MATLAB实验报告
实验⼀ MATLAB 环境的熟悉与基本运算
⼀、实验⽬的及要求
1.熟悉MATLAB 的开发环境;
2.掌握MATLAB 的⼀些常⽤命令;
3.掌握矩阵、变量、表达式的输⼊⽅法及各种基本运算。
⼆、实验内容
1、熟悉MATLAB 的开发环境: ① MATLAB 的各种窗⼝:
命令窗⼝、命令历史窗⼝、⼯作空间窗⼝、当前路径窗⼝。
②路径的设置:
建⽴⾃⼰的⽂件夹，加⼊到MATLAB 路径中，并保存。 ? 设置当前路径，以⽅便⽂件管理。 2、学习使⽤clc 、clear，了解其功能与作⽤。 3、矩阵运算:
已知:A=[1 2;3 4]; B=[5 5;7 8]; 求:A*B 、A 、*B，并⽐较结果。 4、使⽤冒号选出指定元素:
已知:A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; 求:A 中第3列前2个元素;A 中所有列第2,3⾏的元素; 5、在MATLAB 的命令窗⼝计算: 1)
)2sin(π
合肥到九华山2) 5.4)4.05589(÷?+ 6、关系及逻辑运算
1)已知:a=[5:1:15]; b=[1 2 8 8 7 10 12 11 13 14 15]，求: y=a==b ，并分析结果 2)已知:X=[0 1;1 0]; Y=[0 0;1 0]，求: x&y+x>y ，并分析结果 7、⽂件操作
1)将0到1000的所有整数，写⼊到D 盘下的data 、txt ⽂件 2)读⼊D 盘下的data 、txt ⽂件，并赋给变量num 8、符号运算
1)对表达式f=x 3-1 进⾏因式分解
2)对表达式f=(2x 2*(x+3)-10)*t ，分别将⾃变量x 与t 的同类项合并 3)求
3(1)x
dz z +?
三、实验报告要求
完成实验内容的3、4、5、6、7、8，写出相应的程序、结果
实验⼆ MATLAB 语⾔的程序设计
⼀、实验⽬的
1、熟悉 MATLAB 程序编辑与设计环境
2、掌握各种编程语句语法规则及程序设计⽅法
3、函数⽂件的编写与设计
4、了解与熟悉变量传递与赋值
⼆、实验内容
1.编写程序，计算1+3+5+7+…+(2n+1)的值(⽤input 语句输⼊n 值)。
2.编写分段函数 ??
≤≤-<≤=其它
21210)(x x x x
x f 的函数⽂件，存放于⽂件ff 、m 中，并求
)3(-f ,)2(f ,)(∞f 的值。
去年的树教学实录螺旋运动3.⽤ for 循环语句实现编写⼀个求n 阶乘的函数⽂件 1、函数⽂件设计:
设计⼀个函数⽂件实现⼀个阶乘运算 n n n n y ?-==)1(321!)(Λ, 并设计程序调⽤该函数。
为保证函数的通⽤性，当输⼊负数或⼩数时，显⽰出错提⽰:
disp('Input parameter must be a positive integer!') 提⽰:fix(x) 对零⽅向取整数 ceil(x) 对+∞⽅向取整数round(x) 四舍五⼊取整数 4.找到⼀个 n!> 10100 的值(利⽤上题的n 阶乘函数⽂件)
5.已知⼀维数组 A = [2,4,5,8,10]、B =[4,9,6,7,4],⽤for 循环语句实现
∑=+-n
i i n i B
A 1
1
，求与函数可⽤sum()
6.编写验证魔⽅矩阵的函数⽂件，输出要求如下: (1) 如果输⼊矩阵的维数⼩于3，输出显⽰’error’
(2) 如果输⼊矩阵的不就是⽅阵，输出显⽰’the size of matrix X mus t be N-by-N matrix’
(3) 显⽰⾏、列与及其对⾓线求与后的值，并判断其与就是否相同。若不同，显⽰‘No ’，相同显⽰‘Yes ’。
三、实验报告要求
在M ⽂件编辑器中，编写程序代码并调试
实验三 MATLAB 的图形绘制
⼀、实验⽬的及要求:
太子参种植1、掌握MATLAB 绘图的基本⽅法，熟悉各种绘图函数的使⽤;
2、掌握图形的修饰⽅法与标注⽅法;
3、了解MATLAB 中图形窗⼝的操作。
⼆、实验内容:
x=［－2π,2π］,y1=sinx 、y2=cosx 、y3=sin2x 、y4=cos 2x
①⽤MATLAB 语⾔分四个区域分别绘制的曲线，并且对图形标题及横纵坐标轴进⾏标注(如下图所⽰)。
图2 四分区绘制曲线
②另建⼀个窗⼝，不分区,⽤不同颜⾊、线型绘出四条曲线，并标注图例注解。
图3 同⼀窗⼝绘制多条曲线
③绘制三维曲线:??
=≤≤==)cos()sin()200()
cos()sin(t t t z t t y t x π三、实验报告要求:
写出相应的的程序及上机结果。
回忆的英文单词
实验四控制系统的模型及其转换
⼀、实验⽬的及要求
1、掌握建⽴控制系统模型的函数及⽅法;
2、掌握控制系统模型间的转换⽅法及相关函数;
3、熟悉控制系统模型的连接⽅法;
4、掌握典型系统模型的⽣成⽅法。
⼆、实验内容
1、已知两个传递函数分别为:s
s x G s x G +=+=2
2132)(,131)(
①在MATLAB 中分别⽤传递函数、零极点表⽰;
②在MATLAB 中分别求出通过反馈、串联、并联后得到的系统模型; 2、系统的模型为
)
523()1()
66)(2(4)(2332+++++++=
s s s s s s s s s G 试建⽴系统的传递函数模型。 3、已知单输⼊双输出系统的零极点模型
3(12)4(5)(3)G()(3)(4)(5)s s s s s s s +
++?
=+++
建⽴系统的零极点模型。 4、控制系统模型的转换
4、1 将2的模型转换为零极点模型 4、2 将3的模型转换为传递函数模型
三、实验报告要求
写出程序及上机的结果。
实验五 SIMULINK 基本操作
⼀、实验⽬的
学会SIMULINK 仿真基本操作⼆、实验内容
1、打开Simulink Library Browr 窗⼝，练习功能模块的基本操作。
2、通过⽰波器观察1MHz，幅度为15mV 的正弦波与100KHz，幅度为5mV 的正弦波相乘的结果。写出数学表达式。通过使⽤三踪⽰波器同时观察1MHz 、100KHz 正弦波以及相乘的结果。注意设置仿真参数与⽰波器的扫描参数与幅度显⽰参数。
3、系统开环传递函数
)
5(25
s s ，求系统单位负反馈闭环单位阶跃响应曲线。
4、学习构建SIMULINK ⼦系统。构建⼀个⼦系统，使得它具有将输⼊信号m(t)(如⼀个100Hz 的正弦波)与⼀个常数 C 相加后再与⼀个1000Hz 的幅度为 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 。保存为s23、mdl 。⽤sim 指令在命令空间启动模型进⾏仿真：在Matlab 命令空间中⽤语句对参数A, C, f 进⾏设置，并对采⽤命令open 打开，采⽤sim 指令进⾏
仿真。请给出指令语句。
三、实验报告要求
写出程序及上机的结果。
实验六控制系统的时域分析
⼀、实验⽬的
利⽤MATLAB 进⾏控制系统时域分析，包括典型响应、判断系统稳定性与分析系统的动态特性; ⼆、实验内容 (⼀) 稳定性
1、系统传函为()2
7243645232
3
4
5
234+++++++++=
s s s s s s s s s s G ，试判断其稳定性。
2、⽤Matlab 求出2
5372
2)(2342++++++=s s s s s s s G 的极点，判断稳定性。
(⼆)阶跃响应
典型⼆阶系统:222
()2n
n n
G s s s ωζωω=++ 要求:
1)在Matlab 环境下，编程绘制出当Wn=6,2.1,04,.3.0,2.0,1.0=ζ时,⼆阶系统的单位阶跃响应曲线并分析ζ的变化对控制系统输出的影响;
2)在Matlab 环境下，编程绘制出7.0=ζ,Wn=2、4、6、8、10、12时，系统的单位阶跃响应曲线并说明Wn 的变化对系统输出有何影响。 (三)系统动态特性分析
3、1⽤编程⽅式求⼆阶系统120
12120
)(2++=
s s s G 阶跃响应的峰值时间p t ，上升时间r t ，调整时间
s t ，超调量%σ。
3、2 (1)在Simulink 集成环境下建⽴模型，在给定信号作⽤点处输⼊单位给定阶跃响应信号,0、3秒后在扰动信号点输⼊单位阶跃响应信号。并绘制相应的响应曲线。
(2)计算仿真结果的超调量、上升时间、峰值时间、稳态误差。
爱上离婚女人
三、实验报告要求: 1)完成上述各题
2)分析零极点对系统性能的影响
3)分析阻尼⽐ζ、振荡频率Wn 对系统阶跃响应的影响
实验七控制系统的频域分析
⼀、实验⽬的
1、利⽤计算机作出开环系统的波特图
2、观察记录控制系统的开环频率特性
仓鼠繁殖3、控制系统的开环频率特性分析⼆、实验内容:
1、绘制典型⼆阶系统的Bode 图
22
2
()2n
n n
G s s s ωζωω=++
要求:
在Matlab 环境下，以ζ为参变量，编程绘制该系统的对数频率特性曲线(Bode 图)，并从Bode 图中找
总经办部门职责出⼆阶系统由于ζ的变化对其Bode 图有何影响？图形有哪些变化？图形与ζ的对应关系(在图中对应的标注出来)
2、某控制系统的开环传递函数为
90(5)
()()(0.6)(10)(60)
s G s H s s s s s +=
+++
要求:
在Matlab 环境下，编程绘制该系统的开环Bode 图，并通过Bode 图判断该闭环系统的稳定性。若闭环系统稳定，则从图中求出系统的幅值裕度Kg 、相位裕度γ 3、某控制系统的开环传递函数为:
42
()()(6)(3)
G s H s s s =
+-
要求:
1)绘制开环系统的nyquist 图，并判断闭环系统的稳定性；求出系统的单位冲激响应;
2) 若给系统增加⼀个s=1的开环极点(p=2), 绘制此时的nyquist 图，判别此时闭环系统的稳定性；并求出系统的单位冲激响应;
