式形式。
用有理数逼近显示数据）
m=5;
end
1/41/51/61/7
1/51/61/71/8
3、程序中没有formatrat命令时，如果上次运行结果没有清除，输出的结果就是上次运行的结果！
但是运用clear命令清楚之前的运行结果之后就会正常运行。
x=input（'
请输入x的值:
ifx==10
y=cos（x+1）+sqrt（x*x+1）;
else
y=x*sqrt（x+sqrt（x））;
y
2
y=
2391/647
y=fprintf（'
不在定义域内，请重新输入：
return
y=1/（x-10）;
y
-1/8
p=[0001302009];
length（p）,ifp
（1）==0,p=p（2:
length（p））;
end;
end;
p
Columns1through5
13020
Columns6through7
09
p（p==0）=[];
1329
e2（500）
lookforffibno
e2-ffibno计算斐波那契亚数列的函数文件
helpe2
ffibno计算斐波那契亚数列的函数文件
n可取任意自然数
程序如下
（用法：
lookfor关键词
在所有M文件中找“关键词”，比如：
lookformax（即寻找关键词“max”）
其实就和我们平时用CTRL+F来查找“关键词”是一样的
而help是显示matlab内置的帮助信息
用法：
help命令，比如helpinv，作用就是调用inv这个命令的帮助）
程序设计题
用一个MATLAB语言编写一个程序：
输入一个自然数，判断它是否是素数，如果是，输出“Itisoneprime”，如果不是，输出“Itisnotoneprime.”。
要求通过调用子函数实现。
最好能具有如下功能：
①设计较好的人机对话界面，程序中含有提示性的输入输出语句。
②能实现循环操作，由操作者输入相关命令来控制是否继续进行素数的判断。
如果操作者希望停止这种判断，则可以退出程序。
③如果所输入的自然数是一个合数，除了给出其不是素数的结论外，还应给出至少一种其因数分解形式。
例：
输入6，因为6不是素数。
则程序中除了有“Itisnotoneprime”的结论外，还应有：
“6=2*3”的说明。
functionsushu
while1
请输入一个自然数'
ifx<
disp（'
既不是质数又不是合数'
Elseifisprime（x）==1
这是一个素数'
Elsedisp（'
这是一个合数，可以因式分解为：
forn=2:
sqrt（x）
ifrem（x,n）==0
num3=x;
num1=n;
num2=x/n;
disp（[num2str（num3）,'
='
num2str（num1）,'
x'
num2str（num2）]）
End
y=input（'
是否继续判断？
继续请按1，按任意键退出:
ify~=1
break
实验四MATLAB的符号计算与SIMULINK的使用
1．掌握MATLAB符号计算的特点和常用基本命令；
2．掌握SIMULINK的使用。
1．求矩阵对应的行列式和特征根
>
a=sym（'
[a11a12;
a21a22]'
da=det（a）
ea=eig（a）
da=
a11*a22-a12*a21
ea=
1/2*a11+1/2*a22+1/2*（a11^2-2*a11*a22+a22^2+4*a12*a21）^（1/2）
1/2*a11+1/2*a22-1/2*（a11^2-2*a11*a22+a22^2+4*a12*a21）^（1/2）
a=sym（'
[23;
15]'
da=
7
ea=
7/2+1/2*21^（1/2）
7/2-1/2*21^（1/2）
2.求方程的解（包括精确解和一定精度的解）
r1=solve（'
x^2+x-1'
rv=vpa（r1）
rv4=vpa（r1,4）
rv20=vpa（r1,20）
r1=
1/2*5^（1/2）-1/2
-1/2*5^（1/2）-1/2
rv=
.560
rv4=
.6180
rv20=
.6484820
3．a=sym（'
a'
b=sym（'
b'
c=sym（'
c'
d=sym（'
d'
%定义4个符号变量
w=10;
x=5;
y=-8;
z=11;
%定义4个数值变量
A=[a,b;
c,d]%建立符号矩阵A
B=[w,x;
y,z]%建立数值矩阵B
det（A）%计算符号矩阵A的行列式
det（B）%计算数值矩阵B的行列式
A=
[a,b]
[c,d]
105
-811
a*d-b*c
150
4.>
symsxy;
s=（-7*x^2-8*y^2）*（-x^2+3*y^2）;
expand（s）%对s展开
collect（s,x）%对s按变量x合并同类项（无同类项）
factor（ans）%对ans分解因式
7*x^4-13*x^2*y^2-24*y^4
7*x^4-13*x^2*y^2-24*y^4
ans=
（8*y^2+7*x^2）*（x^2-3*y^2）
5.对方程AX=b求解>
A=[34,8,4;
3,34,3;
3,6,8];
b=[4;
6;
2];
X=linsolve（A,b）%调用linsolve函数求解
A\b%用另一种方法求解
X=
6．对方程组求解
a11*x1+a12*x2+a13*x3=b1
a21*x1+a22*x2+a23*x3=b2
a31*x1+a32*x2+a33*x3=b3
symsa11a12a13a21a22a23a31a32a33b1b2b3;
A=[a11,a12,a13;
a21,a22,a23;
a31,a32,a33];
b=[b1;
b2;
b3];
XX=A\b%用左除运算求解
（X=linsolve（A,b）%调用linsolve函数求的解）
XX=
（a12*a23*b3-a12*b2*a33+a13*a32*b2-a13*a22*b3+b1*a22*a33-b1*a32*a23）/（a11*a22*a33-a11*a32*a23-a12*a21*a33+a32*a21*a13-a22*a31*a13+a31*a12*a23）
-（a11*a23*b3-a11*b2*a33-a21*a13*b3-a23*a31*b1+b2*a31*a13+a21*b1*a33）/（a11*a22*a33-a11*a32*a23-a12*a21*a33+a32*a21*a13-a22*a31*a13+a31*a12*a23）
（a32*a21*b1-a11*a32*b2+a11*a22*b3-a22*a31*b1-a12*a21*b3+a31*a12*b2）/（a11*a22*a33-a11*a32*a23-a12*a21*a33+a32*a21*a13-a22*a31*a13+a31*a12*a23）
7．symsabtxyz;
f=sqrt（1+exp（x））;
diff（f）%未指定求导变量和阶数，按缺省规则处理
f=x*cos（x）;
diff（f,x,2）%求f对x的二阶导数
diff（f,x,3）%求f对x的三阶导数
f1=a*cos（t）;
f2=b*sin（t）;
diff（f2）/diff（f1）%按参数方程求导公式求y对x的导数
1/2/（1+exp（x））^（1/2）*exp（x）
-2*sin（x）-x*cos（x）
-3*cos（x）+x*sin（x）
-b*cos（t）/a/sin（t）
三、SIMULINK的使用
其中：
R（s）为阶跃输入，C（s）为输出
仿真图：
波形图：
实验五MATLAB在控制系统分析中的应用
1．掌握MATLAB在控制系统时间响应分析中的应用；
2．掌握MATLAB在系统根轨迹分析中的应用；
3.掌握MATLAB控制系统频率分析中的应用；
4.掌握MATLAB在控制系统稳定性分析中的应用
基本命令
1.step2.impulse3.initial4.lsim5.rlocfind
6.bode7.margin8.nyquist9.Nichols10.cloop
1.求下面系统的单位阶跃响应
num=[4];
den=[1,1,4];
step（num,den）
[y,x,t]=step（num,den）;
tp=spline（y,t,max（y））%计算峰值时间
max（y）%计算峰值
tp=
2.求如下系统的单位阶跃响应
a=[0,1;
-6,-5];
b=[0;
1];
c=[1,0];
d=0;
[y,x]=step（a,b,c,d）;
plot（y）
3.求下面系统的单位脉冲响应：
den=[1,1,4];
impulse（num,den）
4.已知二阶系统的状态方程为：
求系统的零输入响应和脉冲响应。
a=[0,1;
-10,-2];
b=[0;
1];
c=[1,0];
d=[0];
x0=[1,0];
subplot（1,2,1）;
initial（a,b,c,d,x0）
subplot（1,2,2）;
impulse（a,b,c,d）
5：
系统传递函数为：
输入正弦信号时，观察输出
信号的相位差。
num=[1];
den=[1,1];
t=0:
:
10;
u=sin（2*t）;
holdon
plot（t,u,'
r'
lsim（num,den,u,t）
6.有一二阶系统，求出周期为4秒的方波的输出响应
num=[251];
den=[123];
t=（0:
.1:
10）;
period=4;
u=（rem（t,period）>
=period./2）;
%看rem函数功能
lsim（num,den,u,t）;
7.已知开环系统传递函数，绘制系统的根轨迹，并分析其稳定性
num=[12];
den1=[143];
den=conv（den1,den1）;
figure
（1）
rlocus（num,den）
[k,p]=rlocfind（num,den）
figure
（2）
k=55;
num1=k*[12];
den=[143];
den1=conv（den,den）;
[num,den]=cloop（num1,den1,-1）;
impulseresponse（k=55）'
figure（3）
k=56;
impulseresponse（k=56）'
Selectapointinthegraphicswindow
selected_point=
k=
8.作如下系统的bode图
n=[1,1];
d=[1,4,11,7];
bode（n,d）,gridon
9.系统传函如下
求有理传函的频率响应，然后在同一张图上绘出以四阶伯德近似表示的系统频率响应
num=[1];
den=conv（[12],conv（[12],[12]））;
w=logspace（-1,2）;
t=;
[m1,p1]=bode（num,den,2）;
p1=p1-t*w'
*180/pi;
[n2,d2]=pade（t,4）;
numt=conv（n2,num）;
dent=（conv（den,d2））;
[m2,p2]=bode（numt,dent,w）;
subplot（2,1,1）
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