matlab实验报告

实验报告实验课程：计算机仿真技术及CAD学生姓名：学号：专业班级：指导老师：2012年6月6日实验一MATLAB环境的熟悉与基本运算（一）一、实验目的：1．熟悉MATLAB开发环境2．掌握矩阵、变量、表达式的各种基本运算二、实验内容1、新建一个文件夹（自己的名字命名，在机器的昀后一个盘符）2、启动MATLAB，将该文件夹添加到MATLAB路径管理器中。3、学习使用help命令。4、窗口命令closecloseallclcholdonholdoff了解其功能和作用，观察commandwindow、commandhistory和workspace等窗口的变化结果。5、工作空间管理命令whowhosclear6、随机生成一个2×6的矩阵，观察commandwindow、commandhistory和workspace等窗口的变化结果，实现矩阵左旋90°或右旋90°的功能。7、求高阶方程的的根，求高阶多项式的值。8、创建一个二维数组A（4×8）。查询数组A第2行、第3列的元素；查询数组A第2行的所有元素；查询数组A第6列的所有元素；查询数组A按列拉长形成新的数组B；查询数组A按行拉长形成新的数组C。三、实验程序A=[123456;234567]A=rot90(A,1)A=rot90(A,-1)p=[1234];f=poly2str(p,'x')root=roots(p)y=polyval(p,2)%当x=2时，求yA=rand(4,8)A(2,3)A(2,:)A(:,6)%按列拉长Ak=1;fori=1:4forj=1:8B(k)=A(i,j);k=k+1;endendB%按行拉长Ak=1;forj=1:8fori=1:4C(k)=A(i,j);k=k+1;endendC四、实验结果1、矩阵的旋转操作2、多项式求根3、查询矩阵4、拉长矩阵五、实验体会本次实验让初步熟悉matlab的工作环境，掌握了对矩阵的基本操作以及各种运算符的使用。实验二MATLAB环境的熟悉与基本运算（二）一、实验目的：1．熟悉MATLAB开发环境2．掌握矩阵、变量、表达式的各种基本运算二、实验内容1、设有3个二维数组A（2×4），B（2×4），C（2×2），参照表1写出所有由2个数组参与的合法的数组运算和矩阵指令及结果。2、学习使用表2列出的常用函数。3、学习使用表3列出的数组操作函数。4、生成下列矩阵，并取出方框内的数组元素三、实验程序（第4题）k=1;fori=1:5;forj=1:5;A(i,j)=k;k=k+1;endendB=fliplr(A);A([24],:)=B([24],:);AA(2,[23])A([2:4],4)A([45],[1:3])四、实验指令和结果1、数组间的运算4、取出矩阵中的指定元素五、实验体会本次实验让我进一步熟悉了matlab的开发环境，掌握矩阵、变量、表达式的各种基本算。实验三MATLAB语言的程序设计一、实验目的：及程序设计方法二、实验内容：4、判断y向量的元素属于3n3n+1或，设y=[3,5,7,9,11,16]。(使用函数rem求余数)。7、已知数组A=[2,4,6,8,10]，B=[4,9,6,7,4],求,其中n=5。运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3、函数文件的编写和设计4、了解和熟悉跨空间变量传递和赋值练习A1、熟悉MATLAB程序编辑与设计环境2、用for循环语句实现求1～100的和3、用for循环语句实现编写一个求阶乘n!的函数文件]1[][1+−∑=inBiAni三、实验程序%求1～100的和m=0;fori=1:100m=m+i;endfprintf('1～100的和为：%d\n',m);%求阶乘functiony=factorial(x)y=1;fori=1:xy=y*i;end%求y中元素的性质functiony=f3_4(x)fori=1:max(size(x))t=rem(x(i),3);ift==0fprintf('%d属于3n\n',x(i));elseift==1fprintf('%d属于3n+1\n',x(i));elseift==2fprintf('%d属于3n+2\n',x(i));endend%第七题A=[2,4,6,8,10]B=[4,9,6,7,4]y=0;fori=1:5y=y+(A(i)*B(6-i));endfprintf('答案是%d\n',y);四、实验结果1、求和以及求阶乘2、求y中元素的性质3、第七题五、实验体会通过本次实验，我较为熟练的掌握了matlab的设计环境，基本掌握了m文件的编写思路与方法。能够运用m程序解决一些基本的数学问题。实验四MATLAB的图形绘制一、实验目的：1、学习MATLAB图形绘制的基本方法；2、熟悉和了解MATLAB图形绘制程序编辑的基本指令；3、熟悉掌握利用MATLAB图形编辑窗口编辑和修改图形界面，并添加图形的各种标注；4、掌握plot、subplot的指令格式和语法。二、实验内容1、绘制下列曲线，要求尽可能多地使用二中所列命令。①33xxy−=②2221xeyπ=③④y=sin(t)sin(9t)⎩⎨⎧==trytrxcossin2、绘制二阶系统阶跃响应，综合演示图形标识。clf;t=6*pi*(0:100)/100;y=1-exp(-0.3*t).*cos(0.7*t);tt=t(find(abs(y-1)0.05));ts=max(tt);plot(t,y,'r-','LineWidth',3)axis([-inf,6*pi,0.6,inf])set(gca,'Xtick',[2*pi,4*pi,6*pi],'Ytick',[0.95,1,1.05,max(y)])gridontitle('\ity=1-e^{-\alphat}cos{\omegat}')text(13.5,1.2,'\fontsize{12}{\alpha}=0.3')text(13.5,1.1,'\fontsize{12}{\omega}=0.7')holdon;plot(ts,0.95,'bo','MarkerSize',10);holdoffcell_string{1}='\fontsize{12}\uparrow';cell_string{2}='\fontsize{16}\fontname{隶书}镇定时间';cell_string{3}='\fontsize{6}';cell_string{4}=['\fontsize{14}\rmt_{s}='num2str(ts)];text(ts,0.85,cell_string)xlabel('\fontsize{14}\bft\rightarrow')ylabel('\fontsize{14}\bfy\rightarrow')三、实验程序1、x=0:0.1:10;y=x-x.^3./3;subplot(2,2,1);plot(x,y);title('y=x-x^3/3');subplot(2,2,2);y=1/(2*pi)*exp(x.^2./2);plot(x,y);title('1/(2*pi)*exp(x^2/2)');t=0:0.01:2*pi;r=1;x=r*cos(t);y=r*sin(t);subplot(2,2,3);plot(x,y);title('x=r*cos(t)和y=r*sin(t)');gridon;subplot(2,2,4);y=sin(t).*sin(9.*t);plot(t,y);title('y=sin(t)*sin(9*t)');2、clf;t=6*pi*(0:100)/100;y=1-exp(-0.3*t).*cos(0.7*t);tt=t(find(abs(y-1)0.05));ts=max(tt);plot(t,y,'r-','LineWidth',3)axis([-inf,6*pi,0.6,inf])set(gca,'Xtick',[2*pi,4*pi,6*pi],'Ytick',[0.95,1,1.05,max(y)])gridontitle('\ity=1-e^{-\alphat}cos{\omegat}')text(13.5,1.2,'\fontsize{12}{\alpha}=0.3')text(13.5,1.1,'\fontsize{12}{\omega}=0.7')holdon;plot(ts,0.95,'bo','MarkerSize',10);holdoffcell_string{1}='\fontsize{12}\uparrow';cell_string{2}='\fontsize{16}\fontname{隶书}镇定时间';cell_string{3}='\fontsize{6}';cell_string{4}=['\fontsize{14}\rmt_{s}='num2str(ts)];text(ts,0.85,cell_string)xlabel('\fontsize{14}\bft\rightarrow')ylabel('\fontsize{14}\bfy\rightarrow')四、实验结果1、基本绘图2、阶跃响应五、实验体会本次实验让我体验到了matlab强大的绘图功能。通过这次实验，我掌握了基本的绘图函数使用，并且利用matlab图形编辑窗口编辑和修改图形界面，并添加图形的各种标注。实验五基于SIMULINK的系统仿真一、实验目的：1、熟悉SIMULINK工作环境及特点2、掌握线性系统仿真常用基本模块的用法3、掌握SIMULINK的建模与仿真方法4、子系统的创建和封装设计二、实验内容1、SIMULINK仿真实际应用（1）双环调速的电流环系统的方框图模型为：图中参数设为Ks=44；Ts=0.00167；Ta=0.017；R=1；Tm=0.075；Ce=0.1925；Kt=0.01178；T1=0.049；T2=0.088(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、调节时间、稳态误差。(3)设计PID调节器替代图中的比例积分调节器，调节Kp,Ti,Td，用使系统满足超调量15%，上升时间0.3s，调节时间0.4s的要求。(4)要求对加入的PID控制器封装成一个模块使用。2、用Simulink对以下系统进行仿真2()30()8()30uttytutt⎧=⎨≤⎩其中为系统输入，y(t)为系统输出，仿真当输入为正弦信号时，输出的信号的波形，仿u(t)真时间0=0t=100。3、在滑艇的运行过程中，滑艇主要受到如下作用力的控制：滑艇自身的牵引力F，滑艇受到的水的阻力f。其中水的阻力2fuu=−，u为滑艇的运动速度。由运动学的相关定理可知，整个滑艇系统的动力学方程为：21u[(Fuu•=−−m)]其中，m为滑艇的质量。假设滑艇的质量为1000kg，建立此系统的Simulink模型并进行分析。三、实验程序以及仿真框图1、双环调速的电流环系统的方框图模型2、阶跃信号响应曲线的绘制及系统指标的计算Ks=44;Ts=0.00167;Ta=0.017;R=1;Tm=0.075;Ce=0.1925;Kt=0.01178;T1=0.049;T2=0.088;sim('test_5_1');figure(2);plot(t,e);title('误差曲线');gridon;figure(1);plot(t,y,t,1/Kt,'.r','LineWidth',2);gridon;tt=t(find(abs(y-1/Kt)1/Kt*0.05));ts=max(tt);%cell_string1{1}='\fontsize{12}\uparrow';cell_string1{1}='调节时间';cell_string1{2}=[num2str(ts)];