计算机仿真实验指导书matlab初步.doc

计算机仿真实验指导书实验一 matlab初步一、 实验目的初步数熟悉 matlab 工作环境，熟悉命令窗口，学会使用帮助窗口查找帮助信息从数组及其运算入手，进行简单的matlab程序编制。二、 实验内容1） 熟悉 matlab 平台的工作环境。2） 熟悉 matlab 的 5 个工作窗口。command windows （命令窗口） workspace （工作空间窗口） command history （命令历史记录窗口）current directory （当前目录窗口）help windows （帮助窗口）3） 指令初步在命令窗口输入 x=1 y=1 2 3;4 5 6;7 8 9 z1=1:10,z2=1:2:5; 查看输出结果并且who who where what等查看输出结果4） 自己举例，完成对 eye, ones, zeros, magic, linspace, logspace 等函数的实验。5） 基本运算：设a= 1,-2,3; 4,5,9; 6,3,-8, b= 2,6,1; -3,2,7; 4,8,-1(1)求a.*b (2)求a.2 (3)求 2-a (4)求a(1:2,2:3) 6）求100，999之间能被 21 整除的数的个数。 提示：先利用冒号表达式，再利用 find 和 length 函数。7）建立一个字符串向量，删除其中的大写字母。 提示：利用 find 函数和空矩阵。实验二 matlab编程基础一、实验目的 1、 掌握利用 if 语句设计程序的方法。 2、 掌握利用 while、for 及 switch 语句实现循环结构的方法。3、 熟悉利用向量运算来代替循环操作的方法。4、掌握绘制二维图形的常用函数。 二、实验内容 1、 用 magic(6)产生一矩阵，用 for 循环指令求解其所有元素的和。2、一个三位整数各位数字的立方和等于本身则称该数为水仙花数。试输出全部水仙花 数。 （1） 用循环结构实现。 （2） 用向量运算来实现。 提示：全部三位数组成向量 m；分别求 m 各元素的个位、十位、百位数字，组成向量 m1、m2、m3；向量 n=m1.*m1.*m1+m2.*m2.*m2+m3.*m3.*m3；向量 k=m-n；显然 k 中 0 元素的序号即 m 中水仙花数的序号。 3.已知 y1 = x 2 , y 2 = cos(2 x ), y3 = y1 * y 2 ，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）以子图形式绘制 3 条曲线（3）分别以条形图、阶梯图、直方图和填充图绘制 3 条曲线。4绘制极坐标曲线 = a sin (b + n )5. 要求：定义一个函数文件，然后在命令文件中调用该函数文件。函数文件的调用格 式为 myrot(a,t)，其中 a 在调用前为原矩阵，调用后为经旋转后的矩阵，t 确定是 左旋还是右旋，当 t=1 时为左旋，t=-1 时为右旋，t 为其他值时显示出错信息。 （提 示：先将 a 转置，再作上下翻转，则完成左旋 90度；若将 a 转置后作左右翻转，则完 成右旋 90度） 。实验三 系统建模与时域频域仿真一、 实验目的1、 掌握 matlab 中一阶线性系统建模方法，以及系统对单位脉冲和单位阶跃的响应。2、 掌握matlab时域仿真的分析方法。3、 掌握matlab频域仿真的分析方法。二、 实验内容1. 已知系统的传递函数为写出系统的状态方程。2.用matlab建立系统传递函数模型3.用matlab建立系统零极点增益模型 图1质量-弹簧-阻尼机械系统4. 对如图所示的质量-弹簧-阻尼机械系统，其中质量块质量为m，弹簧刚度为k，阻尼器阻尼系数为b，f(t)为作用力，x(t)为质量块位移。(1) 写系统的状态方程和输出方程；(5分)(2) 用matlab语句建立系统的状态空间模型，并把状态空间模型转化为零极点增益模型和传递函数模型。（5分）图25 对图所示的反馈系统进行单位阶跃响应和方波响应仿真（方波周期为10s），要求：（1）利用matlab模型连接函数求出系统闭环传递函数，并求系统的闭环零极点增益模型和状态空间模型，利用impulse函数求系统的上述的三个闭环模型进行响应仿真； （2）利用gensig函数产生方波信号，利用lsim函数求方波响应。6. 已知系统的传递函数如下，请用matlab语言编程建立系统传递函数模型，并求： 该系统的单位阶跃响应； 输入函数为u=sin(t)时的响应（正弦输入信号,时间20秒,采样周期0.2）； 绘出系统的波德图（bode）。实验报告实验项目名称 实验成绩实 验 者 专业班级组 别同 组 者 实验日期 年 月 日一.实验目的二实验内容三