系统仿真实验报告.docx

1、系统仿真实验报告系统仿真实验报告实验一和实验二 班 级： 自动化1404 学 号： 0901140403 姓 名： 庄广大 指导老师： 刘芳 实验1 MATLAB操作基础1.1实验目的 1. 熟悉MATLAB语言环境，识别MATLAB桌面和命令窗口，命令历史窗口，工作空间窗口等；2. 练习设置变量精度或变量显示方式； 3. 练习通过MATLAB编程解决一些实际问题；4. 通过作图总结自变量增量设置对作图结果的影响； 5. 学会求解方程、方程组的基本方法；6. 练习M文件的建立与执行；1.2实验内容1. 根据表1-2中要求，先使用命令format改变变量的精度或显示方式，然后键入表达式，并将运行

2、结果填入表1-2中，并练习使用clc 清除命令窗口中内容。表1-2 命令行变量精度设置记录表命令行键入表达式format bankformat shortformat short eformat rat备注pi3.143.14163.1416e+000355/113exp(1)2.722.71832.7183e+0001457/536exp(-0.5)0.610.60656.0653e-001743/1225sqrt(2)1.411.41421.4142e+0001393/985826464.00006.4000e+00164348181.00008.1000e+001812. 编写MATLA

3、B程序计算，根据程序运算结果填空（要求保留两位小数）（1）=（ 4.29）；（2）已知两个圆的半径分别为，则两个圆的周长分别为（21.99 ）cm,（37.70）cm;面积分别为（38.48），（113.10） 程序：（3）已知一大球半径为， 现从大球的中心挖去一个半径的小球后得到一个空心球，则空心球的体积=（87763.53）；小球的表面积（1256.64）；3. 增量与绘图，通过仿真结果回答问题（1）程序1t1=0:4*pi;y1=sin(2*t1);plot(t1,y1);程序1可得到图形正弦曲线A（增量为默认值1）。（2）程序2t2=0:0.2:4*pi;y2=sin(2*t2);pl

4、ot(t2,y2);程序2可得到图形正弦曲线B（增量为0.2）。（3）程序3t3=0:0.01:4*pi;y3=sin(2*t3);plot(t3,y3); 程序3可得到图形正弦曲线C（增量为0.01）。（4）程序4t4=0:0.00001:4*pi;y4=sin(2*t4);plot(t4,y4); 程序4可得到图形正弦曲线D（增量为0.00001）：回答问题：1 通过MATLAB仿真得到的正弦曲线A、B、C有何区别？ 答：随着增量取值的减小得到的仿真结果更加接近实际图形。2 通过MATLAB仿真得到的正弦曲线C、D有何区别？答：C与D区别不大。3 你得到的结论是通常情况下增量（步长）取多少

5、为宜？ 答：0.014. 解方程、方程组（要求保留4位小数）（1）X=solve(x5-21*x4+3.69*x3-10.57*x2+56.12*x-3125=0,x)X= -2.4035-2.4168*i -2.4035+2.4168*i 2.4747-2.6023*i 2.4747+2.6023*i 20.8577（2）S=solve(s6+12*s4-258*s2+8.2*s2-52*s-19852=0.s)S=-3.7928-3.1684-6.3436*i-3.1684+6.3436*i1.8801-3.5790*i1.8801+3.5790*i6.3693（3）解方程组A=1 2 -

6、3.6;2 -5 0.25; 5 10.68 7.7 B=11.9;-25.3;300.8X=ABX =18.5795 12.9441 9.04665. 编程计算解决并回答问题（1）在打谷场上，有一个近似于圆锥形的大米堆，测得底面直径是6米，高是15米。每立方米大米约重735千克，这堆大米大约重多少千克？X=1/3*pi*62*15*735x =1.0391e+005（提示：圆锥体体积=，为底面积，为圆锥体高度）（2）一圆柱形金属构件，直径为20cm,长为110cm,质量为362kg,求此金属的密度（）X=362*1000/pi/10/10/110x =10.4753（3）编写程序求取S=0;

7、for i=21:2:199,s=s+I;end,ss =99006.工具箱的交互演示通过Start按钮进入MATLAB控制系统（Control System）工具箱的RLC电路响应演示系统，可参考以下路径。Start（开始）Toolboxes（工具箱）Control System（控制系统工具箱）Demos（演示）Interactive Demos（交互演示）RLC Circuit Response（电阻R电感L电容C组成的电路响应）Run this Demo（运行此演示）按表中数据设置电阻、电感、电容，观察并记录图形。SystemTopology电阻电感电容记录图形Low-pass（低通）

8、Parallel （并联）123Low-pass（低通）Series （串联）123High-pass（高通）Parallel （并联）123High-pass（高通）Series （串联）123Band-pass（带通）Parallel （并联）123Band-pass（带通）Series （串联）123实验二 MATLAB数值运算一、实验目的 1. 熟悉MATLAB软件的基本操作； 2. 学会用MATLAB做基本数学计算 3. 学会矩阵的创建。 4 熟悉利用MATLAB计算矩阵。二、实验内容1. 帮助命令 使用help命令，查找 sqrt（开方）函数的使用方法； 2 在命令窗口输入矩阵A=

9、7 1 5；2 5 6；3 1 5，B=1 1 1; 2 2 2; 3 3 3 3. 矩阵运算 （1）矩阵的乘法 已知A=1 2;3 4; B=5 5;7 8; 求A2*B ans = 105 115 229 251（2）矩阵除法 已知 A=1 2 3;4 5 6;7 8 9; B=1 0 0;0 2 0;0 0 3; AB,A/Bans =1.0e+016 *-0.4504 1.8014 -1.3511 0.9007 -3.6029 2.7022 -0.4504 1.8014 -1.3511 ans = 1.0000 1.0000 1.0000 4.0000 2.5000 2.0000 7.

10、0000 4.0000 3.0000（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., Aans =5.0000 + 1.0000i 0 + 6.0000i 2.0000 - 1.0000i 4.0000 1.0000 9.0000 - 1.0000ians = 5.0000 - 1.0000i 0 - 6.0000i 2.0000 + 1.0000i 4.0000 1.0000 9.0000 + 1.0000i （4）使用冒号选出指定元素 已知： A=3 2 3;2 4 6;6 8 10; 求A中第3列前2个元素；A中所有列第2，3行的元素；A(1:2,3

11、)ans =3 6A(2:3,:)ans =2 4 6 6 8 10 (5) 自编程序并完成上机编辑，调试，运行，存盘：用MATLAB命令完成矩阵的各种运算，例如：求出下列运算结果，并上机验证。A(:,1)ans =11 21 31 41A(2,:)ans =21 22 23 24A(1:2,2:3)ans =12 13 22 23A(2:3,2:3)ans =22 23 32 33A(:,1:2)ans =11 12 21 22 31 32 41 42A(2:3)ans =21 31A(:)ans =11 21 31 41 12 22 32 42 13 23 33 43 14 24 34 4

12、4A(:,:)ans =11 12 13 14 21 22 23 24 31 32 33 34 41 42 43 44ones(2,2)ans =1 1 1 1eye(2)ans =1 0 0 1（6）基本矩阵运算(a) 创建数值矩阵在命令窗口按照表2-5中从左到右顺序依次执行相关命令，将结果记录在表2-1中。表2-1指令a=1 2 3; 4 5 6; 7 8 9a(3,2)a(:,1)a(1:2,2:3)结果1 2 34 5 67 8 981 4 7 2 3 5 6在命令窗口按照表2-2中从左到右顺序依次执行相关命令，将结果记录在表2-2中。表2-6指令t=0:5u=0:0.5:4b=1 1

13、+2i;3+4i 3结果t=0 123 4 5u =0 0.5000 1.0000 1.5000 2.0000 2.5000 3.0000 3.5000 4.0000b =1.0000 1.0000 + 2.0000i 3.0000 + 4.0000i 3.0000 (b) 按表2-3要求创建并观察记录特殊矩阵，将结果记于表2-3中。表2-7备注全1矩阵全0矩阵单位矩阵魔术矩阵均匀分布随机矩阵指令a1=ones(3,4)a2=zeros(2,3)a3=eye(4)a4=magic(4)a5=rand(3)结果a1 = 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1a2 = 0 0 0 0 0

14、0a3 = 1 0 0 00 1 0 00 0 1 00 0 0 1a4 =16 2 3 135 11 10 89 7 6 124 14 15 1a5 = 0.9501 0.4860 0.4565 0.2311 0.8913 0.01850.6068 0.7621 0.8214备注正态分布随机矩阵范得蒙矩阵希尔伯特矩阵托普利兹矩阵帕斯卡矩阵指令a6=randn(4)a7= vander(1 5 6 2)a8=hilb(4)a9=toeplitz(1:6)pascal(5)结果a6 = -0.4326 -1.1465 0.3273 -0.5883 -1.6656 1.1909 0.1746 2.

15、1832 0.1253 1.1892 -0.1867 -0.13640.2877 -0.0376 0.7258 0.1139a7 = 1 1 1 1 125 25 5 1 216 36 6 1 8 4 2 1a8 = 1.0000 0.5000 0.3333 0.2500 0.5000 0.3333 0.2500 0.2000 0.3333 0.2500 0.2000 0.1667 0.2500 0.2000 0.1667 0.1429a9 = 1 2 3 4 5 6 2 1 2 3 4 5 3 2 1 2 3 4 4 3 2 1 2 3 5 4 3 2 1 2 6 5 4 3 2 1ans

16、= 1 1 1 1 1 1 2 3 4 5 1 3 6 10 15 1 4 10 20 35 1 5 15 35 704. 练习MATLAB命令的基本操作（1）常数矩阵输入a1=1 2 3 行向量a2=1;2;3 列向量记录结果，比较显示结果有何不同。b=1 2 5行向量b=1 2 5;列向量记录结果，比较显示结果有何不同。a3=sqrt(3),5/4,exp(-0.2);1:3a4=a3记录结果，比较变量加“”后的区别。a4 =1.7321 1.0000 1.2500 2.0000 0.8187 3.0000共轭转置矩阵（2）作循环指令程序通过建立M文件求取表达式的值。S=200;for i

17、=1:99,s=s+I;end,s51505. 方程与方程组的求解(1)方程的求解编写程序求解下面的方程并记录结果x =-13.1834 -1.5062 - 1.7156i -1.5062 + 1.7156i 1.1835 - 2.2645i 1.1835 + 2.2645i 2.8288 (2)方程组的求解编写程序求解下面的方程组并记录结果1 A=1 2 -2.6 11;2 -3 36 -5;1 1 3.3 -6;3 4 -7 0B=70;-31;62;103ans =-49.6171 77.2426 8.1599 -1.2411A=2 1 -1 -1;1 0 2 0;1 -2 0 0;0 2 0 4 B=0;18;0;6ans =3.2308 1.6154 7.3846 0.6923三、实验步骤1. 熟悉MATLAB的工作环境，包括各菜单项、工具栏以及指令窗口、工作空间窗口、启动平台窗口、命令历史窗口、图形文件窗口和M文件窗口。2 在指令窗口中完成实验内容中规定操作并记录相关实验结果，并撰写实验报告。