第一篇：控制系统的MATLAB仿真与设计课后答案
第二章
1>>x=[15 22 33 94 85 77 60] >>x(6)>>x([1 3 5])>>x(4:end)>>x(find(x>70))2>>T=[1-2 3-4 2-3];>>n=length(T);>>TT=T';>>for k=n-1:-1:0 >>B(:,n-k)=TT.^k;>>end >>B >>test=vander(T)3>>A=zeros(2,5);>>A(:)=-4:5 >>L=abs(A)>3 >>islogical(L)>>X=A(L)4>>A=[4,15,-45,10,6;56,0,17,-45,0] >>find(A>=10&A<=20)5>>p1=conv([1,0,2],conv([1,4],[1,1]));>>p2=[1 0 1 1];>>[q,r]=deconv(p1,p2);>>cq='商多项式为 ';cr='余多项式为 ';>>disp([cq,poly2str(q,'s')]),disp([cr,poly2str(r,'s')])6>>A=[11 12 13;14 15 16;17 18 19];>>PA=poly(A)>>PPA=poly2str(PA,'s')第三章
1>>n=(-10:10)';>>y=abs(n);>>plot(n,y,'r.','MarkerSize',20)>>axis equal >>grid on
>>xlabel('n')2>>x=0:pi/100:2*pi;>>y=2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x);>>plot(x,y),grid on;3>>t=0:pi/50:2*pi;>>x=8*cos(t);>>y=4*sqrt(2)*sin(t);
>>z=-4*sqrt(2)*sin(t);>>plot3(x,y,z,'p');>>title('Line in 3-D Space');>>text(0,0,0,'origin');>>xlabel('X'),ylable('Y'),zlable('Z');grid;4>>theta=0:0.01:2*pi;>>rho=sin(2*theta).*cos(2*theta);>>polar(theta,rho,'k');5>>[x,y,z]=sphere(20);>>z1=z;>>z1(:,1:4)=NaN;>>c1=ones(size(z1));>>surf(3*x,3*y,3*z1,c1);>>hold on >>z2=z;>>c2=2*ones(size(z2));>>c2(:,1:4)=3*ones(size(c2(:,1:4)));>>surf(1.5*x,1.5*y,1.5*z2,c2);>>colormap([0,1,0;0.5,0,0;1,0,0]);>>grid on >>hold off
第四章
1>>for m=100:999 m1=fix(m/100);m2=rem(fix(m/10),10);m3=rem(m,10);if m==m1*m1*m1+m2*m2*m2+m3*m3*m3 disp(m)end end M文件：
function[s,p]=fcircle(r)s=pi*r*r;p=2*pi*r;主程序：
[s,p]=fcircle(10)3>>y=0;n=100;for i=1:n y=y+1/i/i;end >>y M文件：
function f=factor(n)if n<=1 f=1;else
f=factor(n-1)*n;end
主程序： >>s=0;for i=1:5 s=s+factor(i);end >>s 5>>sum=0;i=1;while sum<2000 sum=sum+i;i=i+1;end;>>n=i-2 6 for循环M文件： function k=jcsum(n)k=0;for i=0:n k=k+2^i;end
主程序： >>jcsum(63)
While循环M文件： function k=jcsum1(n)k=0;i=0;while i<=n k=k+2^i;i=i+1;end
主程序：
>>jcsum1(63)第五章
1>>A=[2,1,-5,1;1,-5,0,7;0,2,1,-1;1,6,-1,-4];>>b=[13,-9,6,0]';>>x=Ab M文件：
function f=fxyz(u)x=u(1);y=u(2);z=u(3);f=x+y.^2./x/4+z.^2./y+2./z;主程序：
[U,fmin]=fminsearch('fxyz',[0.5,0.5,0.5])3>>X=linspace(0,2*pi,50);>>Y=sin(X);>>P=polyfit(X,Y,3)>>AX=linspace(0,2*pi,50);>>Y=sin(X);>>Y1=polyval(P,X)>>plot(X,Y,':O',X,Y1,'-*')4>>x=0:2.5:10;>>h=[0:30:60]';>>T=[95,14,0,0,0;88,48,32,12,6;67,64,54,48,41];>>xi=[0:0.5:10];>>hi=[0:10:60]';>>temps=interp2(x,h,T,xi,hi,'cubic');>>mesh(xi,hi,temps);第六章
1>>syms x
>>y=finverse(1/tan(x))2>>syms x y
>>f=1/(1+x^2);g=sin(y);>>fg=compose(f,g)3>>syms x
>>g=(exp(x)+x*sin(x))^(1/2);>>dg=diff(g)4>>F=int(int('x*exp(-x*y)','x'),'y')5>>syms x
>>F=ztrans(x*exp(-x*10))6>>a=[0 1;-2-3];>>syms s
>>inv(s*eye(2)-a);7>>f=solve('a*x^2+b*x+c')8>>f=solve('x+y+z=1','x-y+z=2','2*x-y-z=1')9>>y=dsolve('D2y+2*Dy+2*y=0','y(0)=1','Dy(0)=0')>>ezplot(y),grid on
10>>a=maple('simplify(sin(x)^2+cos(x)^2);')11>>f=maple('laplace(exp(-3*t)*sin(t),t,s);')
12>>syms t x
>>F=sin(x*t+2*t);>>L=laplace(F)第七章
第八章
1-1>>h=tf([5,0],[1,2,2])1-2>>s = tf('s');>>H = [5/(s^2+2*s+2)];>>H.inputdelay =2 1-3>>h=tf([0.5,0],[1,-0.5,0.5],0.1)2>>num=2*[1,0.5];den=[1,0.2,1.01];>>sys=tf(num,den)>>[z,p,k]=tf2zp(num,den);>>zpk(z,p,k)>>[A,B,C,D]=tf2ss(num,den);>>ss(A,B,C,D)3 >>num=[1,5];den=[1,6,5,1];ts=0.1;>>sysc=tf(num,den);>>sysd=c2d(sysc,ts,'tustin')
>>r1=1;r2=2;c1=3;c2=4;>>[A,B,C,D]=linmod('x84');>>[num,den]=ss2tf(A,B,C,D);>>sys=tf(num,den)5>>A=[1,1,0;0,1,0;0,0,2];B=[0,0;1,0;0,-2];>>n=size(A)>>Tc=ctrb(A,B);if n==rank(Tc)disp('系统完全能控');else
disp('系统不完全能控');end
第九章
1>>num=[2,5,1];den=[1,2,3];>>bode(num,den);grid on;>>figure;>>nyquist(num,den);2>>num=5*[1,5,6];den=[1,6,10,8];>>step(num,den);grid on;>>figure;>>impulse(num,den);grid on;3>>kosi=0.7;wn=6;>>num=wn^2;den=[1,2*kosi*wn,wn^2];>>step(num,den);grid on;>>figure;>>impulse(num,den);grid on;4 M文件：
function [rtab,info]=routh(den)info=[];vec1=den(1:2:length(den));nrT=length(vec1);vec2=den(2:2:length(den)-1);rtab=[vec1;vec2, zeros(1,nrT-length(vec2))];for k=1:length(den)-2, alpha(k)=vec1(1)/vec2(1);for i=1:length(vec2), a3(i)=rtab(k,i+1)-alpha(k)*rtab(k+1,i+1);
end
if sum(abs(a3))==0 a3=polyder(vec2);info=[info,'All elements in row ',...int2str(k+2)' are zeros;'];elseif abs(a3(1)) rtab=[rtab;a3, zeros(1,nrT-length(a3))];vec1=vec2;vec2=a3;end 主程序： >>den=[1,2,8,12,20,16,16];>>[rtab,info]=routh(den)>>a=rtab(:,1)if all(a>0)disp('系统是稳定的');else disp('系统是不稳定的');end 5>>num=7*[1,5];den=conv([1,0,0],conv([1,10],[1,1]));>>[gm,pm,wg,wc]=margin(num,den)第十章 M文件： function varargout=rg_lead(ng0,dg0,s1)if nargout==1 ngv=polyval(ng0,s1);dgv=polyval(dg0,s1);g=ngv/dgv;thetal=pi-angle(g);zc=real(s1)-imag(s1)/tan(thetal);t=-1/zc;varargout{1}=[t,1];elseif nargout==2 ngv=polyval(ng0,s1);dgv=polyval(dg0,s1);g=ngv/dgv;theta=angle(g);phi=angle(s1);if theta>0 phi_c=pi-theta;end if theta<0;phi_c=-theta end theta_z=(phi+phi_c)/2;theta_p=(phi-phi_c)/2;z_c=real(s1)-imag(s1)/tan(theta_z);p_c=real(s1)-imag(s1)/tan(theta_p);nk=[1-z_c];varargout{2}=[1-p_c];kc=abs(p_c/z_c);if theta<0 kc=-kc end varargout{1}=kc*nk;else error('输出变量数目不正确！');end 主程序： >> ng0=[1];dg0=10000*[1 0-1.1772];>>g0=tf(ng0,dg0);%满足开环增益的为校正系统的传递函数 >>s=kw2s(0.7,0.5)%期望的闭环主导极点 >>ngc=rg_lead(ng0,dg0,s);>>gc=tf(ngc,1)>>g0c=tf(g0*gc);>>rlocus(g0,g0c);>>b1=feedback(g0,1);%未校正系统的闭环传递函数 >>b2=feedback(g0c,1);%校正后系统的闭环传递函数 >>figure,step(b1,'r--',b2,'b');grid on %绘 2 M文件： function [ngc,dgc,k]=rg_lag(ng0,dg0,KK,s1,a)ngv=polyval(ng0,s1);dgv=polyval(dg0,s1);g=dgv/ngv;k=abs(g);%期望主导极点处的根轨迹增益 beta=k/KK;[kosi1,wn1]=s2kw(s1);zc=-wn1*sin(a*pi/180)/sin(pi-atan(sqrt(1-kosi1^2)/kosi1)-(a*pi/180));%利用正弦定理 pc=beta*zc;ngc=beta*[1,-zc];dgc=[1,-pc];主程序： >>KK=20;s1=-2+i*sqrt(6);a=1 >>ng0=[10];dg0=conv([1,0],[1,4]);>>g0=tf(ng0,dg0);>>[ngc,dgc,k]=rg_lag(ng0,dg0,KK,s1,a);>>gc=tf(ngc,dgc)>>g0c=tf(KK*g0*gc);>>b1=feedback(k*g0,1);>>b2=feedback(g0c,1);>>step(b1,'r--',b2,'b');grid on M文件： function [ngc,dgc,k]=rg_lag(ng0,dg0,KK,s1,a)ngv=polyval(ng0,s1);dgv=polyval(dg0,s1);g=dgv/ngv;k=abs(g);%期望主导极点处的根轨迹增益 beta=k/KK;[kosi1,wn1]=s2kw(s1);zc=-wn1*sin(a*pi/180)/sin(pi-atan(sqrt(1-kosi1^2)/kosi1)-(a*pi/180));%利用正弦定理 pc=beta*zc;ngc=beta*[1,-zc];dgc=[1,-pc];主程序： >>KK=128;s1=-2+i*2*sqrt(3);a=2 >>ng0=[10];dg0=conv([1,0],conv([1,2],[1,8]));>>g0=tf(ng0,dg0);>>[ngc,dgc,k]=rg_lag(ng0,dg0,KK,s1,a);>>gc=tf(ngc,dgc)>>g0c=tf(KK*g0*gc);>>rlocus(g0,g0c);>>b1=feedback(k*g0,1);>>b2=feedback(g0c,1);>>figure,step(b1,'r--',b2,'b');grid on 4 M文件： function [ngc,dgc]=lead4(ng0,dg0,KK,Pm,w)[mu,pu]=bode(KK*ng0,dg0,w);[gm,pm,wcg,wcp]=margin(mu,pu,w);alf=ceil(Pm-pm+5);phi=(alf)*pi/180;a=(1+sin(phi))/(1-sin(phi)), dbmu=20*log10(mu);mm=-10*log10(a);wgc=spline(dbmu,w,mm), T=1/(wgc*sqrt(a)), ngc=[a*T,1];dgc=[T,1];主程序： >>ng0=[1];dg0=conv([1,0,0],[1,5]);>>g0=tf(ng0,dg0);>>w=logspace(-3,3);>>KK=1;Pm=50;>>[ngc,dgc]=lead4(ng0,dg0,KK,Pm,w);>>gc=tf(ngc,dgc);g0c=tf(KK*g0*gc);>>bode(KK*g0,w);hold on,bode(g0c,w);grid on,hold off >>[gm,pm,wcg,wcp]=margin(g0c)>>Kg=20*log10(gm)>>g1=feedback(g0c,1);>>bode(g1),grid on, >>[mag,phase,w]=bode(g1);>>a=find(mag<=0.707*mag(1));>>wb=w(a(1)) >>max(mag)>>b=find(mag==max(mag))>>wr=w(b)5 M文件： function [ngc,dgc]=fg_lead_pm(ng0,dg0,Pm,w)[mu,pu]=bode(ng0,dg0,w);%计算原系统的对数频率响应数据 [gm,pm,wcg,wcp]=margin(mu,pu,w);%求取原系统的相角裕度和剪切频率 alf=ceil(Pm-pm+5);%计算控制器提供的最大超前角度，phi=(alf)*pi/180;%将最大超前角转换为弧度单位 a=(1+sin(phi))/(1-sin(phi));%计算a值 dbmu=20*log10(mu);%系统的对数幅值 mm=-10*log10(a);%wm处的控制器对数幅值 wgc=spline(dbmu,w,mm);%差值求取wm，认为wm＝wc T=1/(wgc*sqrt(a));%计算T ngc=[a*T,1];dgc=[T,1];主程序： >>KK=40;Pm=50;>>ng0= KK *[1];dg0=conv([1,0],conv([1,1],[1,4]));>>g0=tf(ng0,dg0);>>w=logspace(-2,4);>>[ngc,dgc]=fg_lead_pm(ng0,dg0,Pm,w)>>gc=tf(ngc,dgc),g0c=tf(g0*gc);>>b1=feedback(g0,1);b2=feedback(g0c,1);>>step(b1,'r--', b2,'b');grid on >>figure, bode(g0,'r--',g0c,'b',w), grid on, >>[gm,pm,wcg,wcp]=margin(g0c), Km=20*log10(gm) MATLAB课后习题答案 2.1 x=[15 22 33 94 85 77 60] x(6)x([1 3 5])x(4:end)x(find(x>70))2.3 A=zeros(2,5); A(:)=-4:5 L=abs(A)>3 islogical(L) X=A(L)2.4 A=[4,15,-45,10,6;56,0,17,-45,0] find(A>=10&A<=20)2.5 p1=conv([1,0,2],conv([1,4],[1,1]));p2=[1 0 1 1];[q,r]=deconv(p1,p2);cq='商多项式为 ';cr='余多项式为 ';disp([cq,poly2str(q,'s')]),disp([cr,poly2str(r,'s')])2.6 A=[11 12 13;14 15 16;17 18 19];PA=poly(A) PPA=poly2str(PA,'s')3.1 n=(-10:10)';y=abs(n);plot(n,y,'r.','MarkerSize',20)axis equal grid on xlabel('n')3.2 x=0:pi/100:2*pi;y=2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x);plot(x,y),grid on;3.3 t=0:pi/50:2*pi;x=8*cos(t);y=4*sqrt(2)*sin(t);z=-4*sqrt(2)*sin(t);plot3(x,y,z,'p'); title('Line in 3-D Space');text(0,0,0,'origin'); xlabel('X'),ylable('Y'),zlable('Z');grid;3.4 theta=0:0.01:2*pi; rho=sin(2*theta).*cos(2*theta);polar(theta,rho,'k');3.5 [x,y,z]=sphere(20);z1=z; z1(:,1:4)=NaN;c1=ones(size(z1));surf(3*x,3*y,3*z1,c1);hold on z2=z; c2=2*ones(size(z2)); c2(:,1:4)=3*ones(size(c2(:,1:4)));surf(1.5*x,1.5*y,1.5*z2,c2);colormap([0,1,0;0.5,0,0;1,0,0]);grid on hold off 第四章 function f=factor(n)if n<=1 f=1;else f=factor(n-1)*n;end function[s,p]=fcircle(r)s=pi*r*r;p=2*pi*r; function k=jcsum1(n)k=0;i=0;while i<=n k=k+2^i;i=i+1;end function k=jcsum(n)k=0; for i=0:n k=k+2^i;end 4.1for m=100:999 m1=fix(m/100);m2=rem(fix(m/10),10);m3=rem(m,10); if m==m1*m1*m1+m2*m2*m2+m3*m3*m3 disp(m) end end 4.2[s,p]=fcircle(10)4.3y=0;n=100;for i=1:n y=y+1/i/i;end y 4.4s=0;for i=1:5 s=s+factor(i);end s 4.5sum=0;i=1;while sum<2000 sum=sum+i;i=i+1;end;n=i-2 4.6jcsum(63)jcsum1(63)4.1 for m=100:999 m1=fix(m/100); m2=rem(fix(m/10),10); m3=rem(m,10); if m==m1*m1*m1+m2*m2*m2+m3*m3*m3 disp(m) end end 4.3 y=0;n=100; for i=1:n y=y+1/i/i;end y 4.4 s=0;for i=1:5 s=s+factor(i);end s 4.5 sum=0;i=1; while sum<2000 sum=sum+i; i=i+1;end;n=i-2 4.6 i=0;k=0;while i<=63 k=k+2^i; i=i+1;end k i i=0;k=0;for i=0:63 k=k+2^i;end i k 第五章 function f=fxyz(u)x=u(1);y=u(2);z=u(3);f=x+y.^2./x/4+z.^2./y+2./z; 5.1A=[2,1,-5,1;1,-5,0,7;0,2,1,-1;1,6,-1,-4]; b=[13,-9,6,0]';x=Ab 5.2[U,fmin]=fminsearch('fxyz',[0.5,0.5,0.5]) 5.3X=linspace(0,2*pi,50);Y=sin(X); P=polyfit(X,Y,3)AX=linspace(0,2*pi,50);Y=sin(X);Y1=polyval(P,X) plot(X,Y,':O',X,Y1,'-*') 5.4x=0:2.5:10;h=[0:30:60]'; T=[95,14,0,0,0;88,48,32,12,6;67,64,54,48,41];xi=[0:0.5:10];hi=[0:10:60]'; temps=interp2(x,h,T,xi,hi,'cubic'); mesh(xi,hi,temps); 5.1 A=[2,1,-5,1;1,-5,0,7;0,2,1,-1;1,6,-1,-4];b=[13,-9,6,0]';x=Ab 5.3 X=linspace(0,2*pi,50);Y=sin(X);P=polyfit(X,Y,3)AX=linspace(0,2*pi,50);Y=sin(X);Y1=polyval(P,X)plot(X,Y,':O',X,Y1,'-*')6.1syms x y=finverse(1/tan(x))6.2syms x y f=1/(1+x^2);g=sin(y);fg=compose(f,g)6.3syms x g=(exp(x)+x*sin(x))^(1/2);dg=diff(g) 6.4F=int(int('x*exp(-x*y)','x'),'y') 6.5syms x F=ztrans(x*exp(-x*10))6.6a=[0 1;-2-3];syms s inv(s*eye(2)-a); 6.7 f=solve('a*x^2+b*x+c')6.8 f=solve('x+y+z=1','x-y+z=2','2*x-y-z=1') 6.9y=dsolve('D2y+2*Dy+2*y=0','y(0)=1','Dy(0)=0')ezplot(y),grid on 6.10a=maple('simplify(sin(x)^2+cos(x)^2);') 6.11f=maple('laplace(exp(-3*t)*sin(t),t,s);')6.12 syms t x F=sin(x*t+2*t);L=laplace(F)第七章 function [sys,x0,str,ts]=ww(t,x,u,flag)%¶¨ÒåÁ¬ÐøϵͳµÄSº¯Êý A=[0,1;-0.4,-0.2];B=[0;0.2];C=[1,0];D=0; switch flag, case 0，[sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes(A,B,C,D);case 1，sys=mdlDerivatives(t,x,u,A,B,C,D);case 2，sys=mdlUpdate(t,x,u);case 3，sys=mdlOutputs(t,x,u,A,B,C,D);case 4，sys=mdlGetTimeOfNextVarHit(t,x,u);case 9，sys=mdlTerminate(t,x,u);otherwise error(['Unhandled flag = ',num2str(flag)]);end %=============================== function [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes(A,B,C,D)sizes = simsizes;sizes.NumContStates = 2;sizes.NumDiscStates = 0;sizes.NumOutputs = 1;sizes.NumInputs = 1;sizes.DirFeedthrough = 1;sizes.NumSampleTimes = 1;sys = simsizes(sizes);x0 = [0;0];str = [];ts = [0 0]; %=============================== function sys=mdlDerivatives(t,x,u,A,B,C,D) sys = A*x+B*u; %=============================== function sys=mdlUpdate(t,x,u)sys = []; %=============================== function sys=mdlOutputs(t,x,u,A,B,C,D)sys = C*x+D*u; %=============================== function sys=mdlGetTimeOfNextVarHit(t,x,u) sampleTime = 1;sys = t + sampleTime; %=============================== function sys=mdlTerminate(t,x,u)sys = []; 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 第八章 8.1num=[5];den=[1,2,2];sys=tf(num,den)8.1.2s = tf('s'); H = [5/(s^2+2*s+2)];H.inputdelay =2 8.1.3h=tf([0.5,0],[1,-0.5,0.5],0.1) 8.2num=2*[1,0.5];den=[1,0.2,1.01]; sys=tf(num,den) [z,p,k]=tf2zp(num,den);zpk(z,p,k) [A,B,C,D]=tf2ss(num,den);ss(A,B,C,D) 8.3 num=[1,5];den=[1,6,5,1];ts=0.1; sysc=tf(num,den);sysd=c2d(sysc,ts,'tustin')8.4.0 8.4.1 %¶Ôϵͳ·½¿òͼÿ¸ö»·½Ú½øÐбàºÅ,ÓÐ8¸öͨµÀ,ÁÐдÿ¸öͨµÀ´«µÝº¯Êý r1=1;r2=2;c1=3;c2=4;G1=r1;G2=tf(1,[c1,0]); G3=1;%ÊÇ·ÖÀëµãºÍ»ãºÏµãµÄÁ¬Ïß,²»Äܺϲ¢,´«º¯Îª1 G4=-1;G5=1/r2; G6=tf(1,[c2,0]);G7=-1;G8=-1;%½¨Á¢ÎÞÁ¬½ÓµÄ״̬¿Õ¼äÄ£ÐÍ G=append(G1,G2,G3,G4,G5,G6,G7,G8) %д³öϵͳµÄÁ¬½Ó¾ØÕó Q=[1 4 0 %ͨµÀ1µÄÊäÈëÊÇͨµÀ4 2 1 7 %ͨµÀ2µÄÊäÈëÊÇͨµÀ1,7 3 2 0 2 0 5 3 8 6 5 0 7 5 0 6 0];%¸ººÅÔÚ´«º¯ÖÐÌåÏÖ %ÁгöϵͳµÄ×ܵÄÊäÈëºÍÊä³ö¶ËµÄ±àºÅ inputs=1;outputs=6; %Éú³É×éºÏºóϵͳµÄ״̬¿Õ¼äÄ£ÐÍ sys=connect(G,Q,inputs,outputs) 8.4.2r1=1;r2=2;c1=3;c2=4;[A,B,C,D]=linmod('x84');[num,den]=ss2tf(A,B,C,D);sys=tf(num,den) 8.5A=[1,1,0;0,1,0;0,0,2];B=[0,0;1,0;0,-2];n=size(A) Tc=ctrb(A,B);if n==rank(Tc) disp('ϵͳÍêÈ«ÄÜ¿Ø');else disp('ϵͳ²»ÍêÈ«ÄÜ¿Ø');end 第九章 function [rtab,info]=routh(den)info=[]; vec1=den(1:2:length(den)); nrT=length(vec1); vec2=den(2:2:length(den)-1);rtab=[vec1;vec2，zeros(1,nrT-length(vec2))];for k=1:length(den)-2, alpha(k)=vec1(1)/vec2(1); for i=1:length(vec2)，a3(i)=rtab(k,i+1)-alpha(k)*rtab(k+1,i+1); end if sum(abs(a3))==0 a3=polyder(vec2); info=[info,'All elements in row ',...int2str(k+2)' are zeros;']; elseif abs(a3(1)) info=[info,'Replaced first element;']; end rtab=[rtab;a3, zeros(1,nrT-length(a3))];vec1=vec2;vec2=a3;end 9.1num=[2,5,1];den=[1,2,3];bode(num,den);grid on;figure; nyquist(num,den); 9.2num=5*[1,5,6];den=[1,6,10,8];step(num,den);grid on;figure; impulse(num,den);grid on;9.3kosi=0.7;wn=6; num=wn^2;den=[1,2*kosi*wn,wn^2];step(num,den);grid on;figure; impulse(num,den);grid on;9.4den=[1,2,8,12,20,16,16];[rtab,info]=routh(den)a=rtab(:,1) if all(a>0) disp('ϵͳÊÇÎȶ¨µÄ'); else disp('ϵͳÊDz»Îȶ¨µÄ'); end 9.5num=7*[1,5];den=conv([1,0,0],conv([1,10],[1,1])); [gm,pm,wg,wc]=margin(num,den) 9.1 >> sys=tf([2,5,1],[1,2,3])Transfer function: 2 s^2 + 5 s + 1---------------s^2 + 2 s + 3 >> rlocus(sys)>> nyquist(sys)>> bode(sys)9.2 >> G=tf(conv([5],[1,5,6]),[1,6,10,8]);>> step(G)>> impulse(G) sys=tf([5,25,30],[1,6,10,8]);>> step(sys)>> impulse(sys)9.4>> GH=tf(conv([7],[1,5]),conv([1,0,0],conv([1,10],[1,1]))); >> [Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(GH)Gm = 0 Pm = -47.2870 Wcg = 0 Wcp = 1.4354 >> GH=tf(conv([7],[1,5]),conv([1,0,0],conv([1,10],[1,1]))); >> [Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(GH)GH_close=feedback(GH,1)step(GH_close),grid on Gm = 0 Pm = -47.2870 Wcg = 0 Wcp = 1.4354 第十章 function s=bpts2s(bp,ts,delta)kosi=sqrt(1-1./(1+((1./pi).*log(1./bp)).^2)); wn=-log(delta.*sqrt(1-kosi.^2))/(kosi.*ts); s=-kosi.*wn+j.*wn.*sqrt(1-kosi.^2); function [ngc,dgc]=fa_lead(ng0,dg0,Pm,wc,w) ngv=polyval(ng0,j*wc);dgv=polyval(dg0,j*wc);g=ngv/dgv; thetag=angle(g);mg=abs(g);thetar=Pm*pi/180; tz=(1+mg*cos(thetar-thetag))/(-wc*mg*sin(thetar-thetag));tp=(cos(thetar-thetag)+mg)/(wc*sin(thetar-thetag));ngc=[tz,1];dgc=[tp,1]; function [ngc,dgc]=fg_lag_pm(ng0,dg0,w,Pm) [mu,pu]=bode(ng0,dg0,w);wgc=spline(pu,w,Pm+5-180);%²åÖµÇóÈ¡Âú×ãÏà½ÇÔ£¶ÈµÄ½ÇƵÂÊ×÷ΪÆÚÍûµÄ¼ôÇÐƵÂÊ ngv=polyval(ng0,j*wgc);dgv=polyval(dg0,j*wgc);g=ngv/dgv; alph=abs(1/g);T=10/alph*wgc, ngc=[alph*T,1];dgc=[T,1]; function [ngc,dgc]=fg_lag_wc(ng0,dg0,w,wc) ngv=polyval(ng0,j*wc);dgv=polyval(dg0,j*wc);g=ngv/dgv; alph=abs(1/g);T=10/(alph*wc);ngc=[alph*T,1];dgc=[T,1]; function [ngc,dgc]=fg_lead_pd(ng0,dg0,wc)ngv=polyval(ng0,j*wc);dgv=polyval(dg0,j*wc);g=ngv/dgv;mg0=abs(g); t=sqrt(((1/mg0)^2-1)/(wc^2));%·ùÖµÏà¼ÓΪÁã ngc=[t,1];dgc=[1];%Gc(s)=1+Ts function [ngc,dgc]=fg_lead_pm(ng0,dg0,Pm,w) [mu,pu]=bode(ng0,dg0,w);%¼ÆËãÔ-ϵͳµÄ¶ÔÊýƵÂÊÏìÓ¦Êý¾Ý [gm,pm,wcg,wcp]=margin(mu,pu,w);%ÇóÈ¡Ô-ϵͳµÄÏà½ÇÔ£¶ÈºÍ¼ôÇÐƵÂÊ alf=ceil(Pm-pm+5);%¼ÆËã¿ØÖÆÆ÷ÌṩµÄ×î´ó³¬Ç°½Ç¶È£¬ phi=(alf)*pi/180;%½«×î´ó³¬Ç°½Çת»»Îª»¡¶Èµ¥Î» a=(1+sin(phi))/(1-sin(phi));%¼ÆËãaÖµ dbmu=20*log10(mu);%ϵͳµÄ¶ÔÊý·ùÖµ mm=-10*log10(a);%wm´¦µÄ¿ØÖÆÆ÷¶ÔÊý·ùÖµ wgc=spline(dbmu,w,mm);%²îÖµÇóÈ¡wm£¬ÈÏΪwm£½wc T=1/(wgc*sqrt(a));%¼ÆËãT ngc=[a*T,1];dgc=[T,1]; function [ngc,dgc]=fg_lead_pm_wc(ng0,dg0,Pm,wc,w) [mu,pu]=bode(ng0,dg0,w);ngv=polyval(ng0,j*wc);dgv=polyval(dg0,j*wc); g=ngv/dgv;%ÇóÔ-ϵͳÔÚÆÚÍûµÄ¼ôÇÐƵÂÊ´¦µÄƵÂÊÏìÓ¦Êý¾ÝG0(jwc) theta=180*angle(g)/pi;%Ô-ϵͳÔÚÆÚÍûµÄ¼ôÇÐƵÂÊ´¦µÄÏà½ÇÔ£¶È£¬µ¥Î»Îª¶È alf=ceil(Pm-(theta+180)+5);% ×î´ó³¬Ç°½Ç phi=(alf)*pi/180; a=(1+sin(phi))/(1-sin(phi));dbmu=20*log10(mu);mm=-10*log10(a);wgc=spline(dbmu,w,mm);T=1/(wgc*sqrt(a)); KK=128;s1=-2+i*2*sqrt(3);a=2 ng0=[10];dg0=conv([1,0],conv([1,2],[1,8]));g0=tf(ng0,dg0); [ngc,dgc,k]=rg_lag(ng0,dg0,KK,s1,a); gc=tf(ngc,dgc)function s=kw2s(kosi,wn)s=-kosi.*wn+j*wn.*sqrt(1-kosi.^2); 10.1ng0=[1];dg0=10000*[1 0-1.1772]; g0=tf(ng0,dg0);%Âú×㿪»·ÔöÒæµÄΪУÕýϵͳµÄ´«µÝº¯Êý s=kw2s(0.7,0.5)%ÆÚÍûµÄ±Õ»·Ö÷µ¼¼«µã ngc=rg_lead(ng0,dg0,s);gc=tf(ngc,1)g0c=tf(g0*gc);rlocus(g0,g0c); b1=feedback(g0,1);%δУÕýϵͳµÄ±Õ»·´«µÝº¯Êý b2=feedback(g0c,1);%УÕýºóϵͳµÄ±Õ»·´«µÝº¯Êý figure,step(b1,'r--',b2,'b');grid on %»æÖÆУÕýÇ°ºóϵͳµÄµ¥Î»½×Ô¾ KK=20;s1=-2+i*sqrt(6);a=1 ng0=[10];dg0=conv([1,0],[1,4]);g0=tf(ng0,dg0); [ngc,dgc,k]=rg_lag(ng0,dg0,KK,s1,a);gc=tf(ngc,dgc)g0c=tf(KK*g0*gc); b1=feedback(k*g0,1);b2=feedback(g0c,1);step(b1,'r--',b2,'b');grid on g0c=tf(KK*g0*gc);rlocus(g0,g0c); b1=feedback(k*g0,1); b2=feedback(g0c,1);figure,step(b1,'r--',b2,'b');grid on ng0=[1];dg0=conv([1,0,0],[1,5]);g0=tf(ng0,dg0);w=logspace(-3,3);KK=1;Pm=50; [ngc,dgc]=lead4(ng0,dg0,KK,Pm,w); gc=tf(ngc,dgc);g0c=tf(KK*g0*gc);bode(KK*g0,w);hold on,bode(g0c,w);grid on,hold off [gm,pm,wcg,wcp]=margin(g0c)Kg=20*log10(gm)g1=feedback(g0c,1);bode(g1),grid on, [mag,phase,w]=bode(g1);a=find(mag<=0.707*mag(1));wb=w(a(1))max(mag) b=find(mag==max(mag))wr=w(b) KK=40;Pm=50;ng0= KK *[1]; dg0=conv([1,0],conv([1,1],[1,4])); g0=tf(ng0,dg0); w=logspace(-2,4); [ngc,dgc]=fg_lead_pm(ng0,dg0,Pm, w)gc=tf(ngc,dgc),g0c=tf(g0*gc); b1=feedback(g0,1);b2=feedback(g0c,1); step(b1,'r--', b2,'b');grid on figure, bode(g0,'r--',g0c,'b',w), grid on，[gm,pm,wcg,wcp]=margin(g0c), Km=20*log10(gm) KK=200;bp=0.3;ts=0.7;delta=0.05; ng0=[1];dg0=conv([1,0],conv([0.1,1],conv([0.02 1],conv([0.01,1],[0.005 1]))));g0=tf(ng0,dg0); w=logspace(-4,3);t=[0:0.1:3];[mag,phase]=bode(KK*g0,w);[gm0,pm0,wg0,wc0]=margin(mag,phase,w),gm0=20*log10(gm0)%gm0 =-15.6769 %2¡¢È·¶¨ÆÚÍûµÄ¿ª»·´«µÝº¯Êý mr=0.6+2.5*bp; wc=ceil((2+1.5*(mr-1)+2.5*(mr-1)^2)*pi/ts), h=(mr+1)/(mr-1)w1=2*wc/(h+1), w2=h*w1 w1=wc/10;w2=25;ng1=[1/w1,1];dg1=conv([1/w2,1],conv([1,0],[1,0])); g1=tf(ng1,dg1); g=polyval(ng1,j*wc)/polyval(dg1,j*wc);K=abs(1/g);%¼ôÇÐƵÂÊ´¦·ùֵΪ1£¬ÇóKÖµ g1=tf(K*g1) %3¡¢È·¶¨·´À¡»·½Ú´«µÝº¯Êý h=tf(dg1,ng1);Kh=1/K;h=tf(Kh*h)%ÆÚÍûƵÂÊÌØÐԵĵ¹ÌØÐÔ %4¡¢ÑéËãÐÔÄÜÖ¸±ê g2=feedback(KK*g0,h);%УÕýºó£¬ÏµÍ³µÄ¿ª»·´«µÝº¯Êý b1=feedback(KK*g0,1);b2=feedback(g2,1); bode(KK*g0,'r--',g2,'b',h,'g',w);grid on figure,step(b1, 'r--',b2, 'b',t);grid on，[pos,tr,ts,tp]=stepchar(b2,delta) function [ngc,dgc]=lag2(ng0,dg0,w,KK,Pm)[mu,pu]=bode(KK*ng0,dg0,w);wgc=spline(pu,w,Pm+5-180), ngv=polyval(KK*ng0,j*wgc);dgv=polyval(dg0,j*wgc);g=ngv/dgv; alph=abs(1/g), T=10/alph*wgc, ngc=[alph*T,1];dgc=[T,1]; function [ngc,dgc]=lead4(ng0,dg0,KK,Pm,w)[mu,pu]=bode(KK*ng0,dg0,w);[gm,pm,wcg,wcp]=margin(mu,pu,w);alf=ceil(Pm-pm+5);phi=(alf)*pi/180; a=(1+sin(phi))/(1-sin(phi)), dbmu=20*log10(mu);mm=-10*log10(a); wgc=spline(dbmu,w,mm), T=1/(wgc*sqrt(a))，ngc=[a*T,1];dgc=[T,1]; function [ngc,dgc]=ra_lead(ng0,dg0,s1)ngv=polyval(ng0,s1);dgv=polyval(dg0,s1);g=ngv/dgv;thetag=angle(g);mg=abs(g);thetas=angle(s1);ms=abs(s1); tz=(sin(thetas)-mg*sin(thetag-thetas))/(mg*ms*sin(thetag));tp=-(mg*sin(thetas)+sin(thetag+thetas))/(ms*sin(thetag));ngc=[tz,1];dgc=[tp,1]; function [ngc,dgc,k]=rg_lag(ng0,dg0,KK,s1,a) ngv=polyval(ng0,s1);dgv=polyval(dg0,s1);g=dgv/ngv; k=abs(g);%ÆÚÍûÖ÷µ¼¼«µã´¦µÄ¸ù¹ì¼£ÔöÒæ beta=k/KK; [kosi1,wn1]=s2kw(s1); zc=-wn1*sin(a*pi/180)/sin(pi-atan(sqrt(1-kosi1^2)/kosi1)-(a*pi/180));%ÀûÓÃÕýÏÒ¶¨Àí pc=beta*zc; ngc=beta*[1,-zc];dgc=[1,-pc]; function varargout=rg_lead(ng0,dg0,s1)if nargout==1 ngv=polyval(ng0,s1);dgv=polyval(dg0,s1);g=ngv/dgv; thetal=pi-angle(g); zc=real(s1)-imag(s1)/tan(thetal); t=-1/zc; varargout{1}=[t,1];elseif nargout==2 ngv=polyval(ng0,s1);dgv=polyval(dg0,s1); g=ngv/dgv;theta=angle(g);phi=angle(s1); if theta>0 phi_c=pi-theta; end if theta<0;phi_c=-theta end theta_z=(phi+phi_c)/2;theta_p=(phi-phi_c)/2; z_c=real(s1)-imag(s1)/tan(theta_z); p_c=real(s1)-imag(s1)/tan(theta_p); nk=[1-z_c];varargout{2}=[1-p_c];kc=abs(p_c/z_c); if theta<0 kc=-kc end varargout{1}=kc*nk;else error('Êä³ö±äÁ¿ÊýÄ¿²»ÕýÈ·£¡');end function [bp,ts]=s2bpts(s,delta)[kosi,wn]=s2kw(s); bp=exp(-kosi.*pi./sqrt(1-kosi.^2)); ts=-1./(kosi.*wn)*log(delta.*sqrt(1-kosi.^2)); function [kosi,wn]=s2kw(s)kosi=1./sqrt(1+(imag(s)/real(s)).^2); wn=-real(s)./kosi; %Èç¹ûwnΪ¸ºÖµ£¬ÔòwnÈ¡Õý£¬²¢ÇÒkosiÈ¡·´ iwn=(wn<0);wn(iwn)=-wn(iwn);kosi(iwn)=-kosi(iwn); function [pos,tr,ts,tp]=stepchar(g0,delta) [y,t]=step(g0);[mp,ind]=max(y);dimt=length(t);yss=y(dimt); pos=100*(mp-yss)/yss;tp=t(ind);for i=1:dimt if y(i)>=1 tr=t(i); break; end end; for i=1:length(y) if y(i)<=(1-delta)*yss|y(i)>=(1+delta)*yss ts=t(i); end end 第十一章 11.1a=[0 1 0;0 0 1;-1-5-6];b=[0 0 1]'; p=[-2+4j;-2-4j;-10];K=acker(a,b,p)eig(a-b*K) 11.2a=[0 1 0;0 0 1;-6-11-6];b=[1,0,0]'; p=[-2+2*sqrt(3)*j;-2-2*sqrt(3)*j;-10]; K=acker(a,b,p)eig(a-b*K) 11.6A=[-1 0 0;0-2-3;0 0-3];B=[1 0;2 3;-3-3];C=[1 0 0;1 1 1 ]; [G,K,L]=decoupling(A,B,C) 11.8A=[0 20.6;1 0];b=[0 1]';c=[0 1];d=0; G=ss(A,b,c,d); Q=diag([1,0,0,0,0]);R=1; p=[-1.8+2.4j;-1.8-2.4j];[k,P]=lqr(A,b,Q,R);l=(acker(A',c',p))' Gc=-reg(G,k,l);zpk(Gc), eig(Gc.a), t=0:0.05:2; G_1=feedback(G*Gc,1);a1=eig(G_1.a), y_1=step(G_1,t); 第十二章 function [t,xx]=diffstate(G,H,x0,u0,N,T)xk=x0;u=u0;t=0 for k=1:N xk=G*xk+H*u;x(:,k)=xk;t=[t,k*T];end;xx=[x0,x]; 12.1 function sys=M601(t,x)u=1; sys=[x(2);x(3);-800*x(1)-80*x(2)-24*x(3)+u]; function [t,y]=ode4(A,B,C,D,x0,h,r,v,t0,tf) Ab=A-B*v*C;B=B;C=C;x=x0';y=0;t=t0; N=round((tf-t0)/h);for i=1:N k1=Ab*x+B*r; k2=Ab*(x+h*k1/2)+B*r;k3=Ab*(x+h*k2/2)+B*r;k4=Ab*(x+h*k3)+B*r;x=x+h*(k1+2*k2+2*k3+k4)/6;y=[y,C*x];t=[t,t(i)+h];end 12．1 tspan=[0,10];x0=[0,0,0]'; [t,y]=ode45('M601',tspan,x0);y1=800*y(:,1);plot(t,y1); 12.2 num=10;den=conv([1,0],conv([1,2],[1,3])); [A,B,C,D]=tf2ss(num,den);x0=[0,0,0];v=1;t0=0;tf=10;h=0.01;r=1; [t,y]=ode4(A,B,C,D,x0,h,r,v,t0,tf); plot(t,y),grid 12.3 12.4 g=[-2.8-1.4 0 0;1.4 0 0 0;-1.8-0.3-1.4-0.6;0 0 0.6 0];h=[1 0 1 0]';c=[0 0 0 1];d=0; x0=[0 0 0 0]';u=1;N=30;T=0.1; [t,xx]=diffstate(g,h,x0,u,N,T);plot(t,xx);y=c*xx;figure stairs(t,y)grid on 12.6 第十四章 14.1 clear all;load optcar.mat; t=signals(1,:);p=signals(2,:);v=signals(3,:);a=signals(4,:);theta=signals(5,:); subplot(4,1,1);plot(t,p);grid on;ylabel('λÖÃ(m)');subplot(4,1,2);plot(t,v);grid on;ylabel('ËÙ¶È(m/s)');subplot(4,1,3);plot(t,a);grid on;ylabel('¼ÓËÙ¶È(m/s2)');subplot(4,1,4);plot(t,theta);grid on;ylabel('½Ç¶È(¶È)'); 14.1 clear all load car.mat %½«µ¼Èëµ½car.matÖеķÂÕæʵÑéÊý¾Ý¶Á³ö t=signals(1,:);x=signals(2,:);theta=signals(3,:);x1=signals(4,:);theta1=signals(5,:); plot(t,x,t,x1);ylabel('С³µÎ»ÖÃ(m)'),grid on;% »æÖÆ¿ØÖÆÁ¦×÷ÓÃϽüËÆÄ£Ðͺ;«È·Ä£ÐÍxµÄµ¥Î»½×Ô¾ÏìÓ¦ÇúÏß figure % »æÖÆ¿ØÖÆÁ¦×÷ÓÃϽüËÆÄ£Ðͺ;«È·Ä£ ÐÍthetaµÄµ¥Î»½×Ô¾ÏìÓ¦ÇúÏß plot(t,theta,t,theta1);ylabel('°Ú½ÇÖµ(rad)'),grid on; 《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[0.53sinx]cosx，在x＝0～2π区间取101点，绘制函数曲线。21x 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,x02e y1In(x1x2),x02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 zcosxcosyex2y24 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 zx2y2sin(xy)的曲面及等高线图。 x2y21绘制平面曲线，并分析参数a对其形状的影响。6.根据2a25a2 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ax2bxc0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a0,b0,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。 2014 / 2015 学年第 1 学期 计算机控制技术 实 班 级 学 生 指 导 验 报 告 学 号 1108030301 姓 名 蔡 梦 教 师 张 坤 鳌 实验二 基于 Matlab 的离散控制系统仿真 一、实验目的和要求： 1、学习使用 Matlab 的命令对控制系统进行仿真的方法 2、学习使用 Matlab 中的 Simulink 工具箱进行系统仿真的方法 二、实验环境 X86系列兼容型计算机，Matlab软件 三、实验原理 1、控制系统命令行仿真 1）建立如图所示一阶系统控制模型并进行系统仿真： 一阶系统闭环传递函数为G（S）= s1333s=s3，转换为离散系统脉冲传递函数并仿真。 2）建立如图所示二阶系统控制模型并进行系统仿真： 52s(s20.45)25251s(s20.45)=s220.45s52，二阶系统闭环传递函数为G（S）=转换为离散系统脉冲传递函数并仿真，改变参数，观察不同的系统的仿真结果。 2、控制系统的 Simulink 仿真 按图建立系统的 Simulink 模型，对不同的输入信号进行仿真，改变参数，观察不同的仿真结果。 将上述系统离散化并仿真，观察仿真结果 四、实验步骤 1、根据实验原理对控制系统进行软件仿真 2、观察记录输出的结果，与理论计算值相比较 3、自行选择参数，练习仿真方法，观察不同的仿真结果 5252s(s20.45)s(s20.45)525211s(s20.45)s(s20.45)进行软二阶系统闭环传递函数为G（S）=件仿真如下图： 分别进行离散仿真： 五、实验心得 针对这次实验设计，我通过各种渠道，上课认真学习，请教老师、上网搜索，图书馆查阅，询问同学等学习到了很多知识，一步步了解最少拍控制系统设计，锻炼了自我学习能力。 尽管学习上遇到了很多困难，结果也差强人意。但我们在不断处理困难的过程中磨练了处理事物的能力和耐心，也让同学间学会了互相学习，共享资源 电子信息系统仿真与设计 课程设计报告 设计课题: 油价变化系统的模型 姓 名: 学 院: 机电与信息工程学院 专 业: 电子信息科学与技术 班 级: 09级 2班 学 号: 日 期 2010-2011第三学期 指导教师: 李光明 张军蕊 山东大学威海分校信息工程学院 建模： 1背景 设某一星期的油价为p，其中n表示年份，它与上一星期的油价、油价升值速率以及新增资源所能满足的个体数目之间的动力学方程由如下的差分方程所描述： 从此差分方程中可以看出，此油价变化系统为一非线性离散系统。如果设油价初始值、油价升值速率、新增资源所能满足的个体数目，要求建立此油价动态变化系统的系统模型，并分析油价在未来100个星期内之间的变化趋势。2 建立油价变化系统的模型 (1)Discrete模块库Unit Delay模块：其主要功能是将输入信号延迟一个采样时间，它是离散系统的差分方程描述以及离散系统仿真的基础。在仿真时只要设置延迟模块的初始值便可计算系统输出。 (2)Discrete模块库Zero-Order Hold模块：其主要功能是对信号进行零阶保持。使用Simulink对离散系统进行仿真时，单位延迟是Discrete模块库中的Unit Delay模块来完成的。对于油价变化系统模型而言，需要将作为Unit Delay模块的输入以得到，然后按照系统的差分方程来建立人口变化系统的模型。 1.05ProductGainScope1zUnit DelayGain1-K-1Constant 系统参数设置 系统模型建立之后，首先需要按照系统的要求设置各个模块的参数，如下所述：(1)增益模块Gain表示油价升值速率，故取值为1.05。 (2)模块Gain1表示新增资源所能满足的个体数目，故取值为1000000。（3）油价初始值设为10$/L(4)Unit Delay模块参数设置。 (5)仿真时间设置：按照系统仿真的要求，设置系统仿真时间范围为0~100。(6)离散求解器与仿真步长设置：对离散系统进行仿真需要使用离散求解器。 实验总结及心得体会 MATLAB是一件很强大的工具，在模拟仿真方面有着不可比拟的优势。不仅可以通过语言脚本可以帮助我们解决很多问题，而且simulink也是十分强大的。通过十分直观的方式直接按放各模块，很明显地显示出各种逻辑关系，方便快捷，思路清晰。在实际应用中。Simulink起到了重要作用。通过对simulink的学习，我发现我们所学的课本知识是很重要的，只要通过理解变通，就很容易解决实际问题。但是，有个前提就是你要有着扎实的理论知识。所以，我们千万不能忽略了课本知识的重要性，不要浮躁，理解透彻。Simulink对我来说是很陌生的一个东西，通过几天的摸索，我渐渐摸到了他的奇妙之处，其实不如我们想象那么难，只要没仔细分析好，它会是我们工作学习的一个强力助手。当然，由于时间短暂，我还需要更多时间的学习，才能彻底掌握这个仿真软件。 附录 1.利用simulink仿真来实现摄氏温度到华氏温度的转换 Tf9Tc32 5 yxy2.设系统微分方程为，试建立系统模型并仿真 y(1)2 3.利用simulink仿真x(t) 11(costcos3tcos5t)，取A=1, 2 29258A -K-ClockGain3cosTrigonometricFunctioncosTrigonometricFunction21/9GainSum ofElements-K-Gain1-K-Gain2Scope-K-Clock1Gain4-K-Clock2Gain5cosTrigonometricFunction1 4.建立如图1所示的仿真模型并进行仿真，改变增益，观察x-y图形变化，并用浮动的scope模块观测各点波形。 1sSine WaveIntegratorXY Graph1SliderGainFloatingScope 图1.题目4 改变增益： 继续增大增益： 5． 有初始状态为0的二阶微分方程x0.5x0.4x2u(t)其中u(t)是单位阶跃函数，试建立系统模型并仿真。 6． 通过构造SIMULINK模型求ycos(t)dt的结果，其中初值分别为y1(0)=0, y2(0)=1 当y1(0)=0时： 当 y1(0)=1时： 7.分析二阶动态电路的零输入响应 图2为典型的二阶动态电路，其零输入响应有过阻尼、临界阻尼和欠阻尼三种情况，已知L=0.5H, C=0.02F, R=1, 2, 3, …, 13, 初始值uc(0)1V,iL(0)0求uc(t)和iL(t)的零输入响应并画出波形。（1用simulink的方法，2用脚本文件的方法） LRC 图2 题目5 二阶动态电路 （1）用simulink的方法 1sIntegrator50Gain21sIntegrator1Scope-u-K-Gain3AddUnary Minus2Gain1Scope1 （2）用脚本文件的方法 定义函数文件funcforex123.m function xdot=funcforex123(t,x,flag,R,L,C)xdot=zeros(2,1); xdot(1)=-R/L*x(1)-1/L*x(2)+1/L*f(t);xdot(2)=1/C*x(1);function in=f(t)in=0;脚本文件： L=0.5;C=0.02; for R=[1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13] [t,x]=ode45('funcforex123',[0 7],[0;1],[],R,L,C);figure(1);plot(t,x(:,1));hold on; xlabel('timesec'); text(0.9,0.07,'leftarrowi-L(t)');grid;figure(2);plot(t,x(:,2));hold on; xlabel('timesec'); text(0.5,0.3,'leftarrowu-C(t)');grid;end 电压图： 10.80.60.4leftarrowu-C(t)0.20-0.2-0.4-0.6-0.801234timesec567 电流图： 0.150.1leftarrowi-L(t)0.050-0.05-0.1-0.15-0.201323timesec345673 8.一池中有水2000m，含盐 2 kg，以 6m/ 分 的速率向池中注入浓度为 0.5 kg / m 的3m盐水，又以 4 / 分的速率从池中流出混合后的盐水，问欲使池中盐水浓度达到 0.2 kg / m3，需要多长时间？（1用simlink的方法，2用脚本文件的方法）【附加：试画出浓度vs时间的曲线】 2Constant3ClockGain1-K-Gain2Gain34Gain2ProductAdd1sIntegratorScope 9.任意选择一个待仿真的实际问题，建立模型并分析仿真结果，或者MATLAB Simulink demo里面一个模块进行分析 10.利用Simulink画出以下微分方程组的框图： dx/dt=-x^2+y,dy/dt=-x-x*y;x(0)=0,y(0)=0 运行结果要求传到工作空间中，并画出相位图（横坐标为x，纵坐标为y）。 11.搭建特定的信号源，建立SIMULINK仿真模型、显示仿真结果。 ClockProduct>=Clock1RelationalOperator0ConstantSwitch第二篇：控制系统的Matlab仿真与设计课后答案
第三篇：MATLAB与控制系统仿真实验报告
第四篇：基于 Matlab 的离散控制系统仿真
第五篇：电子信息MATLAB系统仿真与设计
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