MATLAB仿真实验模板(新)
MATLAB仿真
实验报告册
姓名：
班级：
学号：
日期：
实验一 MATLAB 软件的安装和基本操作
一、 实验目的
1、 掌握MATLAB 的安装知识；
2、
熟练MATLAB 软件的基本操作。
二、 实验工具
电脑、MATLAB 软件
三、 实验内容
在MATLAB 命令窗口建立函数82sin 5+=t y 和t y cos 5=，并要求： 1、 采用plot 命令绘制曲线（要求在同一个图中绘制，且两个采用不同的颜色）； 2、 将上述曲线采用不同线型进行绘制； 3、 采用坐标命令进行坐标大小调整 4、
为该图进行必要的标注。
四、实验过程
t=0:pi/20:2*pi; >> y1=5*sin(2*t)+8; >> y2=5*cos(t); >> hold on;
>> plot(t,y1,'b');plot(t,y2,'r'); >> axis[0 2*pi -6 14]; >> axis([0 2*pi -6 14]);
>> xlabel('时间');ylabel('幅值'); >> title('三角曲线');
>> gtext('y1=5*sin(2*t)+8'); >> gtext('y2=5*cos(t)');
>> legend('y1=5*sin(2*t)+8','y2=5*cos(t)') >> grid on
五、实验结论
12
3456
-6-4-20246
8101214时间
幅值
三角曲线
y1=5*sin(2*t)+8
y2=5*cos(t)
y1=5*sin(2*t)+8y2=5*cos(t)
实验二 用MATLAB 实现数学运算
一、实验目的
1、掌握MATLAB 的基本数学运算；
2、掌握MATLAB 的矩阵数学运算。
二、实验工具
电脑、MATLAB 软件
三、实验内容
1、用MATLAB 实现运算5ln 573sin 3+++=e y ；
2、设]4,2,1[=t ,求2t 和5t ；
3、建立矩阵=A ????? ??987654321和=B ???
?
? ??631，求B A ?和A 的秩。
四、实验过程
1．y=sin(3)+sqrt(7)+5*exp(3)+log(5)
y =
104.8240 2．t=[1,2,4]; t.*t ans =
1 4 16 > t.*t.*t.*t.*t ans =
1 3
2 1024 3．A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; B=[1;3;6]; A*B ans = 25 55 85 rank(A) ans = 2
五、实验结论
运算结果： 1. y =104.8240
2. 2
t = [ 1 4 16], 5
t =[ 1 32 1024 ]
3. B A ?= ????
??????855525,A 的秩为2.
实验三 M 函数的编写与应用
一、实验目的
1、掌握MATLAB 的M 函数的编写方法；
2、掌握MATLAB 的M 函数的简单应用。
二、实验工具
电脑、MATLAB 软件
三、实验内容
1、在MATLAB 中建立M 文件，内容为：
G1=zpk([],[0 -2],40); sys1=feedback(G1,1); step(sys1,'k:') hold on ;
Gc=tf([0.5 1],[0.05 1]); sys2=feedback(G1*Gc,1); step(sys2,'k') xlabel('时间') ylabel('幅值')
title('校正前后阶跃响应曲线对比图') legend('校正前系统','校正后系统')
2、将上述内容改为M 函数调用形式
四、实验过程
>> G1=zpk([],[0 -2],40)
Zero/pole/gain: 40
------- s (s+2)
>> Gc=tf([0.5 1],[0.05 1])
Transfer function: 0.5 s + 1 ---------- 0.05 s + 1
>> cqjt(G1,Gc)
五、实验结论
1234567
00.20.40.60.81
1.21.41.61.8
校正前后阶跃响应曲线对比图
时间 (sec)
幅值
校正前系统校正后系统
实验四 Simulink 工具箱的使用
一、实验目的
1、熟悉Simulink 工具箱；
2、掌握Simulink 中建立系统模型的方法。
二、实验工具
电脑、MATLAB 软件
三、实验内容
1、用simulink 实现下列程序语句： Int C=0;
If 0≥-B A ; C++;
Else C--。
2、用simulink 建立subsystem ，内容为正弦波发生器)sin(?ω+=t A y ，要求幅值、频率和初相任意可调。
四、实验过程
1.按下图建好模块。
2. 建立正弦波发生器)sin(?ω+=t A y 的仿真模型如下所示：
五、实验结论
实验五 MATLAB中数据的导入和导出
一、实验目的
1、理解MATLAB的workspace和simulink模型窗口之间的数据交换；
2、掌握MATLAB的数据交换工具的使用。
二、实验工具
电脑、MATLAB软件
三、实验内容
1、在simulink中建立模型3
y，将其分别采用out1和to workspace工具将数据
=t
sin
2+
导入workspace中；
2、将1中得到的workspace中数据分别采用in1和from workspace工具导入simulink模型窗口并用示波器观察；
3、当ω分别为1、1.5、2和2.5时，在simulink中将模型t
3
=波形导入workspace
sin
yω
中并在命令窗口中绘制波形（要求所有波形绘制在同一张图上）。
四、实验过程
1．
在MA TLAB中输入plot(tout,simout);可以导出示波器图形。
012345678910
1
1.52
2.53
3.54
4.55
2．在from workspace 中将DATA 下的数据改为[tout,yout]即可。得到的示波器图形如下：
在模块中将simulation 中data import 中数据input 改为[tout,yout], 得到的示波器图形如上右图： 3. 当ω分别为1、1.5、2和2.5时，t y ωsin 3=波形如下：
012345678910
-3
-2
-1
1
2
3
五、实验结论
实验六 MATLAB 建立控制系统模型
一、 实验目的
1、 掌握MATLAB/Simulink 仿真的基本知识；
2、
熟练应用MATLAB 软件建立控制系统模型。
二、 实验工具
电脑、MATLAB 软件
三、 实验内容
已知单位负反馈控制系统开环传递函数为)
1)(5()(++=
As s s B
s G ，其中，A 表示自己
学号最后一位数（可以是零），B 表示自己学号的最后两位数。
1、 用Simulink 建立该控制系统模型，分别用单踪、双踪示波器观察模型的阶跃响应
曲线；分别用“To Workspace ”和“out1”模块将响应参数导入工作空间并在命令窗口绘制该模型的阶跃响应曲线；
2、 在MATLAB 命令窗口分别建立该控制系统的传递函数模型和零极点模型，并实
现模型之间的相互转换。
四、实验过程
1．单踪示波器 双踪示波器
012345678910
0.10.20.3
0.4
0.5
0.60.70.8012345678910
0.10.20.3
0.4
0.50.6
0.70.8
双踪示波器
2.传递函数模型
>> num=[4];den=[4,21,5,0] den =
4 21
5 0 >> G=tf(num,den)
Transfer function:
4
--------------------
4 s^3 + 21 s^2 +
5 s
转换成零极点模型
[z,p,k]=tf2zp(num,den)
z =
Empty matrix: 0-by-1
p =
-5.0000
-0.2500
k =
1
>> G=zpk([z],[p],[k])
Zero/pole/gain:
1
----------------
s (s+5) (s+0.25)
零极点模型
>> z=[], p=[0,-5,-1/4];k=4
z = []
k =
4
>> G=zpk([z],[p],[k]) Zero/pole/gain:
4
----------------
s (s+5) (s+0.25)
转换成传递函数模型
[num,den]=zp2tf(z,p,k) num =
0 0 0 4 den =
1.0000 5.2500 1.2500 0 > G=tf(num,den) Transfer function: 4 ----------------------- s^3 + 5.25 s^2 + 1.25 s
五、实验结论
实验七 控制系统时域分析的MATLAB 实现
一、实验目的
1、熟练应用MATLAB/Simulink 进行时域分析；
2、能用MATLAB 软件进行时域性能指标的求取。
二、实验工具
电脑、MATLAB 软件
三、 实验内容
已知单位负反馈控制系统开环传递函数为)
5()(+=
As s B
s G ，其中，A 表示自己学号
最后一位数（可以是零），B 表示自己学号的最后两位数。
1、用Simulink 建立该控制系统模型，分别用示波器观察模型的单位阶跃、单位斜坡和单位加速度输入信号的响应曲线；用“To Workspace ”或者“out1”模块将三种响应数据导入工作空间并在命令窗口绘制该模型的对应响应曲线（要求在一张图中画出）；求该系统在单位阶跃、单位斜坡和单位加速度输入信号输入时的稳态误差。
2、在命令窗口建立该控制系统模型，求取该控制系统的常用性能指标：超调量、上升时间、调节时间、峰值时间。（方法自选）
四、实验过程
1．单位阶跃信号的响应曲线。
012345678910
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
稳态误差。
012345678910
-0.2
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
2．单位斜坡信号的响应曲线。
012345678910
12345678
9
稳态误差
012345678910
0.5
1
1.5
3．单位加速度输入信号的响应曲线。
012345678910
510152025303540
稳态误差
012345678910
2
4
6
8
10
12
在一张图中画出。
012345678910
510152025303540
2．
)5()(+=
As s B
s G ，其中A=B=4，
实验程序
>> sys=tf([4],[4 5 4] ) Transfer function: 4 --------------- 4 s^2 + 5 s + 4 >> G=zpk(sys) Zero/pole/gain: 1 ------------------ (s^2 + 1.25s + 1) >> C=dcgain(G) C =
1.0000
>> [y,t]=step(G); >> plot(t,y) >> grid
>> [Y ,k]=max(y); >> timetopeak=t(k) timetopeak = 4.0638
>> percentovershoot=100*(Y-C)/C
percentovershoot =
8.0778
>> n=1;
>> while y(n) n=n+1; end >> risetime=t(n) risetime = 2.9153 >> i=length(t); >> while(y(i)>0.98*C)&(y(i)<1.02*C) i=i-1; end >> settlingtime=t(i) settlingtime = 5.9190 五、实验结论 超调量 percentovershoot = 8.0778 上升时间 risetime = 2.9153 调节时间 settlingtime = 5.9190 峰值时间 timetopeak = 4.0638 实验八控制系统根轨迹分析法的MATLAB实现 一、实验目的 1、掌握用MATLAB绘制控制系统零极点图和根轨迹图的方法； 2、掌握用系统的根轨迹分析控制系统性能的方法。 二、 实验工具 电脑、MATLAB 软件 三、 实验内容 1、已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为G(s) ))(1)(()(B s As C s K s G +++= 其中，A 表示自己学号最后一位数（可以是零），B 表示自己学号的最后两位数，C 表示自己班级号（7或者8）。 （1） 绘制该系统的根轨迹，并分析使该系统稳定的开环增益范围； （2） 将该控制系统用rltool 工具进行分析和设计，绘制该系统对应的阶跃响应曲线和 伯德图。如果系统不稳定，设计补偿器使其稳定。 （3） 假设该系统是正反馈系统，试绘制该正反馈系统当K 从零变化到无穷时的根轨 迹。 2、已知单位负反馈系统开环传递函数为 ) 10() ()(++= s s m s B s G 其中，B 表示自己学号最后两位数。试绘制当m 从零变化到无穷时的根轨迹图。 四、 实验过程 1（1）. G=zpk([],[-9,-1/4,-4],1/4); >> rlocus(G) >> title('根轨迹图') 根轨迹图 Real Axis I m a g i n a r y A x i s -30 -25-20-15-10-50510 -20-15-10-505101520System : G Gain: 2.01e+003P ole: -0.0061 + 6.22i Dam ping: 0.00098Overshoot (%): 99.7 Frequency (rad/sec): 6.22 从图中可知Kth=2.01e+003，开环增益范围为0 在第一问的基础上输入rltool(G)，在analysis 中的response to command 下的图形中用鼠标右键点击选择closed to loop:r to y. Step R esponse Tim e (sec) A m p l i t u d e 0510 152025 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 伯德图. 在上面的基础上输入bode(G) title('伯德图')，即可。 -200 -150 -100 -50 0M a g n i t u d e (d B )10 -2 10 -1 10 10 1 10 2 10 3 -270 -180 -90 P h a s e (d e g ) 伯德图 Frequency (rad/sec) （3）.根轨迹。 -15 -10-505101520 -15-10 -5 5 10 15R oot Locus E ditor (C ) R eal Axis I m a g A x is 2. 当m 从零变化到无穷时的根轨迹图如下： G=zpk([],[0,-14],4); >> rlocus(G) >> title('根轨迹图') -14 -12-10-8 -6-4-20 -8-6 -4 -2 2 4 6 8 根轨迹图 Real Axis I m a g i n a r y A x i s 实验九 控制系统频域分析法的MATLAB 实现 一、实验目的 1、掌握用MATLAB 绘制乃奎斯特曲线和伯德图的方法； 2、掌握用MATLAB 函数进行控制系统频域稳定性判定的方法； 3、能用MATLAB 求取频域性能指标。 二、实验工具 电脑、MATLAB 软件 三、实验内容 已知一高阶系统开环传递函数为 )10)()(5() ()(++++= s A s Bs s C s K s G 其中，A 表示自己学号最后一位数（可以是零），B 表示自己学号的最后两位数，C 表示自己班级号（7或者8）。 1、当开环增益K=1，7，10，20，30时，试分别在一个图中绘制系统的奈氏曲线和伯德图（要求必要的批注）。 2、用奈氏判据判断系统稳定性； 3、用MATLAB 计算上面控制系统的相角裕度和模值裕度，并判断系统稳定性。 四、实验过程 1. 实验程序 G=zpk([-9],[0,-5/4,-4,-10],1/4); >> nyquist(G) >> title('奈氏曲线') >> gtext('K=1');hold on >> G=zpk([-9],[0,-5/4,-4,-10],7/4); >> nyquist(G);hold on >> gtext('K=7') >> G=zpk([-9],[0,-5/4,-4,-10],5/2); >> nyquist(G);hold on >> gtext('K=10') >> G=zpk([-9],[0,-5/4,-4,-10],5); >> nyquist(G);hold on >> gtext('K=20') >> G=zpk([-9],[0,-5/4,-4,-10],2/15); >> nyquist(G);hold on >> gtext('K=30') >> legend('k=1','k=7','k=10','k=20','k=30') 奈氏曲线如下图所示： -1 -0.9-0.8-0.7-0.6-0.5-0.4-0.3-0.2-0.10 -15-10 -5 5 10 15 K=1 K=7 K=10 K=20 K=30 奈氏曲线 R eal Axis I m a g in a r y A x is k=1k=7 k=10k=20k=30 实验程序： G=zpk([-9],[0,-5/4,-4,-10],1/4); >> bode(G) >> title('伯德图') >> gtext('K=1');hold on >> G=zpk([-9],[0,-5/4,-4,-10],7/4); >> bode(G) >> gtext('K=7');hold on >> G=zpk([-9],[0,-5/4,-4,-10],5/2); >> bode(G) >> gtext('K=10');hold on >> G=zpk([-9],[0,-5/4,-4,-10],5); >> bode(G) >> gtext('K=20');hold on >> G=zpk([-9],[0,-5/4,-4,-10],2/15); >> bode(G) >> gtext('K=30');hold on >> legend('k=1','k=7','k=10','k=20','k=30') 伯德图如下所示： -200-150-100-50050 100M a g n i t u d e (d B ) K=1 K=7K=10 K=20 K=30 10 -2 10 -1 10 10 1 10 2 10 3 -270 -225-180-135 -90P h a s e (d e g ) 伯德图 Frequency (rad/sec) k=1k=7 k=10 k=20k=30 2. 奈氏判据判断系统稳定性. G=zpk([-9],[0,-5/4,-4,-10],1/4); >> rlocus(G);grid on; >> [k,poles]=rlocfind(G) Select a point in the graphics window selected_point = -0.0059 - 0.0311i k = 0.6985 poles = -10.0003 -4.0131 -1.2040 -0.0325 >> title('根轨迹') -20 -15 -10 -50 5 -10-8 -6-4-2 024 6810 0.2 0.4 0.58 0.72 0.83 0.910.960.99 0.2 0.4 0.58 0.720.830.910.960.99 2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20根轨迹 Real Axis I m a g i n a r y A x i s 从图中可知系统是稳定的。 3. G=zpk([-9],[0,-5/4,-4,-10],1/4) Zero/pole/gain: 0.25 (s+9) ----------------------- s (s+1.25) (s+4) (s+10) >> bode(G) >> grid >> [Gm,Pm,Wcp]=margin(G) Gm = 122.7843 Pm = 87.3244 Wcp = 2.3003 Bode D iagram Frequency (rad/sec) 10 -2 10 -1 10 10 1 10 2 10 3 -270 -225-180-135 -90System : G P hase M argin (deg): 87.3D elay M argin (sec): 33.9 At f requency (rad/sec): 0.045C losed Loop Stable? Yes P h a s e (d e g ) -200-150-100-500 50System : G Gain M argin (dB): 41.8 At f requency (rad/sec): 2.3C losed Loop Stable? Yes M a g n it u d e (d B ) 模值裕度122.7843，相角裕度87.3244。系统是稳定的。 五、实验结论 实验十 用MATLAB 实现控制系统的校正与综合 一、实验目的 1、掌握用MATLAB/Simulink 进行PID 控制器的设计与分析； 2、掌握用rltool 工具进行控制系统校正和设计的方法； 二、实验工具 电脑、MATLAB 软件 三、实验内容 1、设单位负反馈控制系统前向通道传递函数为 s e s s G 120013006 )(-+= 要求：在一个图中绘制出P 、PI 、PID 整定后系统的单位阶跃响应曲线，并进行简单的性能分析。（说明：用Simulink 模型窗口或编程均可） 2、已知系统开环传递函数为) 13.0)(11.0(1 )(++= s s s s G ，试设计超前校正环节，使其校 正后系统的静态误差系数小于等于6，相角裕度大于等于45度，并绘制校正前后的单位阶跃响应曲线，开环伯德图和开环奈奎斯特曲线。（提示：可以用编程法和rltool 工具分析） 四、实验过程 1．（1）开环单位阶跃响应曲线 Simulink 模型。 例6.11 利用卡尔曼滤波估计一个未知常数 题目： 设已知一个未知常数x 的噪声观测集合，已知噪声v(n)的均值为零， 方差为 ，v(n)与x 不相关，试用卡尔曼滤波估计该常数 题目分析： 回忆Kalman 递推估计公式 由于已知x 为一常数，即不随时间n 变化，因此可以得到： 状态方程： x(n)=x(n-1) 观测方程： y(n)=x(n)+v(n) 得到A(n)=1,C(n)=1, , 将A(n)=1,代入迭代公式 得到：P(n|n-1)=P(n-1|n-1) 用P(n-1)来表示P(n|n-1)和P(n-1|n-1),这是卡尔曼增益表达式变为 从而 2v σ1??(|1)(1)(1|1)(|1)(1)(1|1)(1)()()(|1)()[()(|1)()()]???(|)(|1)()[()()(|1)](|)[()()](|1)H w H H v x n n A n x n n P n n A n P n n A n Q n K n P n n C n C n P n n C n Q n x n n x n n K n y n C n x n n P n n I K n C n P n n --=----=----+=--+=-+--=--2()v v Q n σ=()0w Q n =(|1)(1)(1|1)(1)()H w P n n A n P n n A n Q n -=----+21 ()(|1)[(|1)]v K n P n n P n n σ-=--+22(1)()[1()](1)(1)v v P n P n K n P n P n σσ-=--=-+ MATLAB 仿真实验报告 课题名称：MATLAB 仿真——图像处理 学院：机电与信息工程学院 专业：电子信息科学与技术 年级班级：2012级电子二班 一、实验目的 1、掌握MATLAB处理图像的相关操作，熟悉相关的函数以及基本的MATLAB语句。 2、掌握对多维图像处理的相关技能，理解多维图像的相关性质 3、熟悉Help 命令的使用，掌握对相关函数的查找，了解Demos下的MATLAB自带的原函数文件。 4、熟练掌握部分绘图函数的应用，能够处理多维图像。 二、实验条件 MATLAB调试环境以及相关图像处理的基本MATLAB语句，会使用Help命令进行相关函数查找 三、实验内容 1、nddemo.m函数文件的相关介绍 Manipulating Multidimensional Arrays MATLAB supports arrays with more than two dimensions. Multidimensional arrays can be numeric, character, cell, or structure arrays. Multidimensional arrays can be used to represent multivariate data. MATLAB provides a number of functions that directly support multidimensional arrays. Contents ： ●Creating multi-dimensional arrays 创建多维数组 ●Finding the dimensions寻找尺寸 ●Accessing elements 访问元素 ●Manipulating multi-dimensional arrays操纵多维数组 ●Selecting 2D matrices from multi-dimensional arrays从多维数组中选择二维矩 阵 (1)、Creating multi-dimensional arrays Multidimensional arrays in MATLAB are created the same way as two-dimensional arrays. For example, first define the 3 by 3 matrix, and then add a third dimension. The CAT function is a useful tool for building multidimensional arrays. B = cat(DIM,A1,A2,...) builds a multidimensional array by concatenating（联系起来）A1, A2 ... along the dimension DIM. Calls to CAT can be nested（嵌套）. (2)、Finding the dimensions SIZE and NDIMS return the size and number of dimensions of matrices. (3)、Accessing elements To access a single element of a multidimensional array, use integer subscripts（整数下标）. (4)、Manipulating multi-dimensional arrays 实验报告 实验项目名称MATLAB绘图 所属课程名称MATLAB及应用 实验类型上机实验 实验日期2014-04 -16 指导教师盛义发 班级2013级研究生 学号2013XXXXXXXXX 姓名XXXXXX 成绩 一、实验名称 MATLAB绘图 二、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）掌握绘制图形的辅助操作 三、实验原理 1. 绘制二维图形的常用函数 plot函数绘制二维曲线，常用格式有： plot(x)：缺省自变量的绘图格式，x可为向量或矩阵。 plot(x, y)：基本格式，x和y可为向量或矩阵。 plot(x1, y1, x2, y2,…)：多条曲线绘图格式，在同一坐标系中绘制多个图形。 plot(x, y, ‘s’)：开关格式，开关量字符串s设定了图形曲线的颜色、线型及标示符号。 2. 绘制三维图形的常用函数 （1）三维曲线图——plot3函数 plot3(x1, y1, z1, 's1', x2, y2, z2, 's2'…) （2）三维网格图——mesh函数为数据点绘制网格线： mesh(z) —— z为n×m的矩阵，x与y坐标为元素的下标位置 mesh(x, y, z) —— x, y, z分别为三维空间的坐标位置 （3）三维曲面图——由surf函数完成的，用法和mesh类似。 3. 绘制图形的辅助操作 title ——给图形加标题 xlable ——给x轴加标注 ylable ——给y轴加标注 text ——在图形指定的任意位置加标注 gtext ——利用鼠标将标注加到图形任意位置 grid on ——打开坐标网格线 Matlab通信原理仿真 学号： 2142402 姓名：圣斌 实验一Matlab 基本语法与信号系统分析 一、实验目的： 1、掌握MATLAB的基本绘图方法； 2、实现绘制复指数信号的时域波形。 二、实验设备与软件环境： 1、实验设备：计算机 2、软件环境：MATLAB R2009a 三、实验内容： 1、MATLAB为用户提供了结果可视化功能，只要在命令行窗口输入相应的命令，结果就会用图形直接表示出来。 MATLAB程序如下： x = -pi::pi; y1 = sin(x); y2 = cos(x); %准备绘图数据 figure(1); %打开图形窗口 subplot(2,1,1); %确定第一幅图绘图窗口 plot(x,y1); %以x，y1绘图 title('plot(x,y1)'); %为第一幅图取名为’plot(x,y1)’ grid on; %为第一幅图绘制网格线 subplot(2,1,2) %确定第二幅图绘图窗口 plot(x,y2); %以x，y2绘图 xlabel('time'),ylabel('y') %第二幅图横坐标为’time’,纵坐标为’y’运行结果如下图： 2、上例中的图形使用的是默认的颜色和线型，MATLAB中提供了多种颜色和线型，并且可以绘制出脉冲图、误差条形图等多种形式图： MATLAB程序如下： x=-pi:.1:pi; y1=sin (x); y2=cos (x); figure (1); %subplot (2,1,1); plot (x,y1); title ('plot (x,y1)'); grid on %subplot (2,1,2); plot (x,y2); 卫星轨迹 一．问题提出 设卫星在空中运行的运动方程为： 其中是k 重力系数(k=401408km3/s)。卫星轨道采用极坐标表示，通过仿真，研究发射速度对卫星轨道的影响。实验将作出卫星在地球表面（r=6400KM ，θ=0）分别以v=8KM/s,v=10KM/s,v=12KM/s 发射时，卫星绕地球运行的轨迹。 二．问题分析 1．卫星运动方程一个二阶微分方程组，应用Matlab 的常微分方程求解命令ode45求解时，首先需要将二阶微分方程组转换成一阶微分方程组。若设，则有： 2．建立极坐标如上图所示，初值分别为：卫星径向初始位置，即地球半径：y(1,1)=6400；卫星初始角度位置：y(2,1)=0；卫星初始径向线速度：y(3,1)=0；卫星初始周向角速度：y(4,1)=v/6400。 3．将上述一阶微分方程及其初值带入常微分方程求解命令ode45求解，可得到一定时间间隔的卫星的径向坐标值y(1)向量；周向角度坐标值y(2)向量；径向线速度y(3)向量；周向角速度y(4)向量。 4．通过以上步骤所求得的是极坐标下的解，若需要在直角坐标系下绘制卫星的运动轨迹，还需要进行坐标变换，将径向坐标值y(1)向量；周向角度坐标值y(2)向量通过以下方程转换为直角坐标下的横纵坐标值X,Y 。 5．卫星发射速度速度的不同将导致卫星的运动轨迹不同，实验将绘制卫星分别以v=8KM/s ，v=10KM/s ，v=12KM/s 的初速度发射的运动轨迹。 三．Matlab 程序及注释 1．主程序 v=input('请输入卫星发射速度单位Km/s ：\nv=');%卫星发射速度输入。 axis([-264007000-1000042400]);%定制图形输出坐标范围。 %为了直观表达卫星轨迹，以下语句将绘制三维地球。 [x1,y1,z1]=sphere(15);%绘制单位球。 x1=x1*6400;y1=y1*6400;???????-=+-=dt d dt dr r dt d dt d r r k dt r d θ θθ2)(2 22222θ==)2(,)1(y r y ?????????????**-=**+*-===)1(/)4()3(2)4()4()4()1()1()1()3()4()2() 3()1(y y y dt dy y y y y y k dt dy y dt dy y dt dy ???*=*=)] 2(sin[)1(Y )]2(cos[)1(X y y y y 实验一 MATLAB 及仿真实验（控制系统的时域分析） 一、实验目的 学习利用MATLAB 进行控制系统时域分析，包括典型响应、判断系统稳定性和分析系统的动态特性； 二、预习要点 1、 系统的典型响应有哪些 2、 如何判断系统稳定性 3、 系统的动态性能指标有哪些 三、实验方法 （一） 四种典型响应 1、 阶跃响应： 阶跃响应常用格式： 1、)(sys step ；其中sys 可以为连续系统，也可为离散系统。 2、),(Tn sys step ；表示时间范围0---Tn 。 3、),(T sys step ；表示时间范围向量T 指定。 4、),(T sys step Y =；可详细了解某段时间的输入、输出情况。 2、 脉冲响应： 脉冲函数在数学上的精确定义：0 ,0)(1)(0 ?==?∞ t x f dx x f 其拉氏变换为：) ()()()(1)(s G s f s G s Y s f === 所以脉冲响应即为传函的反拉氏变换。 脉冲响应函数常用格式： ① )(sys impulse ； ② ); ,();,(T sys impulse Tn sys impulse ③ ),(T sys impulse Y = （二） 分析系统稳定性 有以下三种方法： 1、 利用pzmap 绘制连续系统的零极点图； 2、 利用tf2zp 求出系统零极点； 3、 利用roots 求分母多项式的根来确定系统的极点 （三） 系统的动态特性分析 Matlab 提供了求取连续系统的单位阶跃响应函数step 、单位脉冲响应函数impulse 、零输入响应函数initial 以及任意输入下的仿真函数lsim. MATLAB程序设计语言 实 验 报 告 专业及班级___________________ 姓名___________________ 学号___________________ 日期___________________ 实验一 MATLAB 的基本使用 一、 实验目的 1.了解MA TALB 程序设计语言的基本特点，熟悉MATLAB 软件的运行环境； 2.掌握变量、函数等有关概念，掌握M 文件的创建、保存、打开的方法，初步具备将一般数学问题转化为对应计算机模型处理的能力； 3.掌握二维图形绘制的方法，并能用这些方法实现计算结果的可视化。 二、 MATLAB 的基础知识 通过本课程的学习，应基本掌握以下的基础知识： 一. MATLAB 简介 二. MATLAB 的启动和退出 三. MATLAB 使用界面简介 四. 帮助信息的获取 五. MATLAB 的数值计算功能 六. 程序流程控制 七. M 文件 八. 函数文件 九. MATLAB 的可视化 三、上机练习 1. 仔细预习第二部分内容，关于MATLAB 的基础知识。 2. 熟悉MATLAB 环境，将第二部分所有的例子在计算机上练习一遍 3、已知矩阵???? ??????=??????????=123456789,987654321B A 。求A*B ，A .* B ，比较二者结果是否相同。并利用MA TLAB 的内部函数求矩阵A 的大小、元素和、长度以及最大 值。 解：>> A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; >> B=[9 8 7;6 5 4;3 2 1]; >> A*B ans = 30 24 18 84 69 54 138 114 90 >> A.*B ans = 9 16 21 24 25 24 实验二矩阵和数组的操作 一实验环境 MATLAB软件 二实验目的 1.掌握矩阵和数组的一般操作，包括创建、保存、修改和调用等。 2.学习矩阵和数组的加减运算和乘法。 3.掌握对数组中元素的寻访与赋值，会对数组进行一般的操作。三实验内容 1 创建一个5×5矩阵，提取祝对角线以上的部分 2 A=rand(3),B=magic(3),C=rand(3,4),计算A×B×C 3 创建一个3×3矩阵，并求其转置，逆矩阵 4 用两种方法求Ax=b的解（A为4阶随机矩阵，b为4阶列矩阵） 5 创建一个4阶随机矩阵A，计算A3 6 求100-999之间能被21整除的数的个数 7 设有矩阵A和B A=1 2 3 4 5 B=3 0 16 6 7 8 9 10 17 -6 9 11 12 13 14 15 0 23 -4 16 17 18 19 20 9 7 0 21 22 23 24 25 4 13 11 （1）求它们的乘积C=A×B （2）将矩阵C的右下角3×2子矩阵赋给D 8 求解下列方程式 （1）x3-2x+5=0 （2）｛3x1+11x2-2x3=8 X1+x2-2x3=-4 X1-x2+x3=3 9 求微分方程y’’(t)+2y’(t)+2y=0当y（0）=0、y’（0）=1时的解 四实验说明 我在MATLAB中完成实验二矩阵和数组的操作，在这个过程中，我使用了diary命令将我在实验过程中的数据记录，操作记录，心得体会全部储存到了指定文档并有了如上记录。 实验三MATLAB绘图 一实验环境 MATLAB软件 二实验目的 1.掌握MATLAB的基本绘图命令。 2.掌握运用MATLAB绘制一维、二维、三维图形的方法。 3.绘图加以修饰。 三实验内容 1.画出横坐标在（-15，15）上的函数y=cosx的曲线。 补充内容：模拟调制系统的MATLAB 仿真 1.抽样定理 为了用实验的手段对连续信号分析，需要先对信号进行抽样（时间上的离散化），把连续数据转变为离散数据分析。抽样（时间离散化）是模拟信号数字化的第一步。 Nyquist 抽样定律：要无失真地恢复出抽样前的信号，要求抽样频率要大于等于两倍基带信号带宽。 抽样定理建立了模拟信号和离散信号之间的关系，在Matlab 中对模拟信号的实验仿真都是通过先抽样，转变成离散信号，然后用该离散信号近似替代原来的模拟信号进行分析的。 【例1】用图形表示DSB 调制波形)4cos()2cos(t t y ππ= 及其包络线。 clf %%计算抽样时间间隔 fh=1;%%调制信号带宽(Hz) fs=100*fh;%%一般选取的抽样频率要远大于基带信号频率，即抽样时间间隔要尽可能短。 ts=1/fs; %%根据抽样时间间隔进行抽样，并计算出信号和包络 t=(0:ts:pi/2)';%抽样时间间隔要足够小，要满足抽样定理。 envelop=cos(2*pi*t);%%DSB 信号包络 y=cos(2*pi*t).*cos(4*pi*t);%已调信号 %画出已调信号包络线 plot(t,envelop,'r:','LineWidth',3); hold on plot(t,-envelop,'r:','LineWidth',3); %画出已调信号波形 plot(t,y,'b','LineWidth',3); axis([0,pi/2,-1,1])% hold off% xlabel('t'); %写出图例 【例2】用图形表示DSB 调制波形)6cos()2cos(t t y ππ= 及其包络线。 clf %%计算抽样时间间隔 fh=1;%%调制信号带宽(Hz) fs=100*fh;%抽样时间间隔要足够小，要满足抽样定理。 ts=1/fs; %%根据抽样时间间隔进行抽样 MATLAB/Simulink 电力系统建模与仿真 实验报告 姓名：****** 专业：电气工程及其自动化 班级：******************* 学号：******************* 实验一无穷大功率电源供电系统三相短路仿真 1.1 无穷大功率电源供电系统仿真模型构建 运行MATLAB软件，点击Simulink模型构建，根据电路原理图，添加下列模块： （1）无穷大功率电源模块（Three-phase source） （2）三相并联RLC负荷模块（Three-Phase Parallel RLC Load） （3）三相串联RLC支路模块（Three-Phase Series RLC Branch） （4）三相双绕组变压器模块（Three-Phase Transformer (Two Windings)） （5）三相电压电流测量模块（Three-Phase V-I Measurement） （6）三相故障设置模块（Three-Phase Fault） （7）示波器模块（Scope） （8）电力系统图形用户界面（Powergui） 按电路原理图连接线路得到仿真图如下： 1.2 无穷大功率电源供电系统仿真参数设置 1.2.1 电源模块 设置三相电压110kV，相角0°，频率50Hz，接线方式为中性点接地的Y形接法，电源电阻0.00529Ω，电源电感0.000140H，参数设置如下图： 1.2.2 变压器模块 变压器模块参数采用标幺值设置，功率20MVA，频率50Hz，一次测采用Y型连接，一次测电压110kV，二次侧采用Y型连接，二次侧电压11kV，经过标幺值折算后的绕组电阻为0.0033，绕组漏感为0.052，励磁电阻为909.09，励磁电感为106.3，参数设置如下图： 1.2.3 输电线路模块 根据给定参数计算输电线路参数为：电阻8.5Ω，电感0.064L，参数设置如下图： 1.2.4 三相电压电流测量模块 此模块将在变压器低压侧测量得到的电压、电流信号转变成Simulink信号，相当于电压、电流互感器的作用，勾选“使用标签（Use a label）”以便于示波器观察波形，设置电压标签“Vabc”，电流标签“Iabc”，参数设置如下图： 增量调制MATLAB仿真实验 增量调制(DM)实验 一、实验目的 （1）进一步掌握MATLAB的应用。 （2）进一步掌握计算机仿真方法。 （3）学会用MATLAB软件进行增量调制(DM)仿真实验。 二、实验原理 增量调制是由PCM发展而来的模拟信号数字化的一种编码方式，它是PCM的一种特例。增量调制编码基本原理是指用一位编码，这一位码不是表示信号抽样值的大小，而是表示抽样幅度的增量特性，即采用一位二进制数码“1”或“0”来表示信号在抽样时刻的值相对于前一个抽样时刻的值是增大还是减小，增大则输出“1”码，减小则输出“0”码。输出的“1”，“0”只是表示信号相对于前一个时刻的增减，不表示信号的绝对值。 增量调制最主要的特点就是它所产生的二进制代码表示模拟信号前后两个抽样值的差别(增加、还是减少)而不是代表抽样值本身的大小，因此把它称为增量调制。在增量调制系统的发端调制后的二进制代码1和0只表示信号这一个抽样时刻相对于前一个抽样时刻是增加(用1码)还是减少(用0码)。收端译码器每收到一个1码，译码器的输出相对于前一个时刻的值上升一个量化阶，而收到一个0码，译码器的输出相对于前一个时刻的值下降一个量化阶。 增量调制(DM)是DPCM的一种简化形式。在增量调制方式下,采用1比特量化器,即用1位二进制码传输样值的增量信息,预测器是 一个单位延迟器,延迟一个采样时间间隔。预测滤波器的分子系数向量是[0,1],分母系数为1。当前样值与预测器输出的前一样值相比较,如果其差值大于零,则发1码,如果小于零则发0码。 三、实验内容 增量调制系统框图如图一所示,其中量化器是一个零值比较器,根据输入的电平极性,输出为 δ,预测器是一个单位延迟器,其输出为前一个采样时刻的解码样值,编码器也是一个零值比较器,若其输入为负值,则编码输出为0,否则输出为1。解码器将输入1,0符号转换为 δ,然后与预测值相加后得出解码样值输出,同时也作为预测器的输入 输入样值 e n e n =δsgn(e n ) 传输 n ) n n-1+δsgn(e n ) x n + - + + 预测输出 + n-1 + 预测输出 解码样值输出 x n-1 预测输入x n =x n-1+δsgn(e n ) 图一 增量调制原理框图 设输入信号为: x(t)=sin2π50t+0.5sin 2π150t 增量调制的采样间隔为1ms,量化阶距δ=0.4,单位延迟器初始值为0。建立仿真模型并求出前20个采样点使客商的编码输出序列以 解码 编码 二电平量化 单位延迟 单位 延迟 MATLAB 程序设计实验报告 一、实验目的 1. 通过实验熟悉MATLAB 仿真软件的使用方法； 2. 掌握用MATLAB 对连续信号时域分析、频域分析和s 域分析的方法，利用绘图命令绘制出典型信号的波形，了解这些信号的基本特征； 3. 掌握用MATLAB 对离散信号时域分析、频域分析和z 域分析的方法，利用绘图命令绘制出典型信号的波形，了解这些信号的基本特征； 4. 通过绘制信号运算结果的波形，了解这些信号运算对信号所起的作用。 二、实验设备 1. 计算机 ： 2. MATLAB R2007a 仿真软件 三、实验原理 对系统的时域分析 信号的时域运算包括信号的相加、相乘，信号的时域变换包括信号的平移、反折、倒相及信号的尺度变换。 （1）信号的相加和相乘：已知信号)(1t f 和)(2t f ，信号相加和相乘记为 )()(1t f t f =)(2t f +；)()(1 t f t f =)(2t f *。 （2）信号的微分和积分：对于连续时间信号，其微分运算是用diff 函数来完成的，其语句格式为：diff(function,’variable’,n)，其中function 表示需要进行求导运算的信号，或者被赋值的符号表达式；variable 为求导运算的独立变量；n 为求导的阶数，默认值为求一阶导数。连续信号的积分运算用int 函数来完成，语句格式为：diff(function,’variable’,a,b)，其中function 表示需要进行被积信号，或者被赋值的符号表达式；variable 为求导运算的独立变量；a,b 为积分上、下限，a 和b 省略时为求不定积分。 （3）信号的平移、翻转和尺度变换 信号的平移包含信号的左移与右移，信号的翻转包含信号的倒相与折叠，平移和翻转信号不会改变信号)(t f 的面积和能量。信号的尺度变换是对信号)(t f 在时间轴上的变化，可使信号压缩或扩展。)(at f 将原波形压缩a 倍，)/(a t f 将原波形扩大a 倍。 ￥ 对系统频率特性的分析 实验报告 课程名称：控制理论（乙） 指导老师：林峰 成绩：__________________ 实验名称：MATLAB 仿真实验 实验类型：________________同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 实验九 控制系统的时域分析 一、 实验目的： 1．用计算机辅助分析的办法，掌握系统的时域分析方法。 2．熟悉Simulink 仿真环境。 二、实验原理及方法： 系统仿真实质上就是对系统模型的求解，对控制系统来说，一般模型可转化成某个微分方程或差分方程表示，因此在仿真过程中，一般以某种数值算法从初态出发，逐步计算系统的响应，最后绘制出系统的响应曲线，进而可分析系统的性能。控制系统最常用的时域分析方法是，当输入信号为单位阶跃和单位冲激函数时，求出系统的输出响应，分别称为单位阶跃响应和单位冲激响应。在MATLAB 中，提供了求取连续系统的单位阶跃响应函数step ，单位冲激响应函数impulse ，零输入响应函数initial 等等。 二、实验内容： 二阶系统，其状态方程模型为 ? 1x -0.5572 -0.7814 1x 1 = + u ? 2x 0.7814 0 2x 0 1x y = [1.9691 6.4493] +[0] u 2x 四、实验要求： 1．编制MATLAB 程序，画出单位阶跃响应曲线、冲击响应曲线、系统的零输入响应、斜坡输入响应； （1）画出系统的单位阶跃响应曲线； A=[-0.5572 -0.7814;0.7814 0 ]; B=[1;0]; 高频电子线路Matlab 仿真实验要求 1. 仿真题目 （1） 线性频谱搬移电路仿真 根据线性频谱搬移原理，仿真普通调幅波。 基本要求：载波频率为8kHz ，调制信号频率为400Hz ，调幅度为0.3；画出调制信号、载波信号、已调信号波形，以及对应的频谱图。 扩展要求1：根据你的学号更改相应参数和代码完成仿真上述仿真；载波频率改为学号的后5位，调制信号改为学号后3位，调幅度设为最后1位/10。（学号中为0的全部替换为1，例如学号2010101014，则载波为11114Hz ，调制信号频率为114，调幅度为0.4）。 扩展要求2：根据扩展要求1的条件，仿真设计相应滤波器，并获取DSB-SC 和SSB 的信号和频谱。 （2） 调频信号仿真 根据调频原理，仿真调频波。 基本要求：载波频率为30KHz ，调制信号为1KHz ，调频灵敏度32310f k π=??，仿真调制信号，瞬时角频率，瞬时相位偏移的波形。 扩展要求：调制信号改为1KHz 的方波，其它条件不变，完成上述仿真。 2. 说明 （1） 仿真的基本要求每位同学都要完成，并且记入实验基本成绩。 （2） 扩展要求可以选择完成。 1.0 >> ma = 0.3; >> omega_c = 2 * pi * 8000; >> omega = 2 * pi * 400; >> t = 0 : 5 / 400 / 1000 : 5 / 400; >> u_cm = 1; >> fc = cos(omega_c * t); >> fa = cos(omega * t); >> u_am = u_cm * (1 + fa).* fc; >> U_c =fft(fc,1024); >> U_o =fft(fa,1024); >> U_am =fft(u_am, 1024); >> figure(1); >> subplot(321);plot(t, fa, 'k');title('调制信号');grid;axis([0 2/400 -1.5 1.5]); >> subplot(323);plot(t, fc, 'k');title('高频载波');grid;axis([0 2/400 -1.5 1.5]); >> subplot(325);plot(t, u_am, 'k');title('已调信号');grid;axis([0 2/400 -3 3]); >> fs = 5000; >> w1 = (0:511)/512*(fs/2)/1000; >> subplot(322);plot(w1, abs([U_am(1:512)']),'k');title('调制信号频谱');grid;axis([0 0.7 0 500]); >> subplot(324);plot(w1, abs([U_c(1:512)']),'k');title('高频载波频谱');grid;axis([0 0.7 0 500]); >> subplot(326);plot(w1, abs([U_am(1:512)']),'k');title('已调信号频谱');grid;axis([0 0.7 0 500]); 1.1 >> ma = 0.8; >> omega_c = 2 * pi * 11138; >> omega = 2 * pi * 138; >> t = 0 : 5 / 400 / 1000 : 5 / 400; >> u_cm = 1; >> fc = cos(omega_c * t); MATLA仿真实验报告 学院：计算机与信息学院 课程：—随机信号分析 姓名： 学号： 班级： 指导老师： 实验一 题目：编写一个产生均值为1,方差为4的高斯随机分布函数程序, 求最大值，最小值，均值和方差，并于理论值比较。 解：具体的文件如下，相应的绘图结果如下图所示 G仁random( 'Normal' ,0,4,1,1024); y=max(G1) x=mi n(G1) m=mea n(G1) d=var(G1) plot(G1); 实验二 题目：编写一个产生协方差函数为CC)=4e":的平稳高斯过程的程序，产生样本函数。估计所产生样本的时间自相关函数和功率谱密度，并求统计自相关函数和功率谱密度，最后将结果与理论值比较。 解：具体的文件如下，相应的绘图结果如下图所示。 N=10000; Ts=0.001; sigma=2; beta=2; a=exp(-beta*Ts); b=sigma*sqrt(1-a*a); w=normrnd(0,1,[1,N]); x=zeros(1,N); x(1)=sigma*w(1); for i=2:N x(i)=a*x(i-1)+b*w(i); end %polt(x); Rxx=xcorr(x0)/N; m=[-N+1:N-1]; Rxx0=(sigma A2)*exp(-beta*abs(m*Ts)); y=filter(b,a,x) plot(m*Ts,RxxO, 'b.' ,m*Ts,Rxx, 'r'); periodogram(y,[],N,1/Ts); 文件旧硯化）插入（1〕 ZMCD 克闻〔D ］窗口曲） Frequency (Hz) 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 NH---.HP)&UO 二 balj/ 」- □歹 《现代机械工程基础实验》之机械工程控制基础综合实验报告 姓名 学号 班级 山东建筑大学机电工程学院 2012.06.04~06 第一部分 Matlab 编程方法及仿真实验 实验1. 三维曲面的绘制（略） 实验2. 系统零极点绘制例：求部分分式展开式和)(t g 一个线性定常系统的传递函数是 1 5422 3)(2 3 ++++= s s s s s G （1） 使用MATLAB 建立传递函数，并确定它的极点和零点，写出)(s G 的部分分式展开式并绘制 系统的脉冲响应。 实验结果：零点-0.6667 极点-0.8796 + 1.1414i -0.8796 - 1.1414i -0.2408 实验3. 系统的阶跃响应 例. )(s G 的阶跃响应 对例2中由（1）式给出的传递函数)(s G ，增加一个0=s 处的极点，使用impulse 命令绘制其拉普拉斯反变换式曲线，得到阶跃响应图。将该响应与对)(s G 使用step 命令所得到的响应比较，确定系统的DC 增益。利用初值定理和终值定理来校验结果。 实验结果：DC 增益= 2 实验4. 双输入反馈系统单位阶跃响应 考虑一个如图1所示的反馈系统，它既有参考输入也有干扰输入，其中对象和传感器的传递函数是 )12)(15.0(4)(++=s s s G p ，105.01 )(+=s s H 控制器是一个增益为80，有一个在3-=s 处的零点，极点/零点比15=α超前控制器。推导 两个独立的MATLAB 模型，其中一个模型的输入为)(s R ，另一个输入为)(s D 。使用这些模型确定闭环零点和极点，并在同一坐标系内绘制它们的阶跃响应。 D (s ) 图1 具有参考和干扰输入的反馈系统方框图 实验结果： 参考输入的CL 极点：-49.3658 -7.3336 + 7.9786i -7.3336 - 7.9786i -3.4670 参考输入的DC 增益：320 干扰输入的CL 零点：-45 干扰输入的CL 极点：-49.3658 -7.3336 + 7.9786i -7.3336 - 7.9786i -3.4670 干扰输入的DC 增益：4 -20 主题：投资组合问题 指导教师: 阮小娥老师 制作时间：— 学院：机械学院 小组成员：机自07 赵磊 80 机自07 周策 81 机自07 邹业兵 82 目录 一、引言: (3) 二、实验问题： (3) 三、问题分析 (4) （1）、已知和股票有关的一些概念（实验所涉及的理论知识）：4（2）、数学建模： (5) 数学模型： (6) （3）、求解方法： (6) 四、程序设计： (7) 第一步： (7) 第二、三、四步： (7) 第五步： (8) 五、程序运行结果（实验结果）为： (9) 第一步： (9) A股49个周末的收盘价的变化情况 (9) B股49个周末的收盘价的变化情况 (9) C股49个周末的收盘价的变化情况 (10) 第二、三、四步： (10) 第五步： (11) 六、问题的进一步拓展与实验 (12) 实验过程 (12) 1：条件假设 (12) 2：建立模型 (12) 3：模型求解 (13) 程序设计 (14) 程序运行结果 (14) 七、实验的总结与体会： (19) 赵磊： (19) 周策： (19) 邹业兵： (19) 一、引言: 现在社会，随着社会的发展和生产力的提升，人们的生活水平日益提高。人们不仅仅满足于吃饱穿暖，人们对财富的追求也愈来愈强烈，此时股票作为社会化大生产的产物，股票至今已有将近似400年的历史，它的发展与人类经济的发展可以说是和谐统一的，而它集惊险刺激和可能存在的巨额经济效益的特点更是牢牢的牵住了现代人的心，毕竟，在已经不愁衣食的前提下，谁不想像股神巴菲特一样，动动脑筋便收拢全世界的财富呢所以，研究股票自然而然就成了现代人生活中极为重要的一部分。 二、实验问题： 企业（或政府）或个人进行投资的目的是为了取得利润，在现代市场经济中，由于投资环境瞬息万变，任何一项投资的收益总是不能确定的，也就是说具有一定的风险，如何度量收益和风险呢下面给出一个实际问题进行分析： 表9-1给出3只股票（A、B、C股）49个周末的收盘价， MATLAB的实验仿真 目录 实验一MATLAB在控制系统模型建立与仿真中的应用 (1) 实验二典型系统的时域响应分析 (13) 实验三线性控制系统的根轨迹与频域分析 (17) 实验四线性系统的校正 (22) 附录一 MATLAB6.5 控制系统工具箱函数和结构化的控制语句 (30) 附录二 SIMULINK 基本模块介绍 (34) 实验一 MATLAB 在控制系统模型建立与仿真中的应用 一、 MATLAB 基本操作与使用 1. 实验目的 1) 掌握MATLAB 仿真软件的安装及启动，熟悉 MATLAB 工作环境平台。 2) MATLAB 命令窗口，包括工具条以及菜单选项的使用；MATLAB 语言的基本规定，包括数值的表示、变量命名规定、基本运算符、预定义变量以及表达式等。 3) MATLAB 图形绘制功能、M 文件程序设计和线性控制系统传递函数模型的建立等。 2. 实验仪器 PC 计算机一台，MATLAB 软件1套 3. 实验内容 1) MATLAB 的启动 这里介绍MATLAB 装入硬盘后，如何创建MATLAB 的工作环境。 方法一 MATLAB 的工作环境由matlab.exe 创建，该程序驻留在文件夹matlab\bin\ 中。它的图标是 matlab 。只要从<我的电脑>或<资源管理器>中去找这个程序，然后双击此图标，就会自动创建如图1所示的MATLAB6.5 版的工作平台 。 图1 在英文Windows 平台上的MATLAB6.5 MATLAB 工作平台 方法二 假如经常使用MATLAB ，则可以在Windows 桌面上创建一个MATLAB 快捷方式图标。具体办法为： 把<我的电脑>中的 matlab 图标用鼠标点亮，然后直接把此图标拖到Windows 桌面上即可。此后，直接双击Windows 桌面上的matlab 图标，就可建立图1所示的 MATLAB 工作平台。 2) MATLAB 工作环境平台 桌面平台是各桌面组件的展示平台，默认设置情况下的桌面平台包括 6 个窗口，具体如下： ① MATLAB 窗口 Command Window 基于MATLAB的系统仿真实验 实验指导书 新乡学院 二○○八年三月 说明 MATLAB是MATrix LABoratory的缩写，是一种基于矩阵的数学与工程计算系统，可以用作动态系统的建模与仿真。研究系统的结构和参数的变化对系统性能的影响可利用MATLAB强大的计算和作图功能，因此本实验采用MATLAB仿真研究连续控制系统和离散控制系统的性能分析过程。通过该实验提高学生对控制系统的分析与设计能力，加深对《自动控制原理》课程内容的理解。 由于学时有限，该实验由同学们参考有关MATLAB应用的书籍利用课后时间完成。 第一部分 基于MATLAB 连续系统的仿真 一、 实验目的 在研究系统的结构和参数的变化对系统性能的影响时，采用解析和作图的方法比较麻烦，而且误差也大，用MATLAB 仿真实现则简单方便，精度高。本实验采用MATLAB 实现控制系统的数学描述、控制系统的时域分析及根轨迹和频率特性分析。通过该实验，加深学生对系统阶次，型号，参数与系统性能的关系的理解。 二、实验环境 在计算机Windows 环境下安装好MATLAB6.3以上版本后，双击MATLAB 图标或成“开始”菜单打开MATLAB ，即可进入MATLAB 集成环境。 三、MATLAB 应用实例 1．拉氏变换和反变换 例 求22)(2++=t t t f 的拉氏变换 解 键入 syms s t; ft=t^2+2*t+2; st=laplace(ft,t,s) 运行结果为 st= 2/s^3+2/s^2+2/s 例 求) 2)(34(6 )(2 ++++= s s s s s F 的拉氏反变换 解 键入 syms s t; Fs=(s+6)/(s^2+4*s+3)/(s+2); ft=ilaplace(Fs,s,t) 运行结果为 ft= 3/2*exp(-3*t)+5/2*exp(-t)-4*exp(-2*t) 2。求根运算 例 求多项式 43)(2 3 ++=s s s p 的根，再由根建多项式。 解 键入 p=[1 3 0 4]; r=root(p) 运行结果为 r= -3.3553 0.1777+1.0773i 1.7777-1.0773i 实验报告 实验课程MATLAB实验 学院电子与信息工程学院 专业电子信息工程 班级电子 1404 姓名祝东喜 指导教师许大毛 实验六MATLAB数据可视化 一、实验目的 掌握MATLAB二维、三维图形绘制，掌握图形属性的设置和图形修饰；掌握图像文件的读取和显示。 二、实验内容 （１）、二维图形绘制 （２）、三维曲线和三维曲面绘制 （３）、图像文件的读取和显示 三、实验步骤 １、二维图形绘制 （1）二维图形绘制主要使用函数plot x=linspace(0,2*pi,100) y1=sin(x) ; plot(x,y1) hold on％保持原有图形 y2=cos(x) plot(x,y2) （2）函数plo t的参数也可以是矩阵 x=linspace(0,2*pi,100) y1=sin(x) y2=cos(x) A=[y1;y2]’;％把矩阵转置B=[x;x]; Plot(B,A) （3）选用绘图线和颜色 plot(x,y1,'g+',x,y2,'r:') grid on％添加网络线 （４）添加文字标注 title('正弦曲线和余弦曲线') ylabel('幅度') xlabel('时间') legend('sin(x)','cox(x)') gtext('\leftarrowsinx') （５）修改坐标轴范围axis equal axis normal axis ([0 pi 0 1.5]) （６）子图和特殊图形绘制subplot(2,2,1) t1=0:0.1:3; y1=exp(-t1); bar(t1,y1); subplot(2,2,2) t2=0:0.2:2*pi; y2=sin(t2); stem(t2,y2);现代信号处理Matlab仿真——例611
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