MATLAB实训报告.docx

1、MATLAB实训报告徐律 1002100405 电气工程学院自动化102班 2012年12月21日 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

2、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、新建一个文件夹（自己的名字命名） 2、启动matlab6.5，将该文件夹添加到matlab路径管理器中。 3、保存，关闭对话框 4、学习使用he

3、lp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） 6、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。 注意：每一次m-file的修改后，都要存盘。 练习a： （2） 学习使用clc、clear，了解其功能和作用。 答：clc是清除命令窗体内容 clear是清除工作区间 （3） 输入c=1:2:20，则c（i）表示什么？其中i=1,2,3,?,10。 由实验结果可以得知，c=1:2:

4、20是产生从1到20累加2取数得到一个数组c，依次为1、3、5?17、19。c（i）表示的是数组中的第几个数。篇二：matlab实习报告 电气信息工程学院 计算机仿真课程实习报告 课题名称：基于matlab的过程控制 系统的设计 专 业： 姓 名：班级学号：指导教师：成 绩： 二一一年六月二十四日 目 录 1 matlab简介 . 1 1.1 matlab的特点 . 1 1.2 matlab的功能 . 1 1.3 matlab语言的优点 . 2 2 计算机仿真课程实习的目的 . 2 3 过程控制系统的设计 . 2 3.1 过程控制系统的性能分析 . 2 3.2 pid控制器的设计 . 3 3.

5、2.1 pid控制器的基本原理 . 3 3.2.2 pid控制器参数的整定 . 5 3.2.3 仿真及结果分析 . 7 3.3 smith预估补偿器的设计 . 8 3.3.1 smith预估补偿器的基本原理. 8 3.3.2 仿真及结果分析 . 8 4 计算机仿真课程实习的心得体会 . 9 5 参考文献. 10 1 matlab简介 matlab是美国math works公司推出的一个高性能的数值计算和可视化软件，它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体，构成了一个方便的、界面友好的用户环境。 matlab的推出得到了各个领域的广泛关注，其强大的扩展功能为各个领域的应用提供了基础。由各

6、个领域的专家学者相继推出了matlab工具箱，其中控制类的主要有信号处理、控制系统、神经网络、图像处理等。借助matlab的这些工具箱，人们可直观、方便地进行分析、计算及设计工作，从而大大节省了时间，并能很快地设计出更多的解决方案来确保未来更多的技术需要。matlab名字由matrix和 laboratory 两词的前三个字母组合而成。20世纪七十年代后期时任美国新墨西哥大学计算机科学系主任的cleve moler教授出于减轻学生编程负担的动机，为学生设计了用fortran编写的萌芽状态的matlab。经几年的校际流传，在little的推动下，由little、moler、steve bange

7、rt合作，于1984年成立mathworks公司，并把matlab正式推向市场。 1.1 matlab的特点 功能强大的数值运算 语言简洁紧凑 先进的资料视觉化功能 开放及可延伸的架构 丰富的程式工具箱 移植性和开放性好 语句简单，内涵丰富 高效方便的矩阵和数组运算 方便的绘图功能 1.2 matlab的功能 matlab可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。 1.3 matlab语言的优点 用matlab编程运算与人进行科学计算思路和表达方式一样，所以用m

8、atlab进行运算和在草稿纸上演算数学题一样方便。matlab既像一种万能的，科学的数学运算“演算纸”，又像一种万能的计算器一样方便快捷。matlab大大降低了对使用者的数学基础和计算机语言知识的要求，即使用户不懂c或fortran这样的程序设计语言，也可使用matlab轻易地再现c或fortran语言几乎全部的功能，从而设计出功能强大，界面好，稳定可靠的程序，编程效率和计算效率极高。 2 计算机仿真课程实习的目的 （1）、熟悉matlab语言的使用，学习并掌握程序的编写和调试过程。 （2）、采用matlab完成控制系统的建立、分析和设计仿真，了解和掌握matlab对控 制系统的分析和设计的原

9、理。 3 过程控制系统的设计 3.1 过程控制系统的性能分析 原系统simulink仿真模型框图： 图3-1 单位阶跃响应曲线 1.4 1.2 1 0.8 输出 0.6 0.4 0.2 001020304050 时间60708090100 图3-2 延迟环节对系统性能的影响： 当过程控制系统存在大纯延迟环节时，会使系统的闭环特征方程式包含纯延迟因子，这就必然导致系统的稳定性降低。特别是，当延迟时间足够长时，还可能造成系统的不稳定。 结论：由图象可知，原系统超调量较大，调节时间长，稳定性较差，需要通过设计使系统响应更加迅速。 3.2 pid控制器的设计 3.2.1 pid控制器的基本原理 pid

10、 控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件。这个控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较，然后把这个差别用于计算新的输入值，这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。和其他简单的控制运算不同，pid控制器可以根据历史数据和差别的出现率来调整输入值，这样可以使系统更加准确，更加稳定。可以通过数学的方法证明，在其他控制方法导致系统有稳定误差或过程反复的情况下，一个pid反馈回路却可以保持系统的稳定。篇三：matlab实验报告 matlab程序设计语言 实 验 报 告 姓 名 _ 学 号 _ 日 期 _ 实验一 matlab的基本使用 一、 实验目的 1.了解matalb程序

11、设计语言的基本特点，熟悉matlab软件的运行环境； 2.掌握变量、函数等有关概念，掌握m文件的创建、保存、打开的方法，初步具备将一般数学问题转化为对应计算机模型处理的能力； 3.掌握二维图形绘制的方法，并能用这些方法实现计算结果的可视化。 二、 matlab的基础知识 通过本课程的学习，应基本掌握以下的基础知识： 一. matlab简介 二. matlab的启动和退出 三. matlab使用界面简介 四. 帮助信息的获取 五. matlab的数值计算功能 六. 程序流程控制 七. m文件 八. 函数文件 九. matlab的可视化 三、上机练习 1. 仔细预习第二部分内容，关于matlab的

12、基础知识。 2. 熟悉matlab环境，将第二部分所有的例子在计算机上练习一遍 ?123?987?3、已知矩阵a?456,b?654。求a*b，a .* b，比较二者结?789?321? 果是否相同。并利用matlab的内部函数求矩阵a的大小、元素和、长度以及最大值。 解：>> a=1 2 3;4 5 6;7 8 9; >> b=9 8 7;6 5 4;3 2 1; >> a*b ans = 30 24 18 84 69 54 138 114 90 >> a.*b ans = 9 16 21 24 25 24 21 16 9 两者结果不同 >

13、;> m,n=size(a) m = 3 n = 3 >> b=sum(a) b = 12 15 18 >> a=length(a) a = 3 >>max(a) ans = 7 8 9 4、fibonacci数组的元素满足fibonacci规则：ak?2 1） 在命令窗口中完成； 2） 利用m文件完成； 3） 自己定义一个函数文件，并在命令窗口中调用该函数完成。 ?ak?ak?1,(k?1,2,?)；且a1?a2?1。现要求该数组中第一个大于10000的元素。 解 >> a1=1; >> a2=1; >> b=0;

14、 >> while b<10000 b=a1+a2; a1=a2; a2=b; end >> b b = 10946 5.在同一个图形窗口的两个子窗口中分别画出?虚线）和x) x)（红色、48? （蓝色、星号）的波形。要求有标题，x、y轴有标注。 解：>> x=-10:0.1:10; y1=cos(pi/4)*x); subplot(2,2,1),plot(x,y1,r:) xlabel(x1) ylabel(y1=cos(pi/4)*x) title(余弦函数) >> x=-10:0.1:10; y2=cos(pi/8)*x); subp

15、lot(2,2,2),plot(x,y1,b-.p) xlabel(x2) ylabel(y2=cos(pi/8)*x) title(余弦函数) 图形 ： 四、 1、 2、 3、 五、 简述本次实验的体会和建议。 思考题 在语句末加分号“；”和不加分号有什么区别？ m文件和函数文件有什么异同之处？ 矩阵乘（*）和数组乘（.*）有何不同？ 实验二 信号的表示及可视化 一、实验目的 1. 掌握连续信号的matlab表示方法（表达式及图形描述）； 2. 掌握离散序列的matlab表示方法（表达式及图形描述）； 二、实验原理 在matlab中通常用两种方法来表示信号，一种是向量表示信号，另一种则是用符

16、号运算的方法来表示信号。用适当的matlab语句表示出信号后，我们就可以利用matlab的绘图命令绘出直观的信号波形。 （一.） 连续时间信号的表示及可视化 1. 向量表示法：对于连续时间信号f(t)，我们可以用两个行向量f和t来表示，其中t向量是形如t=t1:p:t2的matlab命令定义的时间范围向量，t1为信号起始时间，t2为终止时间，p为时间间隔。向量f为连续信号f(t)在向量t所定义的时间点上的样值。 2. 符号运算表示法：如果信号可以用一个符号表达式来表示它，则我们可用ezplot命令绘制出信号的波形。 3.常用连续信号的表示 1）单位阶跃信号 单位阶跃信号的定义为：?(t)?1t

17、?0 ?0t?0 一种得到单位阶跃信号的方法是在matlab的symbolic math toolbox中调用单位阶跃函数heaviside，这样可方便地表示出单位阶跃信号。但是，在用函数 ezplot实现其可视化时，就出现一个问题：函数ezplot只能画出既存在于symbolic math工具箱中，又存在于总matlab工具箱中的函数，而heaviside函数仅存在symbolic math toolbox中，因此，就需要在自己的工作目录work下创建heaviside的m文件，该文件如下： function f=heaviside(t) f=(t>0); %t>0时f为1，否则

18、为0 正确定义出该函数并保存运行后，就可调用该函数了。 （二.） 离散时间信号的表示及可视化 1.一般离散信号的表示：一般说来，离散时间信号用f(k)表示，其中变量k为整数，代表离散的采样时间点。在matlab中，用一个向量f即可表示一个有限长度的序列。但是，这样的向量并没有包含其对应的时间序号信息。所以，要完整地表示离散信号需要用两个向量。 2.典型离散序列的表示篇四：matlab实训报告 matlab语言编程实训报告 题目 年 级 2008 专 业 电子信息工程 目录 第一章 绪论 . 2 1.1 本设计课题目的及意义，重点解决的问题 . 2 1.1.1 matlab在信号与系统中应用的目

19、的及意义 . 2 1.1.2 重点解决的问题 . 2 1.2 课题的社会和技术背景 . 2 1.3 实现的具体功能 . 3 第二章 课题的基本概念和原理 . 4 2.1 matlab的概念 . 4 2.2 信号与系统的概念 . 4 2.3 信号与系统分析的基本内容与方法 . 5 2.4 离散系统的基本概念 . 6 2.5连续系统模型及表示 . 6 第三章 系统设计和实现 . 7 3.1采用的软件及开发平台 . 7 3.1.1系统设计软件 . 7 3.1.2开发平台和编程环境 . 7 3.2系统的详细设计 . 8 3.2.1建模 . 8 3.2.2解决方法 . 9 3.3系统设计的亮点 . 9

20、第四章 结束语 . 10 参考文献 . 11 第一章 绪论 1.1 本设计课题目的及意义，重点解决的问题 1.1.1 matlab在信号与系统中应用的目的及意义 matlab在信号与系统中应用能够让学生熟悉matlab软件平台、工具箱、高效的 数值计算及符号计算功能。熟悉matlab软件的信号处理编程方法和结果的可视化。了解数字信号处理的计算机仿真方法。进一步加深对信号与系统的基本原理、方法及应用的理解。 matlab软件具有强大的数值分析和计算结果可视化的功能.运用matlab软件, 通过一个应用实例,将信号与系统课程的理论与实践教学有机地结合,有效地解决了教学中的难点问题,说明了matla

21、b软件在信号与系统课程的实践教学中具有重要的实际意义 1.1.2 重点解决的问题 matlab的基本使用方法，matlab的预定义函数，如何用matlab绘图，如何在 matlab中编程，基于matlab的矩阵运算、符号运算、数值分析等。 1.2 课题的社会和技术背景 长期以来，“信号与系统”课程一直采用黑板式的单一的教学方式，学生仅依靠 做习题来巩固和理解教学内容，对课程中大量的应用性较强的内容不能实际动手设计、调试、分析，严重影响和制约了教学效果。由于黑板式教学，课程中大量信号分析结果缺乏可视化的直观表现，学生自己设计的系统也不能直观的得到系统特性的可视化测试结果，学生将大量的精力和时间用于繁杂的手工教学运算，而未理解所得结果在信号处理中的实际应用。因此，该课程迫切需要进行教学方法和手段的改革，即在改进教学方法和调整教学内容的同时，实现在实验环境中，以计算机为辅助教学手段，用信号分析的软件帮助学生完成数值计算、信号与系统分析的可视化建模即仿真调试，培养学生主动获取知识和独立解决问题的能力，为学习后继专业课打下坚实的基础。 国际上公认的优秀科技应用软件matlab的出现给“信号与系统”课程的计算机 辅助教学带来了福音，是利用计算机辅助学生完成“信号与系统”课程的数值计算、信号与系统分析