MATLAB仿真作业

1、Matlab语言及其在控制与仿真中的应用仿真实验与作业任课教师 杨 惠 珍 学生姓名 项 志 杰 班 级 11205-6 学 号 2011200872a=rand(5,6)b=a(1,3)c=a(4,2)d=a(:,1)e=a(4,:)i,j=find(a>0.5)运行结果：a = 0.9501 0.7621 0.6154 0.4057 0.0579 0.2028 0.2311 0.4565 0.7919 0.9355 0.3529 0.1987 0.6068 0.0185 0.9218 0.9169 0.8132 0.6038 0.4860 0.8214 0.7382 0.4103 0

2、.0099 0.2722 0.8913 0.4447 0.1763 0.8936 0.1389 0.1988b = 0.6154c = 0.8214d = 0.9501 0.2311 0.6068 0.4860 0.8913e = 0.4860 0.8214 0.7382 0.4103 0.0099 0.2722i = 1 3 5 1 4 1 2 3 4 2 3 5 3 3j = 1 1 1 2 2 3 3 3 3 4 4 4 5 6A=1 -1;2 5;I=eye(2,2);B=2*A4-12*A3+19*A2-29*A+37*I;F=inv(B)运行结果：F = 0.3043 0.0435

3、 -0.0870 0.1304syms x1 x2 x3 tdiff_equ1='Dx1=-x1+x2'diff_equ2='Dx2=-4*x1+3*x2'diff_equ3='Dx3=-8*x1+8*x2-x3'x1,x2,x3=dsolve(diff_equ1,diff_equ2,diff_equ3,'t')运行结果：x1 = exp(t)*(C2+C3*t) x2 = exp(t)*(2*C2+2*C3*t+C3)x3 = 4*C2*exp(t)+4*C3*exp(t)*t+2*C3*exp(t)+exp(-t)*C1AA=

4、1 -1;0 2;BB=-3 4;1 0;CC=1 3;-2 2;XX=lyap(AA,BB,-CC)运行结果：XX = 0 2.0000 1.0000 -1.0000t1=-10:0.01:10;t2=10:0.001:20;y1=-t1+5;y2=(1+t2).*sin(t2);plot(t1,y1);hold on;plot(t2,y2);hold off运行结果：自定义函数建立一个lorenz.m文件：function dx=lorenz(t,x)dx=zeros(3,1);dx(1)=-8*x(1)/3+x(2)*x(3);dx(2)=-10*x(2)+10*x(3);dx(3)=-

5、x(1)*x(2)+28*x(2)-x(3);end求解如下：t,x=ode45(lorenz,0,100,0;0;0.001);figure(1)plot(t,x(:,1)figure(2)plot(t,x(:,2)figure(3)plot(t,x(:,3)figure(4)plot3(x(:,1),x(:,2),x(:,3)运行结果：A=-1 1 0;0 -1 -3;-1 -5 -3;B=0 0;1 0;0 1;C=0 -1 0;D=1 -5;sys1=ss(A,B,C,D);sys2=tf(sys1)运行结果：Transfer function from input 1 to outp

6、ut:s3 + 4 s2 - 12 s - 18-s3 + 5 s2 - 8 s - 15 Transfer function from input 2 to output:-5 s3 - 25 s2 + 43 s + 78- s3 + 5 s2 - 8 s 15s=tf('s')Gc=0.48*(1+1/(1.814*s)+0.4353*s/(1+0.04353*s);G=10/(s+1)3;s1=Gc*Gsys=feedback(s1,1)sys1=ss(sys)sys2=zpk(sys)运行结果：Transfer function:s Transfer function:

7、 4.169 s2 + 8.916 s + 4.8-0.07896 s5 + 2.051 s4 + 5.679 s3 + 5.521 s2 + 1.814 s Transfer function: 4.169 s2 + 8.916 s + 4.8-0.07896 s5 + 2.051 s4 + 5.679 s3 + 9.69 s2 + 10.73 s + 4.8 a = x1 x2 x3 x4 x5 x1 -25.97 -8.99 -3.835 -2.123 -0.9498 x2 8 0 0 0 0 x3 0 4 0 0 0 x4 0 0 2 0 0 x5 0 0 0 1 0 b = u1 x

8、1 2 x2 0 x3 0 x4 0 x5 0 c = x1 x2 x3 x4 x5 y1 0 0 0.825 0.8821 0.4749 d = u1 y1 0 Continuous-time model. Zero/pole/gain: 52.8 (s2 + 2.139s + 1.151)-(s+23.08) (s2 + 2.136s + 1.148) (s2 + 0.7609s + 2.294) g11=tf(0.1134,1.78 4.48 1,'ioDelay',0.72);g12=tf(0.924,2,07 1);g21=tf(0.3378,0.361 1.09 1

9、,'ioDelay',0.3);g22=tf(-0.318,2.93 1,'ioDelay',1.29);G=g11 g12;g21 g22;step(G)t=1:0.1:15;u1=1-exp(-t).*sin(3*t+1);u2=sin(t).*cos(t+2);u=u1',u2'lsim(G,u,t)运行结果：实验2 利用SIMULINK进行制导弹道仿真实验目的利用Simulink进行仿真建模，通过以鱼雷追踪目标的制导弹道仿真过程，初步掌握系统数学仿真方法。实验内容K-q测量噪声- 目标模型鱼雷模型图5 系统的结构框图其中目标模型为：式中，

10、分别为目标弹道偏角、回旋角速度、纵向距离和侧向距离；假设：当时，弧度，目标做匀速运动；当时，目标开始做回旋运动；其鱼雷模型为：式中，分别为鱼雷的侧滑角、回旋角速度、直舵角、航向角、弹道偏角、速度，地面坐标系中的X轴和Z轴坐标。Vm=25m/s。鱼雷与目标的相对距离为，。q为地球视线角，为雷体系中的提前角。操舵规律。终端脱靶量定义为鱼雷模型仿真初值为：。目标模型仿真初值为：实验步骤由图5所示的系统控制结构图可知，该系统大致可以分为三个部分：目标模型，鱼雷模型以及观察模块。1.根据目标模型和鱼雷模型的数学方程组，调用Simulink工具箱模块库中的所需模块建立目标模型和鱼雷模型。2.根据系统结构框

11、图完成整个系统仿真模型的搭建，如图6 所示。3.设置各模块的参数，并按照题目给定的初值条件设置好各模块的初值。4.设置仿真器的参数，这里选择起始时间为0s，终止时间为100s，变步长解法器ode45，最大步长为0.05，最小步长自动调整。5.对已经建立好的系统仿真模型进行运行调试，并对仿真结果进行分析。图6 系统仿真模型结构图图7 目标的弹道曲线图8 鱼雷追踪曲线为了绘制绘制鱼雷跟踪弹道曲线，运行以下程序代码：plot(xe,ze)hold onplot(xt,zt)图9 鱼雷跟踪弹道曲线实验结果分析由上图可以发现利用Simulink建立系统仿真模型可以实现鱼雷跟踪目标的功能，达到了预期的目的，验证了实验的正确性。与此同时，由图9可以发现鱼雷跟踪目标后还会继续运行，与实际情况并不相符，为了更好的绘制绘制鱼雷跟踪弹道曲线，仿真结构图中结合了stop模块用来使终端脱靶量即终端时刻所对应的最小距离,以