MATLAB程序设计期末大作业.docx

MATLAB程序设计期末大作业姓 名： 班 级：学 号：指导教师：题目1给定如图1所示的单位负反馈系统。 图1在系统中分别引入不同的非线性环节（饱和、死区、与滞环），观察系统的阶跃响应，并且分析比较不同的非线性环节对系统性能的影响。解：1、利用MATLAB中的simulink工具箱，对题设控制系统进行建模，如图1 所示。则没有任何非线性环节的系统，其阶跃响应曲线如图2 所示。 图2 2、 在系统中加入饱和非线性环节，系统框图如图3所示。其中，饱和非线性环节的输出上限为0.1，输出下限为-0.1；阶跃信号幅值为1。 图3 利用simulink进行仿真，得到的阶跃响应曲线如图4所示。 图4为了比较当饱和非线性环节输出上下限变化时系统阶跃响应的不同，可以利用simulink中的to workspace模块，将多次仿真的结果记录到工作空间的不同数组中，并且绘制到同一幅图像上。此时，系统框图如图5所示。 图5 将4种情况下系统的阶跃响应曲线绘制在同一幅图像中，代码如下： plot(tout,out2); plot(tout,out2); hold on; grid on; gtext(0.1); plot(tout,out1); plot(tout,out3); gtext(0.2); plot(tout,out4); gtext(0.5);运行程序，结果如图6所示。 图6 从图6中可以看出：当饱和非线性环节的输出范围较窄时，系统的阶跃响应速度较慢，上升时间长；同时，超调量较小，振荡不明显;随着输出范围的扩大，系统的响应速度加快，上升时间大大减小，同时伴有显著的振荡。这是因为饱和环节会对信号起到限幅作用；不难想象，限制作用越强，系统的输出越不容易超调，响应也会越慢，这从图6也可以看出这一趋势。题目2MATLAB程序设计课程总结和体会MATLAB的课就上了几个星期就上完了，虽然时间有点匆忙，但是每次老师都给我们详细讲解，并做好演示，而且每次上实验课都对理论课学的理论知识都进行了温习，所以我随着对MATLAB的学习的深入，我对其了解也更加深入。 首先我了解到MATLAB是美国Mathworks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件它在数学类科技应用软件中在数值方面首屈一指。MATLAB语言有不同于其它高级语言的特点，被称为第四代计算机语言。正如第三代计算机语言如Fortran语言与C语言等使人们摆脱了对计算机硬件的操作一样，MATLAB语言使人们从繁琐的程序代码中解放出来其次我了解到MATLAB作为当今世界上应用最广泛的数学软件，具有非常强大的数值计算、数据分析处理、系统分析、图形显示甚至符号运算的功能。已经在如生物工程，图像处理，语音处理，雷达探空，声呐探水，地震探地，以及控制论，系统论等各个领域得到广泛的应用。它是一个完整的数学平台，在这个平台上，用户只需寥寥数语就可以完成十分复杂的功能，大大提高了工程分析计算、图像处理的效率。再次我了解到由于MATLAB具有以下优点：(1)以复数矩阵或数组为数据单元进行运算，可直接处理矩阵或数组；(2)语言结构紧凑，内涵丰富，编程效率高，用户使用方便；(3)有大的绘图功能。用户只需一条或几条语句可方便的给出复杂的二维、三维图形；(4)含有丰富的内部函数，可直接调用而不需另行编程，如用来求解微分方程或微分方程组的dsolve函数、求解线性方程组的solve函数；(5)带有Simulink动态模拟工具及toolbox等其他功能，可方便地生成模拟模型；(6)便于系统扩充，通过M文件形式，共享C、Fortran等语言的资源；所以让我们在应用matlab语言编程的方法来对复杂电路进行分析和计算，不仅节约计算时间、方便地调试电路参数，而且还可以非常直观地观察和测量电路中的电压、电流和功率等物理量。结论表明，matlab提供了高效简洁的编程方法，其强大而简易的绘图功能、矩阵和数组运算能力以及很强的扩充性，能充分的满足基本电路分析、计算的需要，从而可以大大地提高计算精度和工作效率，在电路理论学科研究与工程实践中具有很好的应用价值。然而这些知识的都是MATLAB的理论上的认识，对MATLAB最重要的认识和印象还是通过做实验认识的，其实学习像MATLAB这种仿真工具，最重要的还是要动手，所以之前每次做实验都让我对在课堂上学的理论知识有了更深刻的理解，而且大大增高了我学习的兴趣，所以让我学起来更加容易，而且也大大提高我做仿真的熟练程度和对similink等工具的熟悉程度，所以在做大作业的时候还是比较轻松的。我知道我现在了解和学习的还只是皮毛，MATL