1、實(shí)驗(yàn)?zāi)夸泴?shí)驗(yàn)一：Matlab 環(huán)境熟悉與基本運(yùn)算（設(shè)計(jì)型） 實(shí)驗(yàn)二：Matlab 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)(設(shè)計(jì)型）實(shí)驗(yàn)三：控制系統(tǒng)模型的建立（設(shè)計(jì)型） 實(shí)驗(yàn)四：Simulink 仿真入門(mén)（驗(yàn)證型）實(shí)驗(yàn)五：控制系統(tǒng)時(shí)域仿真分析（設(shè)計(jì)型） 實(shí)驗(yàn)六：Simulink 環(huán)境下時(shí)域仿真實(shí)驗(yàn)七：控制系統(tǒng)根軌跡仿真分析實(shí)驗(yàn)八：控制系統(tǒng)頻域仿真分析（設(shè)計(jì)型）實(shí)驗(yàn)名稱：Matlab 環(huán)境熟悉與基本運(yùn)算（設(shè)計(jì)型）1、矩陣運(yùn)算（1）矩陣的乘法A=1 2;3 4;y =B=5 5;7 8;y=A2*B105115229251矩陣除法y1=ABA=1 2 3;4 5 6;7 8 9;B=1 0 0;0 2 0;0 0 3;警告:

2、 矩陣接近奇異值，或者縮放錯(cuò)誤。果可能不準(zhǔn)確。RCOND=1.541976e-18。1.0e+16 *-0.45041.8014-1.3511y1 =0.9007-3.60292.7022-0.45041.8014-1.3511y2 =y2=A/B1.00001.00001.00004.00002.50002.00007.00004.00003.0000矩陣的轉(zhuǎn)置及共軛轉(zhuǎn)置y1 =5.0000 + 1.0000i0.0000 + 6.0000iy1=A.y2=A2.0000 - 1.0000i4.0000 + 0.0000i1.0000 + 0.0000i9.0000 - 1.0000i5.0

3、000 - 1.0000i0.0000 - 6.0000iy2 =2.0000 + 1.0000i4.0000 + 0.0000i1.0000 + 0.0000i9.0000 + 1.0000i使用冒號(hào)選出指定元素y1 =A=1 2 3;4 5 6;7 8 9;y1=A(1:2,3)36y2 =y2=A(2:3,:)456789復(fù)數(shù)矩陣的生成：syms a1 a2 a3 a4 b1 b2 b3 b4 A=a1+b1*ja4*exp(b4*j)A =a1=3;a2=-2;a3=9;a4=23;b1=5;b2=3;b3=6;b4=33;A=a1+b1*ja2+b2*j;a3*exp(b3*j) a

4、1 + b1*1i, a2 + b2*1i a3*exp(b3*1i), a4*exp(b4*1i) A =3.0000 + 5.0000i-2.0000 + 3.0000ia4*exp(b4*j)2、多項(xiàng)式p =1024roots(p)%用 roots 函數(shù)求多項(xiàng)式的根A=1.2 3 5 0.9;5 1.7 5 6;3 9 0 1;1 2 34;P=poly(A); poly2sym(P)polyval(P,20)polyvalm(P,A)8.6415 - 2.5147i-0.3054 +22.9980ians =0.5898 + 1.7445i0.5898 - 1.7445i-1.1795

5、 + 0.0000ians =x4 - (69*x3)/10 - (3863*x2)/50 - (8613*x)/100 + 12091/20ans =7.2778e+04ans =1.0e-11 *-0.5002-0.8072-0.6004-0.5684-0.4704-0.6196-0.6480-0.5230-0.4093-0.4849-0.3876-0.3297-0.4455-0.3595-0.45193、基本繪圖命令（1）t=0:0.01:2*pi; y=cos(t);plot(t,y)運(yùn)行結(jié)果如右圖所示：（2） t=0:0.01:2*pi;y1=cos(t-0.25);y2=sin(t

6、-0.5);-0.3638plot(t,y1,t,y2)運(yùn)行結(jié)果如右圖所示：4、基本繪圖控制t=0:0.01:4*pi;x1=10*sin(t); plot(t,x1,-.b*)axis(-20 20 -20 20)grid ontitle(正弦曲線 x1=10*sin(t)圖) xlabel(t=0:0.01:4*pi) ylabel(x1)text(pi/2,10,最大值) 運(yùn)行結(jié)果如右圖所示：實(shí)驗(yàn)名稱：Matlab 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)型）1、編寫(xiě)命令文件：計(jì)算 1+2+n5000 時(shí)的最大 n 值； 解：s=s+n;建立M 文件，文件名稱記為 two1，編輯程序內(nèi)容如下所示：s=0; n

7、=1;while(s5000),n=n+1; end,n保存，并在命令窗口中輸入 two1，運(yùn)行結(jié)果如下所示：two12解：用 for 循環(huán)結(jié)構(gòu)編寫(xiě)程序：建 立 函 數(shù) 文 件 ， 文 件 名 稱 記 為findsum1，編輯程序內(nèi)容如下所示： function s1 =findsum1( )%findsum1 用 for 循環(huán)編寫(xiě)的程序%2030si示執(zhí)行次數(shù)s1=0;for i=0:30,s1=s1+2i;End end用 while 循環(huán)結(jié)構(gòu)編寫(xiě)程序：編輯程序內(nèi)容如下所示：n =101保存，并在命令窗口中輸入s1=findsum1( )，運(yùn)行結(jié)果如下所示： s1=findsum1( )s

8、1 =2.1475e+09function s2 =findsum2( )%findsum2 用 while 循環(huán)編寫(xiě)的程序%2030si示執(zhí)行次數(shù)s2=0;i=0;while(i0disp(系統(tǒng)不穩(wěn)定) breakendenddisp(系統(tǒng)穩(wěn)定) pzmap(G5) figure 圖：實(shí)驗(yàn)名稱：Simulink 環(huán)境下時(shí)域仿真1、解：仿真圖：階躍響應(yīng)：方波響應(yīng)：2、解：仿真圖：階躍響應(yīng)：正弦信號(hào)輸入響應(yīng)：斜坡輸入響應(yīng)：3、 解：仿真圖：建立M 文件，編寫(xiě)以下程序：G1=tf(1 1,2 1);G2=tf(5,2 3 1);H1=tf(1,2 1);G3=series(G1,G2); G4=f

9、eedback(G3,H1) isstable(G4)Transfer function:10 s2 + 15 s + 5-8 s4 + 20 s3 + 18 s2 + 12 s + 6得到以下實(shí)驗(yàn)結(jié)果：g3ans =實(shí)驗(yàn)名稱：控制系統(tǒng)根軌跡分析真：1結(jié)論：編寫(xiě)程序判斷該系統(tǒng)的穩(wěn)定性結(jié)果是該系統(tǒng)是穩(wěn)定的。在 Simulink 環(huán)境下驗(yàn)證編程結(jié)果： 示波器顯示結(jié)果：以編程結(jié)果是正確的。1、解：編寫(xiě)程序如下所示：G=zpk(-0.5,0;-1;-2;-5,1)rlocus(G) k,p=rlocfind(G)Figure 圖：系統(tǒng)的根軌跡圖：解：編寫(xiě)程序如下所示：G=zpk(,0;-2,1)rlo

10、cus(G) Figure 圖：系統(tǒng)的根軌跡圖：2、根軌跡分析（1）解：編寫(xiě)程序如下所示：Figure 圖：系統(tǒng)的根軌跡圖：2、根軌跡分析（1）解：編寫(xiě)程序如下所示：rlocus(G) k,p=rlocfind(G)Figure 圖：系統(tǒng)的根軌跡圖： （2）解：編寫(xiě)以下程序：G=zpk(,0;-1;-2,1)rlocus(G) k=0:0.01:98;r,k=rlocus(G,k);m,n=size(r); for i=1:nif real(r(2,i)0 breakend end kg=k(i-1)增益 k=35.2；閉環(huán)極點(diǎn)的位置p=-0.00587+1.35i，因?yàn)?p0，所以該點(diǎn)系統(tǒng)閉

11、環(huán)是穩(wěn)定的。程序的執(zhí)行結(jié)果： Zero/pole/gain:1s (s+1) (s+2)kg =6由上述的執(zhí)行結(jié)果可以看出該系統(tǒng)穩(wěn)定的k 值范圍是當(dāng) k6 時(shí)，系統(tǒng)是穩(wěn)定的。Figure 圖如右圖所示：實(shí)驗(yàn)名稱：控制系統(tǒng)頻域仿真分析（設(shè)計(jì)型）1、（1）解：編寫(xiě)以下程序：zeta=0.7; wn=2,4,6,8,10,12;for i=1:length(wn) num=wn(i)2;den=1,2*zeta*wn(i),wn(i)2; G1=tf(num,den)bode(G1)end legend(wn=2,wn=4,wn=6,wn=8,wn=10,wn=12) 得到右圖所示運(yùn)行結(jié)果：解：編寫(xiě)

12、以下程序： wn=6; 2.0;hold onfor i=1:length(zeta) num=wn2; G2=tf(num,den)bode(G2)end hold offlegend(zeta=0.2,zeta=0.4,zeta=0.6,zeta=0.8,zeta=1.0,zeta=1.5,zeta=2.0)得到右圖所示運(yùn)行結(jié)果：（3）編寫(xiě)以下程序：num=10; den=conv(1,0,0,conv(5,1,1,5); G1=tf(num,den)nyquist(G1) bode(G1)得到右圖所示運(yùn)行結(jié)果：編 寫(xiě) 以 下 程 序 ： num=conv(8,1,1); G2=tf(nu

13、m,den) nyquist(G2) bode(G2)得到右圖所示運(yùn)行結(jié)果：編寫(xiě)以下程序：num=conv(4,1/3,1); den=conv(1,0,conv(0.02,1,conv(0.05,1,0.1,1);G3=tf(num,den) nyquist(G3) bode(G3)得到右圖所示運(yùn)行結(jié)果：2、（1）解：編寫(xiě)以下程序：G1=tf(2.7,1,5,4,0)G2=tf(2.7,1,5,-4,0)figure(1) margin(G1) figure(2) margin(G2)得到以下運(yùn)行結(jié)果：由圖可以分析出 G1 的系統(tǒng)是穩(wěn)定的，G2 系統(tǒng)不穩(wěn)定。Bode DiagramGm = 17.4 dB (at 2 rad/sec) , Pm = 51.7 deg (at 0.578 rad/sec)Bode DiagramGm = 17.4 dB (at 2 rad/sec) , Pm = 51.7 deg (at 0.578 rad/sec)0d (tde-50tdananM -100-150-90-135e(-180e-225Bode