《Matlab程序设计》课程考核任务.doc

.（一）假设从实际自然界（力学、电学、生态等）或社会中，抽象出有初始状态为0 的二阶微分方程x+0.2x+0.4x=0.2u(t),u(t)是单位阶跃函数。1、应用dsolve指令求解微分方程（记录结果），并用ezplot指令绘出微分方程解的曲线图形，效果如图1所示。图 12、应用Laplace变换与反变换求解微分方程（记录结果），并用ezplot指令绘出微分方程解的曲线图形，效果如图2所示。将两者结果进行比较。图 23、用积分器直接构搭模型求解微分方程（记录结果）。并利用存储到工作空间的数据来绘制微分方程解的曲线图形，效果如图3所示。将三者结果进行比较。图 3（二）绘制二阶系统阶跃响应y=1-e-tcost，综合演示图形标识。效果如图4所示。图 4（三）用彩带绘图指令ribbon ，绘制归一化二阶系统G（s2+2s+1）-1在不同值时的阶跃响应，效果如图5所示。提示：（1）程序中要使用Control Toolbox 中的两个指令tf 和step 。tf 是一个“对象”。（2）本任务需构作的S是一个单输入8输出系统，作用于该S的step 指令也将在一次调用中产生8个子系统的阶跃响应。（3）为了得到较好的表现效果，应采用视角、明暗、色图、光照控制。（4）为使程序有一定通用性，图例应采用元胞数组生成。（5）“ t ”中的斜向箭头无法由指令生成，而是直接通过“图形窗”编辑来实现。（6）本程序应有通用性。只要修改阻尼系数的设定，就可获得相应的彩带图形。图 5（四）对于传递函数为的归一化二阶系统，制作一个能绘制该系统单位阶跃响应的图形用户界面。提示：图形界面的大致生成过程如图6图10所示，包括静态文本、编辑框的生成以及坐标方格控制键的形成。图 6图 7图 8图 9图 10（五）目标：制作演示“归一化二阶系统单位阶跃响应”的交互界面。在该界面中，阻尼比可在0.02,2.02中连续调节，标志当前阻尼比值；可标志峰值时间和大小；可标志（响应从0 到0.95 所需的）上升时间。效果如图11所示。提示：应涉及以下主要内容：（A）静态文本的创建和实时改写。（B）滑动键的创建；Max 和Min 的设置；Value 的设置和获取。（C）检录框的创建；Value 的获取。（D）受多个控件影响的回调操作。图 11（六）使用guide 来创建一个如图12所示的图形用户界面。该界面应具有如下功能：（1）在编辑框中，可输入表示阻尼比的标量或“行数组”数值，并在按【Enter】键后，在轴上画出相应的蓝色曲线。坐标范围：X 轴0, 15；Y 轴0, 2。（2）在点击【Grid on】或【Grid off】键时，在轴上画出或删除“分格线”；缺省时，无分格线。（3）在菜单【Options】下，有2个下拉菜单项【Box on】和【Box off】；缺省时为Box off状态。（4）所设计的界面和其上图形对象、控件对象都按比例缩放。图 12设计步骤：步骤一：如图13所示。图 13步骤二：如图14所示。图 14步骤三：如图15所示。图 15步骤四：如图16所示。图 16步骤五：编写程序代码。步骤六：如图17所示。图 17（七）制作红色小球沿一条带封闭路径的下旋螺线运动的实时动画。效果如图18所示。要求编写m文件，调用该m文件时可以设定小球的循环运动次数。图 18要求：1、自由组合三人一组完成全部任务，在成果报告中指出各