控制系统仿真与CAD课程设计报告..

第一篇：控制系统仿真与CAD课程设计报告..

控制系统仿真与课程设计

学

院：物流工程学院 专

业：测控技术与仪器 班

级：测控102 姓

名：杨红霞 学

号：201010233037 指导教师：兰莹

完成日期：2013年7月4日CAD

一、目的和任务

配合《控制系统仿真与CAD》课程的理论教学，通过课程设计教学环节，使学生掌握当前流行的演算式MATLAB语言的基本知识，学会运用MATLAB语言进行控制系统仿真和辅助设计的基本技能，有效地提高学生实验动手能力。

一、基本要求：

1、利用MATLAB提供的基本工具，灵活地编制和开发程序，开创新的应用；

2、熟练地掌握各种模型之间的转换，系统的时域、频域分析及根轨迹绘制；

3、熟练运用SIMULINK对系统进行仿真；

4、掌握PID控制器参数的设计。

二、设计要求

1、编制相应的程序，并绘制相应的曲线；

2、对设计结果进行分析；

3、撰写和打印设计报告（包括程序、结果分析、仿真结构框图、结果曲线）。

三、设计课题

设计一：二阶弹簧—阻尼系统的PID控制器设计及其参数整定

考虑弹簧－阻尼系统如图1所示，其被控对象为二阶环节，传递函数G(S)如下，参数为M=1kg，b=2N.s/m，k=25N/m，F（S）=1。设计要求：

（1）控制器为P控制器时，改变比例系数大小，分析其对系统性能的影响并绘制相应曲线。

（2）控制器为PI控制器时，改变积分时间常数大小，分析其对系统性能的影响并绘制相应曲线。(例如当kp=50时，改变积分时间常数)（3）设计PID控制器，选定合适的控制器参数，使闭环系统阶跃响应曲线的超调量σ%<20%，过渡过程时间Ts<2s, 并绘制相应曲线。

图1 弹簧－阻尼系统示意图

弹簧－阻尼系统的微分方程和传递函数为：

bxkxF MxG(s)X(s)11 F(s)Ms2bsks22s25

图2 闭环控制系统结构图

附：P控制器的传递函数为：GP(s)KP

PI控制器的传递函数为：GPI(s)KP11 TIsPID控制器的传递函数为：GPID(s)KP11TDs TIs

(一)设计P控制器，改变比例系数大小，分析其对系统性能的影响并绘制相应曲线。以下为所做的设计以及运行结果，KP取了不同的值，通过运用sim函数进行仿真，并得出超调量MP，过渡过程时间Ts的大小，通过分析所得出的结果，多次改变KP的大小直到符合题目的要求，使稳态误差等都达到要求。

1、仿真运行程序

for Kp=[200,400,800] t=[0:0.01:6];

[t,x,y]=sim('yhx',6);hold on plot(t,y);N=length(t);

yss=y(N);%yss：稳态值 hold on

[ymax,i]=max(y);

mp=(ymax-yss)*100/yss, %计算超调量mp i=N;

while abs(y(i)-yss)/yss<=0.02 i=i-1;end

Ts=t(i), %计算过渡过程时间 gtext(num2str(Kp));end

2、仿真框图

KpStepGain12s +2s+25Transfer FcnScope1Out1

3、仿真运行结果

改变比例系数kp大小,得如下结果，通过以下数据以及得出的曲线可分析其对系统性能的影响 Kp=200

mp =

75.3359 Ts =

3.7962

Kp=400

mp =

84.7526 Ts =

3.8317 Kp=800

mp =

88.0528 Ts =

4.5685

4、仿真运行曲线

21.81.61.48001.214000.82000.60.40.200123456

5、运行结果分析

根据实验要求设计了一个P控制器，与Gs等构成闭环控制系统结构。由以上的运行结果以及曲线可以看出随Kp增大，超调量mp是逐渐变大的，Ti也是逐渐变大的，而且总是达不到稳态误差很小很小，因此得出以下结论：随着Kp值的增大，系统的超调量变大，调节时间变长，振荡次数也增多了。Kp值越大，系统的稳态误差就越小，调节应精度越高，但是系统的波动明显变多了，稳定性变差，但是系统响应变快了。随着比例系数女kp的增大并不能消除稳态误差，只能减小稳态误差。(二)设计PI控制器，改变积分时间常数大小，分析其对系统性能的影响并绘制相应曲线。以下为设计出的仿真程序等，运用sim函数进行仿真，编写程序使KP=50，改变KI的大小，来进行分析，直到符合题目的要求，使运行出的结果稳态误差基本很小即可，如果达不到，就要重新设定KI的大小，进行多次试验，选出如下符合要求的KI的值，程序中都有所体现。

1、仿真运行程序

for Ki=[30,50,80] t=[0:0.01:10];

[t,x,y]=sim('yhxx',10);hold on plot(t,y);

N=length(t);%yss：稳态值 yss=y(N);hold on [ymax,i]=max(y);

mp=(ymax-yss)*100/yss, %计算超调量mp i=N;

while abs(y(i)-yss)/yss<=0.02 i=i-1;end

Ts=t(i),%计算过渡过程时间 end

2、仿真框图

50Kp1KiStepKi1sIntegrator2s +2s+25AddTransfer FcnScope1Out1

3、仿真运行结果

当Kp=50时, 改变积分时间常数ki的大小，由以下的结果以及曲线可分析其对系统性能的影响 ki=30

mp =

21.4633 Ts =

6.5686 Ki=50

mp =

26.7424 Ts =

5.1127 Ki=80

mp =

31.0229 Ts =

7.3375

4、仿真运行曲线：

1.41.280501300.80.60.40.20012345678910

5、运行结果分析

Kp=50时，随着ki值的增大，系统的超调量变大，系统响应时间出现了波动。ki越大，积分速度越快，积分作用就越强，响应时间变快，但系统振荡次数就较多。PI控制可以消除系统的稳态误差，提高系统的误差度。在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后基本无稳态误差。这是比上一个只有比例控制器的一个进步的地方。

(三)设计一PID控制器，选定合适的控制器参数，使闭环系统阶跃响应曲线的超调量σ%<20%，过渡过程时间Ts<2s, 并绘制相应曲线。以下为所设计的程序，仿真等，改变kp,ki,kd 的值得出闭环阶跃响应的超调量和过渡过程时间，通过多次试验，得到的kp取20,ki取65，kd取9时运行出的结果是满足题目要求的：

1、仿真运行程序

[t,x,y]=sim('yhxxx');plot(t,y);N=length(t);

yss=y(N);%yss：稳态值 [ymax,i]=max(y);

mp=(ymax-yss)*100/yss, %计算超调量mp i=N;

while abs(y(i)-yss)/yss<=0.02 i=i-1;end

Ts=t(i), %计算过渡过程时间

2、仿真框图

20Kp1y(s)65StepKi1sIntegratorAdd12s +2s+25Transfer FcnYTo Workspace9Kddu/dtDerivativeScope

3、仿真运行结果

经过多次试验，当Kp=20,ki=65,pd=9满足使闭环系统的阶跃响应曲线的超调量σ%<20%,过渡过程时间ts<2s，结果如下： mp =

1.1367

Ts =

0.8945 从结果可知超调量mp%<20%,过渡过程时间Ts<2s满足设计要求.4、仿真运行曲线：

1.41.210.80.60.40.20012345678910

5、运行结果分析及设计小结

把比例 微分 积分结合起来进行控制能够更好的达到我们想要的结果，PID参数的整定就是合理的选取PID三个参数。从系统的稳定性、响应速度、超调量和稳态误差等方面来考虑问题，每个参数都有自己的作用，比如比例调节的作用是能够成比例地反映系统的偏差信号，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生与其成比例的调节作用，以减小偏差。随着Kp增大，系统的稳态误差减小，但是系统容易产生超调，并且加大Kp只能减小稳态误差，却不能消除稳态误差，显著特点就是有差调节。然后就是微分调节的作用是消除系统的稳态误差，提高系统的误差度，它的特点就是误差调节。微分调节作用是改善系统的动态性能，可以减少超调，减少调节时间。总之比例积分微分控制作用是相互关联的，结合起来用效果会更好。设计二：二阶系统串联校正装置的设计与分析

设某被控系统的传递函数G(s)如下：

G(s)设计要求：

K

s(s2)选用合适的方法设计一个串联校正装置K(s)，使闭环系统的阶跃响应曲线超调量%20%，过渡过程时间Ts1.5(s)，开环比例系数Kv10(1/s)，并分析串联校正装置中增益、极点和零点对系统性能的影响。

提示：可采用根轨迹校正工具进行串联校正

MATLAB 提供了一个辅助设计闭环系统根轨迹的仿真软件Rltool，可以用来进行根轨迹校正。在command window 下键入>> rltool，进入设计环境。

一、设计思路方法

根据题目要求采用matlab中提供的一个辅助设计闭环系统根轨迹的仿真软件Rltool，来进行根轨迹校正。打开matlab，在command window 下键入>> rltool，进入设计环境。

k根据设计要求：开环比例系数Kv10(1/s)即 kvlimsG(s)10得k20

s02取k=40, 传递函数G(s)40

s(s2)

二、设计步骤

1、打开matlab，在command window 下键入>> rltool，进入设计环境。启动SISO Design Tool 在matlab中键入num=40;den=conv([1,0],[1,2]);ex_1=tf(num,den)，出现函数

40/(s^2 + 2 s)得到该系统的LTI对象模型ex_1。

2、启动SISO Design Tool 窗口后，利用该窗口中File菜单下的命令Import,打开系统模型输入对话框窗口。采用系统默认的结构，输入选中的对象ex_1，将控制对象G设置为ex_1，控制器C设为1，其他的环节H,F均使用默认的取值1.单击OK在SISO Design Tool中会自动绘制此负反馈线性系统的根轨迹图，以及系统波特图，如图

Root Locus Editor(C)850Open-Loop Bode Editor(C)64020G.M.: InfFreq: InfStable loop-50-90-2-4-135-6P.M.: 18 degFreq: 6.17 rad/sec-1-8-2-180-1.5-1Real Axis-0.5010

3、点击Analysis 中的other loop response 选择step得到闭环系统阶跃响应曲线如图可以看到校正前的超调量为60.4%，过渡过程时间为3.66s，明显不满足要求。

1010Frequency(rad/sec)01102Step Response1.81.6System: Closed Loop: r to yI/O: r to yPeak amplitude: 1.6Overshoot(%): 60.4At time(sec): 0.5081.41.2System: Closed Loop: r to yI/O: r to ySettling Time(sec): 3.66Amplitude10.80.60.40.200123Time(sec)456

4、经过反复试验，得出加入零点-5，加入极点-33，是满足要求的，可得到如下的根轨迹图以及伯德图

Root Locus Editor(C)50403020-50100-10-20-30-40-50-40-180-30-20Real Axis-100-135G.M.: InfFreq: InfStable loop-100-90050Open-Loop Bode Editor(C)P.M.: 58.3 degFreq: 8.7 rad/sec-1101001010Frequency(rad/sec)12103

5、得到的阶跃响应曲线如下超调量15.8%<20%，过渡过程时间0.715s<1.5s,满足要求说明加的零极点是正确的

Step Response1.41.21System: Closed Loop: r to yI/O: r to ySystem: Closed Loop: r to ySettling Time(sec): 0.715I/O: r to yPeak amplitude: 1.16Overshoot(%): 15.8At time(sec): 0.348Amplitude0.80.60.40.2000.10.20.30.40.5Time(sec)0.60.70.80.91

6、在使用SISO Design Tool 完成系统的设计之后，在系统实现之前必须对设计好的系统通过Simulink 进行仿真分析，进一步对控制器C进行验证，以确保系统设计的正确性。下图为系统相应的Simulink模型：

untitledFStepFeed ForwardSumuntitledCCompensatorex_1PlantOutput1untitledHSensor DynamicsOut1

7、编写M文件运行以得出超调量和过渡过程时间，以验证是否正确，程序如下： num0=40;den0=conv([1,0],[1,2]);num1=[0.2,1];den1=[0.03,1];

[num2,den2]=series(num0,den0,num1,den1);[num,den]=cloop(num2,den2);t=0:0.005:5;

y=step(num,den,t);plot(t,y);N=length(t);yss=y(N);hold on

[ymax,i]=max(y);mp=(ymax-yss)*100/yss, i=N;

while abs(y(i)-yss)/yss<=0.02 i=i-1;end Ts=t(i)，运行结果： mp =

15.7500

Ts =

0.7150

运行所得的曲线如下： 1.41.210.80.60.40.2000.511.522.533.544.55

运行结果分析：所得出的结果，超调量15.7500%<20%,过渡过程时间0.7150s<1.5s,满足设计要求，证明设计的没有问题，符合设计要求。

三、串联校正装置中增益、极点和零点对系统性能的影响。（1）加入增益68，所得到的根轨迹及伯德图：

Root Locus Editor(C)150100Open-Loop Bode Editor(C)10050500G.M.: InfFreq: InfStable loop-50-900-50-135-100P.M.: 8.66 degFreq: 106 rad/sec-1-150-20-180-15-10Real Axis-5010100

编写M程序，得出图像及超调量，过渡过程时间等值，来判断加入增益对系统性能的影响，程序如下：

num0=40;den0=conv([1,0],[1,2]);num1=68*[0.2,1];den1=[0.03,1];[num2,den2]=series(num0,den0,num1,den1);[num,den]=cloop(num2,den2);t=0:0.005:1;y=step(num,den,t);plot(t,y);%计算超调量mp N=length(t);yss=y(N);

hold on %yss：稳态值 [ymax,i]=max(y);mp=(ymax-yss)*100/yss, i=N;while abs(y(i)-yss)/yss<=0.02

i=i-1;end Ts=t(i)，运行结果为

1010Frequency(rad/sec)12103mp =

69.4107

Ts =

0.2600 运行曲线为：

1.81.61.41.210.80.60.40.2000.10.20.30.40.50.60.70.80.91

由以上结果及图像可以得出以下结论：加入增益之后超调量变大了，过渡过程时间变短了，波动的更加厉害，稳态误差变小了。说明可以改变开环增益的大小，从而改善稳态误差

（2）加入零点-10，所得到的根轨迹及伯德图： Root Locus Editor(C)360402200Open-Loop Bode Editor(C)10-20G.M.: InfFreq: NaNStable loop-40-45-1-90-2-135P.M.: 108 degFreq: 12.9 rad/sec-1-3-60-180-50-40-30-20Real Axis-100101001010Frequency(rad/sec)12103

阶跃响应曲线如下：

Step Response1.41.21Amplitude0.80.60.40.2000.5Time(sec)11.5

由图可以得出，加入零点后对系统的性能产生了很大的影响，过渡过程时间变长了，超调量变小了，波动次数少了，而且增加开环极点，使得原系统根轨迹的整体走向在S平面向右移，使系统稳定性变坏。

（3）加入极点-10后所得到的根轨迹以及伯德图: Root Locus Editor(C)8050Open-Loop Bode Editor(C)60040-50200-100G.M.: 10.3 dBFreq: 14.4 rad/secStable loop-150-90-20-40-180-60P.M.: 22.1 degFreq: 7.34 rad/sec100-80-100-50Real Axis0-270-150101010Frequency(rad/sec)12103

阶跃响应曲线如下：

Step Response1.61.41.21Amplitude0.80.60.40.2000.511.5Time(sec)22.533.5 由图可以看出加入零点之后系统的性能发生的变化，过渡过程时间变得更长了，超调量变大了，波动次数变多了，增加开环零点，使得原系统根轨迹的整体走向在S平面向右移，使系统稳定性得到改善。

四、设计小结

这个设计是应用了matlab中新的功能，是辅助设计闭环系统根轨迹的仿真软件Rltool，可以用来进行根轨迹校正的一个软件，在使用的过程中遇到了很多问题，参照着课本，一步一步的进行探索，遇到课本上解决不了的，就向同学和老师询问，或者在网上搜些资料以帮助自己理解一些概念，从而更快的理解课程设计需要做的东西，该如何按照老师的要求做出来，其中需要试一些符合要求的零极点，试了很多次。还要到最后进行simulink的仿真，并且编写了程序，以验证所设计的是不是符合要求。

通过这次课程设计，我学到了很多东西，通过编写程序，用到了以前学过的知识，对以前所学知识进行了巩固，觉得非常好，把以前学过的东西又重新捡起来，继续用，也为自己的后续的学习之路铺下基础，比如说后面的毕业设计可能就会用到matlab。我也感受到了matlab强大的功能，对这个软件产生了极大的兴趣，非常实用和好玩。这次课程设计真的学到了很多很多，深受启发，让我对以后的学习充满了信心，老师也很敬业，对我们学生很负责任，耐心教导。

第二篇：《控制系统仿真与CAD》学习的感想

《控制系统仿真与CAD》学习的感想

学习了《控制系统仿真与CAD》这门课程。在这一过程中我学了很多东西，最直接的就是将控制理论和MATLAB软件联系起来，用计算机来仿真在《自动控制原理》中所学的内容，即利用MATLAB软件来对自动控制系统进行仿真，以验证所学的知识并且得到比较直观的结论。

控制系统是指由控制主体、控制客体和控制媒体组成的具有自身目标和功能的管理系统。控制系统意味着通过它可以按照所希望的方式保持和改变机器、机构或其他设备内任何感兴趣或可变化的量。控制系统同时是为了使被控制对象达到预定的理想状态而实施的。控制系统仿真是建立在控制系统模型基础之上的控制系统动态过程试验，目的是通过试验进行系统方案论证，选择系统结构和参数，验证系统的性能指标等。

MATLAB不仅仅是一门编程语言，还是一个集成的软件平台，它包含以下几个主要部分：MATLAB语言、集成工作环境、MATLAB图形系统、数学函数库、交互式仿真环境Simulink、编译器、应用程序接口API、工具箱、Notebook工具。而在控制系统CAD中我们较多的是使用MATLAB数学函数库中的函数来对控制系统进行仿真与处理。另外，也利用MATLAB交互式仿真环境Simulink来构建系统的结构框图，这样更直接的应用于不知道系统传递函数的情况下来得到系统的仿真结果，从而省去了计算传递函数的复杂计算。

MATLAB它具有丰富的可用于控制系统分析和设计的函数，MATLAB的控制系统工具箱提供对线性系统分析、设计和建模的各种算法；MATLAB的仿真工具箱(Simulink)提供了交互式操作的动态系统建模、仿真、分析集成环境。通过在传递函数的建立、绘制响应的曲线等方面谈了我学习的经历，以及整个对控制系统仿真的整体过程。

在学习过程中还有利用Simulink工具箱绘出系统的结构框图，再调用这个框图来产生出传递函数再进行仿真计算。这样的话可以更方便的对控制系统进行仿真与设计，而不用去通过复杂的方式去求去传递函数，然后再去计算响应，绘制响应曲线。MATLAB软件的强大的功能和优点以及MATLAB语言的特点，在控制系统仿真中带来了很大帮助，在实际中经常将控制系统的数学模型用零点、极点和增益来描述，在对于单神经元自适应PID控制，通过仿真定性的分析了单神经元PID控制中比例学习率、积分学习率、微分学习率和增益K等参数在控制中所起到的作用得出：

（1）在积分学习率、微分学习率不变的情况下，比例系数学习率越大则超调量越小，但是响应速度也会越慢；

（2）在比例学习率、微分学习率不变的情况下，积分系数学习率越大则响应会越快，但是超调量也会越大；

（3）在比例学习率、积分学习率不变的情况下，微分学习率对单神经元PID控制器的控制效果影响不大；

（4）K是系统最敏感的参数，K值增大、减小相当于P、I、D三项同时增加、减小，同时K 值过大会使系统发生振荡，导致系统发散，所以对于K值应合理选择。

通过本次学习，学习了薛教授的控制系统仿真课程，结合自己在教学工作中总结的经验教训，使我更进一步加深了怎样分析问题和解决问题，加强了对已学过知识的理解，增强了实际应用能力，同时也开阔了视野，使我对《控制系统仿真与CAD》有了新的理解。

首先，基于MATLAB仿真环境平台，尽量将控制系统理论的学习与实际应用结合在一起，用控制系统设计和试验结果为依据，加深学生对理论知识的形象理解，为学生提供了一种重要的数学建模的辅助工具。本课程具有很强的实践性，实践是一个必要的环节，学习该课程主要是为了将其应用于控制系统的分析与设计，因此培养学生的实践能力极为重要。

其次，要给学生具体的任务，同时注意知识点与实际模型的结合，让学生在完成任务和解决实际问题的过程中学习，增加学生的学习兴趣，提高学习效果。首先，教师讲课的水平必须提高，讲课方式必须有激情，才能保证学生得以继续学习提供最基本的学习兴趣；其次，在任何一门课开始之前，必须跟学生阐述此门课程与实际生活的相关性，并列举一二三实例最好加以演示，这样可大大提高学生学习此门课程的兴趣；然后，充分利用课程内实验环节，多设计几个与实际例子息息相关的课题，让学生独立或者分组去完成；最后，实时鼓励学生，给学生信心。

第三，重视发展学生的智力，主要包括观察能力，实验操作能力、思维能力、想象能力和记忆能力等．教学的根本任务是教会学生如何学习．只会传播真理的还不能算好教师，只有在传播真理的同时，又能传播发现真理方法的才是好教师。学习过程中，不仅要看到前人的科学结论，对于后人创造发展所起的巨大作用，而且还要看到前人在成功和失败中，曾经使用过的一些科学方法，他们对科学真理的执着追求的信念和百折不挠的坚强意志，对人类社会的发展所起的巨大影响。

最后，MALAB是一个作为仿真实验所用的强大软件，只有通过实验或仿真，才证明理论或方法的正确性和有效性。通过实验、仿真，提高学生对研究的兴趣，从而反过来激发学生对理论研究的热情，让学生通过MATLAB仿真彻底理解和掌握这些结论。

虽然学习结束了，但对控制系统的仿真仍要伴随在我以后的学习和工作中。今后，对控制系统的仿真与设计也将有更加实际的内容，继续学习，不断深入，努力将MATLA这个软件更好的应用于对控制系统的仿真和设计上。

第三篇：CAD课程设计报告

学院：水资源与环境工程学院

班级：水文与水资源工程一班

姓名：高陶

学号： 东华理工大学

AutoCAD课程设计报告

1020310113

2012 年 06 月 16 日

一、课程设计内容：

扳手、三视图、虎钳底座俯视图

二、课程设计的要求：

1、添加所需要的图层，选择A3图纸，画好表格

2、按照规定的时间完成，过期未交将以不及格处理

3、按照所给图示绘制图形，要求图形美观整洁

4、按照所给图示标注图形文件

三、课程设计目的：

1.更加熟练的运用之前学到的CAD中的各种指令。2.为以后在各方面得到广泛的应用打下一定的基础。3.学到更多的制图方法和操作技巧。

四、设计实现思路：

1、首先将绘图界限设成A3纸，设置不同图层

2、绘制扳手、三视图、虎钳底座。标注尺寸，完成平面图。

五、心得体会

开始学习CAD之前，我以为这是一门很复杂的科目，心里有过小小挣扎和害怕。所幸遇到的老师是一位风趣幽默的老师，我深深的喜欢上了CAD，特别是当你看着自己手上画出的一个又一个美丽的图形之后，那种满足和自豪是难以言喻的。

通过这次课程设计，让我进一步熟悉了CAD的基本操作,在绘图前必须要进行以下基本的操作, 进行各方面的设置是非常必要的，只有各项设置合理了，才为我们接下来的绘图工作打下良好的基础，才有可能使接下来“清晰”、“准确”、“高效”。如图形界限的设置采用的是A3图幅，在图层设置的过程中，需要按图上要求设置，图层的设置应遵循在够用的基础上越少越好。此外还

有颜色、线型、线宽等等设置都随层，这样会简单很多，但都需按照要求进行。

原来也从来没有画过建筑图，开始一看图觉得很难，后来画起来觉得没有想象中的难，所以这让我学到了不要只观其表，只要你愿意跨出第一步，以后也就容易多了。在标注应用方面也更加熟练了，在不断的练习下，能够快速的完成老师布置的任务。没接触AutoCAD的时候，什么都不会，通过一天的学习和训练，现在基本能够运完成一些二维图形，对我的基本操作技能是提高了不少，让我受益匪浅。

绘制这些图的时候，首先应该在画之前看好整体的布局，知道了这些图的基本格式，然后心里知道大致应该如何着手，然后按照要求一步步的画好。毕竟刚接触CAD，所以必须在课后的时候加强练习，才能在考试中尽快的完成老师的要求。这些图形虽然只是一些较简单的二维图形，但是还是要求我们仔细认真的完成，否则很容易出现小错误，这对以后我们完成其它的事情也是有帮助的，至少我们懂得了细心。

六、CAD感想

通过这一天的学习，使我对CAD有了进一步的了解。CAD不但用处很大，我们可以用它作出各种我们想要画的图来，简单易学，把那些基本的套路把握熟悉了以后，画图的过程就得心应手了，不管是在设置还是在标注上，都有了很大的提高。

不管以后画什么图，首先应该掌握的就是基础，而且各科学科是相通的，就像CAD和《工程制图》一样，两者有着紧密的联系。学习这玩意，不能打马虎眼，操之过急必能会导致不同程度的错误。循序渐进的学习是最好的。

图层就像是透明的覆盖图，运用它可以很好地组织不同类型的图形信息。严格做到层次分明，规范作图。

粗细要清楚。使用线宽，可以用粗线和细线清楚地展现出部件的截面，标高的深度，尺寸线以及不同的对象厚度。作为学员，一定要通过图层指定线宽，显示线宽。提高自己的图纸质量和表达水平。

不依规矩，不成方圆。在任何时候一幅工程图中，工程标注是不可少的重要部分，在某些情况下，工程标注甚至比图形更重要。没有标注图纸就相当一张废纸，拿到任何一个厂家，都不可能生产出所需要的部件。

虽然这次CAD在短短的一天时间内就结束了，可是却是我大学以来最感兴趣的一门学科。既然学校给开了这一门课程，虽然这对我们以后的工作或者生活是有用的。我们常说学以致用，CAD的学以致用就是把它联系到实际的工程设计中，当然，这需要我们自己继续努力！

第四篇：Cad课程设计报告

Cad课程设计报告

经历了几周的课程设计，大家的身心都得到了很大的发展和成长，:学生CAD课程设计心得(一)。在技术方面，同学们在每天的练习绘图过程中，切身体会到了CAD操作的精髓所在，我们这样的课程设计，正是学习中将理论应用于实践，再进一步在实践中检验理论并发现新的问题的阶段。以前总认为CAD的操作和作用仅仅局限于书本上所教授的内容，但是这次亲身体验了之后，才发现CAD在实际的操作上有很多很多书本上学不到的细节问题和小技巧，在实际的操作过程中，同学们不断遇到新的问题，进而不断解决新的问题，大家一起讨论，共同进步。自主学习真是一个快乐的过程，在这一方面，我感觉非常的高兴。

通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关绘图方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。

过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！

课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。

我认为，在这学期的实验中，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在实验课上，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在实验结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。

回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。

实验过程中，也对团队精神的进行了考察，让我们在合作起来更加默契，在成功后一起体会喜悦的心情。果然是团结就是力量，只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。

此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。土木一班 谌劲松 学号：63

第五篇：MATLAB与控制系统仿真实验报告

《MATLAB与控制系统仿真》

实验报告

2013-2014学年 第 1 学期

专业： 班级： 学号： 姓名：

实验三 MATLAB图形系统一、实验目的：

1.掌握绘制二维图形的常用函数。2.掌握绘制三维图形的常用函数。3.熟悉利用图形对象进行绘图操作的方法。4.掌握绘制图形的辅助操作。

二、实验原理：

1，二维数据曲线图

（1）绘制单根二维曲线 plot(x,y);（2）绘制多根二维曲线 plot(x,y)当x是向量，y是有一维与x同维的矩阵时，则绘制多根不同颜色的曲线。当x，y是同维矩阵时，则以x，y对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，曲线条数等于矩阵的列数。（3）含有多个输入参数的plot函数 plot(x1,y1,x2,y2,…,xn,yn)（4）具有两个纵坐标标度的图形 plotyy(x1,y1,x2,y2)2,图形标注与坐标控制 1）title(图形名称)； 2）xlabel（x轴说明）3）ylabel（y轴说明）4）text（x，y图形说明）5）legend（图例1，图例2，…）

6）axis（[xmin xmax ymin ymax zmin zmax]）3, 图形窗口的分割 subplot（m,n,p）4,三维曲线

plot3（x1,y1,z1,选项1，x2,y2，选项2，…,xn,yn,zn,选项n）5，三维曲面

mesh(x,y,z,c)与surf(x,y,z,c)。一般情况下，x，y，z是维数相同的矩阵。X，y是网格坐标矩阵，z是网格点上的高度矩阵，c用于指定在不同高度下的颜色范围。6，图像处理

1）imread和imwrite函数 这两个函数分别用于将图象文件读入matlab工作空间，以及将图象数据和色图数据一起写入一定格式的图象文件。

2）image和imagesc函数 这两个函数用于图象显示。为了保证图象的显示效果，一般还应使用colormap函数设置图象色图。

三、实验仪器和设备：

计算机一台（带有MATLAB6.5以上的软件环境）。

四、预习要求：

1．复习二维与三维图形的绘图函数。2．复习图形辅助操作。

五、实验内容及步骤：

1，设y[0.53sinx]cosx，在x＝0～2π区间取101点，绘制函数曲线。21x

2，已知y1=x2,y2=cos(2x),y3=y1*y2,完成下列操作：

（1）在同一坐标系下用不同的颜色和线型绘制三条曲线；

（2）分别用条形图、阶梯图、杆图和填充图绘制三条曲线。

3，已知

x,x02e y1In(x1x2),x02在－5<=x<=5区间绘制函数曲线。

4，绘制函数的曲面图和等高线

zcosxcosyex2y24

其中x的21个值均匀分布在[-5,5]范围，y的31个值均匀分布在[0,10]，要求使用subplot（2，1，1）和subplot（2，1，2）将产生的曲面图和登高图画在同一个窗口上。

5.画出函数

zx2y2sin(xy)的曲面及等高线图。

x2y21绘制平面曲线，并分析参数a对其形状的影响。6.根据2a25a2

四、心得体会：

通过这次实验我能熟练掌握二维和三维图以及其他特殊图形的制作，弄清楚了基本的图形操作规则，大大加深了我对matlab的兴趣。

实验二 MATLAB程序设计

一、实验目的

1.掌握利用if语句实现选择结构的方法。

2.掌握利用switch语句实现多分支选择结构的方法。3.掌握利用for语句实现循环结构的方法。4.掌握利用while语句实现循环结构的方法。

二、实验设备及条件

计算机一台（带有MATLAB6.5以上的软件环境）。

三、实验内容

1.编写求解方程ax2bxc0的根的函数（这个方程不一定为一元二次方程，因a、b、c的不同取值而定），这里应根据a、b、c的不同取值分别处理，有输入参数提示，当a0,b0,c~0时应提示“为恒不等式!”。并输入几组典型值加以检验。

clear,clc a=input('请输入一个数a=');b=input('请输入一个数b=');c=input('请输入一个数c=');m=b^2-4*a*c;if a==0

if b==0

'为恒不等式'

end end

m=b^2-4*a*c;if m>0

x1=(-b+sqrt(m))/(2*a)

x2=(-b-sqrt(m))/(2*a)elseif m==0

x=(-b)/(2*a)else

'不存在正实根' end

2.输入一个百分制成绩，要求输出成绩等级A+、A、B、C、D、E。其中100分为A+，90分～99分为A，80分～89分为B，70分～79分为C，60分～69分为D，60分以下为E。

要求：（1）用switch语句实现。

（2）输入百分制成绩后要判断该成绩的合理性，对不合理的成绩应输出出错信息。

clear,clc for k=1:10

a(k)={89+k};b(k)={79+k};

c(k)={69+k};d(k)={59+k};end A=cell(3,6);A(1,:)={'a','b','c','d','e','f'};A(2,:)={85,76,95,100,40,65};for k=1:6

switch A{2,k}

case 100

r='A+';

case a

r='A';

case b

r='B';

case c

r='C';

case d

r='D';

otherwise

r='E';

end

A(3,k)={r};end A A =

'a'

'b'

'c'

[85]

[76]

[95]

'B'

'C'

'A'

'd'

'e'

[100]

[40]

'A+'

'E'

'f' [65] 'D'

3.利用for循环语句编写计算n!的函数程序，取n分别为-89、0、3、5、10验证其正确性(输入n为负数时输出出错信息)。

clear,clc n=input('请输入一个正数n=');if n<0

'输入错误' elseif n==0

'n!=0' elseif n==1

'n!=1' else

y=1;

for i=1:1:n

y=y*i;

i=i+1;

end

y end 请输入一个正数n=-89

ans =输入错误 请输入一个正数n=0

ans =n!=0 请输入一个正数n=1

ans =n!=1 请输入一个正数n=3

y =6 请输入一个正数n=10

y =3628800

四、实验心得体会：

通过本次实验课，我能熟练运用for循环语句，switch条件语句以及if条件语句的新用法，和在C中的区别。尽管如此，但是在实验中依然容易把for循环跟C语言中的for语句弄混，最后经过不懈努力下，终于弄明白了两者之间的差别，使我能更好的运用这些指令语句。