《MATLAB 语言及其应用》
实验一实验二实验三实验四
实验指导书
目录
Matlab 使用方法和程序设计........................ 控制系统的模型及其转换............................. 控制系统的时域、频域和根轨迹分析........... 动态仿真集成环境-Simulink.........................
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实验一 Matlab使用方法和程序设计
一、 实验目的
1、掌握Matlab软件使用的基本方法；
2、熟悉Matlab的数据表示、基本运算和程序控制语句 3、熟悉Matlab绘图命令及基本绘图控制 4、熟悉Matlab程序设计的基本方法
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、矩阵运算 （1） 矩阵的乘法
已知A=[1 2;3 4]; B=[5 5;7 8]; 求A^2*B （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]; A\\B,A/B
（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'
（4） 使用冒号表达式选出指定元素 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； 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 3、多项式
（1）求多项式 p(x)?x3?2x?4 的根
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（2）已知A=[1.2 3 5 0.9;5 1.7 5 6;3 9 0 1;1 2 3 4] ， 求矩阵A的特征多项式;
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]
（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]
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； 6、基本程序设计
（1）编写命令文件：计算1+2+…+n<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n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。
三、 实验报告要求：
编写实验内容中的相关程序在计算机中运行，程序、运行结果及相关图形一并写在报告上。
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实验二 控制系统的模型及其转换
一、 实验目的
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. 控制系统模型 1.1 系统的模型为
4(s?2)(s2?6s?6) G(s)?332s(s?1)(s?3s?2s?5)试建立系统的传递函数模型。
1.2 已知单输入双输出系统的零极点模型
?3(s?12)??4(s?5)(s?3)?? G(s)??(s?3)(s?4)(s?5)建立系统的零极点模型。
1.3 给定系统的状态空间表达式，
?00???2.8?1.4?1???1.4??0?000?x(t)???x(t)???u(t)???1.8?0.3?1.4?0.6??1? ?
?????000.60???0???y(t)??0001?x(t)? 建立系统的状态空间模型。
2. 控制系统模型的转换
2.1 将1.1的模型转换为零极点模型 2.2 将1.2的模型转换为状态空间模型 2.3 将1.3 的模型转换为零极点模型
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3. 控制系统模型的连接:
已知两个系统
??01??0??x1???x1??1?u11?2 ?????
?y1??13?x1?u1?
??01??0??x2???x2??1?u2?1?3 ?????
?y2??14?x2? 求按串联、并联、系统2联接在反馈通道时的负反馈系统的状态方程。
4、典型系统的生成：
4 典型二阶系统
2?n H(s)?22s?2??ns??n
试建立
?n?6,??0.1 时的系统传递函数模型。
5、连续系统的离散化：
对连续系统
G(s)?6(s?3)
(s?1)(s?2)(s?5)在采样周期 T=0.1 时进行离散化。
三、 实验报告要求：
编写实验内容中的相关程序在计算机中运行，程序、运行结果及相关图形一并写在报告上。
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