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matlab辅助分析与设计指导书 一、实验目的 1、掌握Matlab软件使用的基本方法； 2、熟悉Matlab的数据表示、基本运算和程序控制语句 3、熟悉Matlab绘图命令及基本绘图控制 4、熟悉Matlab程序设计的基本方法 二、实验内容 1、帮助命令使用help命令，查找sqrt（开方）函数的使用方法； 2、矩阵运算 （1）矩阵的乘法已知A=12;34;B=55;78;求A2*B （2）矩阵除法已知A=123;456;789;B=100;020;003;AB,A/B （3）矩阵的转置及共轭转置已知A=5+i,2-i,1;6*i,4,9-i;求A.,A （4）使用冒号选出指定元素已知A=123;456;789;求A中第3列前2个元素；A中所有列第2，3行的元素；方括号用magic函数生成一个4阶魔术矩阵，删除该矩阵的第四列 3、多项式 （1）求多项式42)(3?=x x x p的根 （2）已知A=1.2350.9;51.756;3901;1234，求矩阵A的特征多项式;求特征多项式中数为20时的值；MATLAB辅助分析与设计实验指导书2把矩阵A作为数代入到多项式中； 4、基本绘图命令 （1）绘制余弦曲线y=cos(t)，t0，2 （2）在同一坐标系中绘制余弦曲线y=cos(t-0.25)和正弦曲线y=sin(t-0.5)，t0，2 5、基本绘图控制绘制0，4区间上的x1=10sint曲线，并要求 （1）线形为点划线、颜色为红色、数据点标记为加号； （2）坐标轴控制显示范围、刻度线、比例、网络线 （3）标注控制坐标轴名称、标题、相应文本； 6、基本程序设计 （1）编写命令文件计算1+2+?+n?=?其中u(t)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，仿真时间0=0t50r，幅值裕量dB kg10，试确定串联校正装置。 2、设有一单位负反馈系统的开环传递函数为)125.0)(1()(0+=sssks G要求系统的稳态速度误差系数)/1(5s kv=，相位裕量40r，幅值裕量dB kg10，试确定串联校正装置。 3、设有单位负反馈系统，其开环传递函数为)15.0)(1()(0+=sssksG其设计要求110?=s Kv，相位裕量为50度，幅值裕量为10dB，试确定超前滞后串联校正装置，以满足性能指标要求。 三、实验报告要求编写实验内容中的相关程序在计算机中运行，程序、运行结果及相关图形一并写在报告上。 MATLAB辅助分析与设计实验指导书10实验七状态反馈系统的计算机辅助设计的 一、实验目的 1、掌握用MATLAB实现系统状态反馈、状态观测器及带状态观测器的状态反馈系统方法 2、掌握用MATLAB实现状态反馈的线性二次型最优控制器设计容 二、实验内容 1、已知系统的状态方程为ux x?+?=?111101101112采用状态反馈，将系统的极点配置到-1，-2，-3，求状态反馈矩阵K 2、上例所示系统，实际上只有一个不稳定极点1，若仅将此极点配置到-5，试采用部分极点配置方法对其进行配置。 3、已知开环系统?=+=?Cx ybuAx x其中?=6116100010A，?=100b，001=C设计全维状态观测器，使观测器的闭环极点为5,322?j 4、设开环系统?=+=?Cx ybuAx x其中?=6116100010A，?=100b，001=C设计降维状态观测器，使闭环极点为322j? 5、已知开环系统?=?+?=?x yuxx011006.xx设计状态反馈，使闭环极点为4.28.1j?，而且状态不可量测；设计状态观测器使其闭环极点为-8，- 86、已知系统的状态空间表达式为?=?+?=?xyuxx0011003xx0010，MATLAB辅助分析与设计实验指导书11试求使得性能指标+=0)(dt Ruu Qxx JTT为最小的最优控制Kx u?=的反馈增益矩阵K，其中?=10001000100Q，1=R 三、实验报告要求编写实验内容中的相关程序在计算机中运行，程序、运行结果及相关图形一并写在报告上。 MATLAB辅助分析与设计实验指导书12实验八连续系统的数字仿真 一、实验目的 1、掌握四阶龙格-库塔法系统仿真的方法； 2、掌握面向结构图仿真的方法与步骤； 3、熟悉仿真程序的编写方法； 二、实验内容 1、SISO系统的传递框图如图所示，试编写程序用四阶龙格-库塔法对系统进行仿真，求系统输出y的动态响应 2、某一系统由四个典型环节组成，如图所示，求输出量y的动态响应。 三、实验报告要求编写实验内容中的相关程序在计算机中运行，程序、运行结果及相关图形一并写在报告上。 MATLAB辅助分析与设计实验指导书13实验九连续系统按环节离散化的数字仿真 一、实验目的 1、掌握常用非线性环节的表示方法； 2、掌握按环节离散的数字化仿真步骤及方法； 3、熟悉仿真程序的编写方法； 二、实验内容已知非线性系统的结构图如图，编写程序，求输出量y的动态响应。 三、实验报告要求编写实验内容中的相关程序在计算机中运行，程序、运行结果及相关图形一并写在报告上。 MATLAB辅助分析与设计实验指导书14实验十采样控制系统的数字仿真 一、实验目的 1、掌握数字控制器的实现方法； 2、掌握连续部分的程序实现方法； 3、熟悉仿真程序的编写方法。 二、实验内容已知采样系统如图所示，编写MATLAB程序求系统的输出响应。 三、实验报告要求编写实验内容中的相关程序在计算机中运行，程序、运行结果及相关图形一并写在报告上。 MATLAB辅助分析与设计实验指导书15实验十一直流调速系统仿真与设计 一、实验目的 1、掌握连续部分的程序实现方法； 2、熟悉仿真程序的编写方法。 二、实验内容一转速、电流双闭环控制的H型双极式PWM直流调速系统，已知电动机参数为NP=200W，NU=48V，NI=3.7A，Nn200r/min=，电枢电阻Ra=6.5欧，电枢回路总电阻R=8欧，允许电流过载倍数2=，电势系数C0.12min/eV r=?，电磁时间常数s Tl015.0=，机电时间常数s Tm2.0=，电流反馈滤波时间常数s Toi001.0=，转速反馈滤波时间常数s Ton005.0=。 设调节器输入输出电压*nm imcmU UU10V=，调节器输入电阻?=k R400。 已计算出电力晶体管D202的开关频率f1kHz=，PWM环节的放大倍数sK4.8=。 试对该