系统仿真报告

1、实验一 MATLAB软件环境与应用基础一、实验目的：1、熟悉MATLAB软件基本操作；2、掌握MATLAB运算基础；3、掌握MATLAB基本绘图方法。二、实验内容：1、用逻辑表达式求下列分段函数的值。12,0 t V 1y = t2 -1, 1 t V 2，其中 t=0:0.5:2.5。12 - 2t +1,2 =0)&(t=1)&(t=2)&(t=5),For n=1:length(i)m(n)=A(i(n),j(n)endm程序运行结果如下：m=758693、1 行 100 列的 Fibonacc 数组 a，a(1)=a(2)=1,a(i)=a(i-1)+a(i-2)，用 for 循环指令

2、来寻求该数 组中第一个大于10000的元素，并指出其位置i。3、n=100;a=ones(1,n);for i=3:na(i)=a(i-1)+a(i-2);if a(i)10000a(i),break;end;end,i程序运行结果如下：ans=10946i=214、根据y =1 + + + + -，求 3 52n -1y=3my=y-f(n)mn=n-1breakendendmymn程序运行结果如下：my=2.9944mn=56实验二MATLAB绘图与数值计算一、实验目的：掌握数值插值与曲线拟合的方法及其应用。掌握求数值导数、数值积分、代数方程数值求解、常微分方程数值求解的方法。掌握定义符号

3、对象、求符号函数极限及导数、求符号函数积分的方法。二、实验内容：1、某气象观测站测得某日烦6： 0018:00之间每隔2h的室内外温度(C)见表4.1.表4.1室内外温度观测结果(C)时间681012141618室内温度t118.020.022.025.030.028.024.0室外温度t215.019.024.028.034.032.030.0试用3次样条插值分别求出该日室内外6:3017:30之间每隔2h各点的近似温度(C)。(1) h=6:2:18;t1=18 20 22 25 30 28 24;t2=15 19 24 28 34 32 30;h1=6.5:2:17.5;t11=inte

4、rp1(h, t1, hl, spline)t22=interp1(h, t2, h1, spline)t11 =18.502020.498622.519326.377530.205126.8178t22 =15.655320.335524.908929.638334.256830.95942、已知lgx在1,101区间10个整数采样点的函数值见表4.2.试求lgx的5次拟合多项式 p(X)，并绘制出lgx和p(x)在1,101区间的函数曲线。表4.2 lgx在10个采样点的函数值x1112131415161718191101lgx01.04141.32221.49141.61281.7076

5、1.78531.85131.90851.95902.0043(2) x=1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101;y=0 1.0414 1.3222 1.4914 1.6128 1.7076 1.7853 1.8513 1.9085 1.9590 2.0043p=polyfit(x,y,5)x1=1:0.5:101;y1=log10(x1);p1=polyval(p, x1)plot(x1, y1, :o, x1, p1, -*)0.0000-0.00000.0001-0.00580.1537-0.1326ln( x + ey)3、求。y项(3) clearfxy=sy

6、m(log(x+exp(y)/sqrt(xA2+yA2)result=limit(limit(fxy,x,1),y,0) fxy =log(x+exp(y)/sqrt(xA2+yA2) result = log(2)4、计算I = Jj f (x)dxdy = jj 2(2- x- y)dxdy，其中D为直线y = x2所围部分。(4) clear syms x yf=(2-x-y)/2;y1=x;y2=xA2;X=solve(x-xA2=0)fdy=int(f,y,xA2,x)I=int(fdy,x,X(1),X(2)X =01fdy =x-5/4*xA2-1/2*x*(x-xA2)+1/4

7、*xA4I =11/1205、求下列变上限积分对变量x的导数：jxa+xdx。(5) clearsyms a x t y1 y2y1=sqrt(a+t)y2=int(y1,t,x,xA2)diff(y2,x)y1 =(a+t)A(1/2)y2 =2/3*(a+xA2)A(3/2)-2/3*(a+x)A(3/2)ans =2*(a+xA2)A(1/2)*x-(a+x)A(1/2)6、求解高阶微分方程y 10y + 9y = m。其中矿(0)=, y(0) = 0(6) clearyl=dsolve(D2y-10*Dy+9*y=exp(2*x),Dy(0)=33/7,y(0)=6/7)yi =ex

8、p(t)*(3/8-l/8*exp(2*x)+exp(9*t)*(27/56+l/72*exp(2*x)+l/9*exp(2*x)7、设方程刀 + 2y + z 2Jxyz = ,确定了函数z = z(x,y),求和。 ox oy(7) clearsyms x y zf=x+2*y-2*sqrt(x*y*z);fx=diff(f,x);fy=diff(f,y);fz=diff(f,z);zx=-fx/fzzx=-fx/fzzy=-fy/fzzx =-(-l+l/(x*y*z)A(l/2)*y*z)*(x*y*z)A(l/2)/x/yzx =-(-l+l/(x*y*z)A(l/2)*y*z)*(

9、x*y*z)A(l/2)/x/yzy =-(-2+l/(x*y*z)A(l/2)*x*z)*(x*y*z)A(l/2)/x/yxy + 乎=08、解方程组，y-z = l o%2 -5x + 6 = 0(8) clearx,y ,z=solve(x*yA2+zA2=0,y-z= l,xA2-5 *x+6)x =2233y =l/3+l/3*i*2 人(1/2)1/3-1/3*遥2人(1/2)l/4+l/4*i*3 人(1/2)1/4-1/4*遥3人(1/2)-2/3+1/3*i*2(1/2)-2/3-1/3*i*2W/2)-3/4+1/4*i*3A(1/2)-3/4-1/4*i*3(1/2)(

10、9)x=6:1:21;y=4 6.4 8.0 8.4 9.28 9.5 9.7 9.86 10 10.2 10.32 10.42 10.5 10.55 10.58 10.6;x1=6:0.5:21;h=interp1(x,y,x1,spline);plot(x,y,:o,x1,h,-r)A=1,2,4,5,7,6; r=roots(A)r =0.4477 + 1.3908i0.4477 - 1.3908i-0.8749 + 1.2992i-0.8749 - 1.2992i-1.1457实验三Simulink仿真应用一、实验目的：1 .熟悉Simulink环境。熟悉建立Simulink仿真框图并

11、进行系统仿真。熟悉编写S函数和M函数对系统进行仿真。二、实验内容：1、Van der Pol方程所描述系统的仿真。设置初始条件尤(0) = x (0) = 0.25,仿真时间t=20s及Van der Pol方程12J + (2 -1) j + J = 0。要求：绘出Simulink仿真模块图并进行仿真得到系统的时间响应和相平面图。编写M函数和M文件得到系统的时间响应和相平面图。编写S函数并绘出S函数仿真框图，仿真得到系统的时间响应和相平面图。TLAB曰回区IEile Edit Dehug Desktop Window HelpD 曲尊苗 | Current Directory: F:WATv

12、 .但Shortcuts 回 How to Add 回 Whats NewCurrent D(?) .;1m1 *日回区All Files zlm.mdl晶 zlml.mdlCurrent DirectiComband Hopen( subpl % 13-1 open( subpl subpl subpl % 13-1 open( subpl subpl subpl subplFile Edi t Vi ew Simulation Format Tools Helpojtl tlie Help menu.GainlReady125%is matching： end-tag .?linkccsl

13、inkinfo. xmlim st ep size. The simulation step size will be limited to be less ta % 13-11-27 下午2:44 % open( F:MATzlm. mdl) subplot (121 )3 plot (t3 zl313 z2)3 % 13-11-27 下午2:47 % open( F:MATzlm. mdl)% 13-11-27 下午2:53 %3 % 13-11-27 下午3:11 %D HaFile Edit V昼苜AHHLIo o -1 -1 o o a o o o i 1 -1 o5dSI c c

14、D D L L M M M F s s s s u Ao: Sim坦坦坦坦坦坦坦坦坦坦坦坦坦坦坦坦AerCDMA EConti olComirnmiIT Graph： ： t ime base. 1Ready日 13-11-27 下open(，F:MAT盗 gtsjRimrnwfSimMecxbi Eli alRep oi tRh：h1-TReal-T】Real-T】KF BlotNeuralModel ILink tcFurzy IEmbeddtEmbeddtEmbeddtEmbeddtEmbeddtEmbeddtDials &3 Window.MATLABMATLAB.file Edit

15、凹iew imlation Format 工 ools HelpDRR 昌 S 财史 9U| Normal*XY GraphIntegratorIntegratorlTo Workspace2oClockTo WorkspaceTo WorkspacelOK/5 0scope XY Graph 新建 Mier. (S)0 f 竣冗L 15:32实验四控制系统分析与仿真一、实验目的：熟悉MATLAB控制系统工具箱。掌握MATLAB控制系统工具箱中进行分析设计的函数命令。了解控制系统的计算机辅助分析与设计方法。二、实验内容：1、设一高阶系统的传递函数为0.00015 3 + 0.0218 + 1.

16、0436s + 9.3599G (s) H (s)=0.0006s3 + 0.0268s 2 + 0.06365s + 6.2711将系统的传递函数模型转换为状态空间模型及零极点增益模型。(1) num=0.0001 0.0218 1.0436 9.3599; den=0.0006 0.0268 0.6365 602711; sys=tf(num,den);sys1=ss(sys)a =x1x2x3x1-44.67-2.072-3832x251200 x305120b =u1x132x20 x30c =x1x2x3y10.90280.09537-19.96d =u1y1 0.1667Conti

17、nuous-time model. sys=zpk(sys)Zero/pole/gain:0.16667 (s+154.3) (s+52.05) (s+11.65) (s+1016) (sA2 - 971.6s + 9.884e005)2、已知二阶系统传递函数为W2当w=1时，试计算阻尼比从0.11时的二阶系统的阶跃响应，并绘制阶跃响应三维网络 曲面图(2) num=1;Y=zeros(200,1);i=0;for bc=0.1:0.1:1den=1,2*bc,1;t=0:0.1:19.9;sys=tf(num,den);i=i+1;Y(:,i)=step(sys,t);end mesh(Y)

18、3、已知一系统的传递函数为、2 $ 4 + 8$ 3 +13$ 2 + 8$ + 2G ($)=$6 + 5$ 5 + 10$ 4 + 10 $ 3 + 5$ 2 + $绘制 Bode 图、Nichols 图、Nyquist 图。 clearcloseclose allnum=0 0 2 8 12 8 2;den=1 5 10 10 5 1 0; sys=tf(num,den)Transfer function:2 sA4 + 8 sA3 + 12 sA2 + 8 s + 2 sA6 + 5 sA5 + 10 sA4 + 10 sA3 + 5、人2 + s bode(sys) figure n

19、ichols(sys), figurenyquist(sys)I .* Figure 1口同阿Eile Edit Yiew Lnsert Tools Desktop Window Help b?qs k qr? 4g 口匡i ,ooII 8Bode Diagramo o o o o o o _u o n- o o o 8 6 4 2 2 4 6 Ou o 9 1 - - - -1-ms剥巨53 (5ds(DwmlldFrequency (rad/sec)MATLAB/ F i gure 1Mi crosoft.1 OK/S 0.03K/S 合|目中四，曾夕14:22Eile Edit Miew

20、Lnsert Tools Desktop Window Help Q #0纹&疗宾匡1 t口I jFieure 1|Open-Loop Phase (deg)msio d0OTU Figure 14陞结果-Microsoft.S 0 f畛v。 14:24;ure 1SSIEile Edit Yiew Lnsert Tools Desktop Window Help41:1Nyquist Diagramw_x disp（分析连续系统）分析连续系统 s=tf（1,1,12,30,50,3）Transfer function:1sA4 + 12 sA3 + 30 sA2 + 50 s + 3 fig

21、ure(1);rlocus(s); sgrid; title(连续系统根轨迹图)； rlocfind(s)Select a point in the graphics window disp(分析离线系统);sd=c2d(s,0.5,t);figure(2);rlocus(sd);agrid;title(离线系统根轨迹);rolcfind(sd)selected_point =-1.0486 + 3.4938ians =288.7947Eile Edit Yiew Lnsert Tools Desktop Window Help B? Q S k J? 0 口连续系统根轨诳图-15-10-50

22、51015Real AxisOK/S . OK/5 JMATLAB| |#|Figure 1膺结果 -Mi crosoft.Figure 2匚同冈Eile Edit Yiew Lnsert Tools Desktop Window Help4g D|S a Qdata5w_x A,B,C,D,x0,electrical_states,inputs,outputs=power_analyze(shiyan2) In powersysdomain_netlist at 84In powersysprivatepower_analyze_pr at 36In power_analyze at 34A

23、 =1.0e+005 *-0.0002-0.00000-0.00000-0.0000000.000000000000000.000400000.08490-0.0849-0.000500000000-0.0000000.00004.909600000-4.90960000000.0000-0.0000-0.00000000-4.909604.90960B =10000000C =0000010000000001D =00 x0 =1.0e+004 *0.0877-0.00000.15570.2115-0.0586-3.13760.0151-3.2089electrical_states =Il

24、_Rs_eqUc_Rs_eqIl_Z_eqUc_Z_eqIl_Series RLC LoadUc_input: Pi Section LineIl_section_1: Pi Section LineUc_output: Pi Section Line inputs =U_Vsoutputs =U_Voltage MeasurementU_Voltage Measurement1ScopeIS回区1sssssssssss sss g(+)由1+1fflMfflltJ南：蚓申,；wl+1(+l(i)wffl:曰(+l(+l(i)-:m9.96sliiy axi2 *il Kdi t i w Simultion F2rmNI- I I100%od45The simulat ion st ep size will be limit ed t o be lese4r 0.04K/SOK/S ent s. sodel: s