实验二 Java程序设计基础及简单类的设计及实验二 二阶系统的动态特性与稳定性分析

实验二Java程序设计基础及简单类的设计一、实验目的1.掌握数组类型的声明和动态内存申请，理解数组的引用模型；2.掌握String类的应用及对字符串变量的操作；3.掌握类的声明格式和多种封装措施，理解对象的引用模型；4.掌握成员变量和方法的概念及构造方法的定义和使用；5.掌握方法的重载。二、实验内容1.给定一个一维整型数组，实现以下功能：（1）求数组元素中的最大值；（2）求数组元素中的最小值；（3）求某个关键字在数组中的序号，若给定关键字在数组中不存在，返回-1；（4）将数组中所有元素按升序重新排列；（5）判断数组的元素序列是否己排序；要求每个功能用一个方法实现，并编写main方法进行测试。packagejava实验二;importjava.util.Arrays;publicclass实验二{ publicstaticintMax(int[]table) { intb=table[0]; for(inti=1;i<table.length;i++) { if(b<table[i]) b=table[i]; } returnb; }publicstaticintMin(int[]table) { intc=table[0]; for(inti=1;i<table.length;i++) { if(c>table[i]) c=table[i]; } returnc; }publicstaticint索引位置(int[]table){intindex=Arrays.binarySearch(table,8);if(index<=0)return-1;elsereturnindex;}publicstaticint[]数组排序(int[]table){Arrays.sort(table);returntable;} publicstaticboolean判断排序(int[]table){ for(inti=0;i<table.length-1;i++) { if(table[i]<table[i+1]) { for(intj=0;j<table.length-1;j++) { if(table[j]>table[j+1]) returnfalse; } } } returntrue;} publicstaticvoidmain(String[]args){ //TODO自动生成的方法存根 int[]a=newint[]{2,5,6,8,0,7,9}; System.out.println("数组是否已经排序："+判断排序(a)); System.out.println("数组元素的最大值为："+实验二.Max(a));System.out.println("数组元素的最小值为："+实验二.Min(a));System.out.println("8的索引位置是："+实验二.索引位置(a));a=实验二.数组排序(a);System.out.print("排序后的数组：");for(inti=0;i<a.length;i++) System.out.print(a[i]+",");System.out.println();System.out.println("数组是否已经排序："+实验二.判断排序(a)); }}2.编写一个方法找出两个字符串中所有共同的字符，并在main方法中通过键盘输入两个字符串进行测试。packagejava实验二;importjava.util.*;importjavax.swing.*;publicclass寻相同字符{ publicvoid找相同字符(Strings1,Strings2){ char[]c1=s1.toCharArray(); char[]c2=s2.toCharArray(); ArrayList<Character>lis=newArrayList<Character>(); for(inti=0;i<c1.length;i++){ for(intj=0;j<c2.length;j++){ if(c1[i]==c2[j]){ lis.add(c1[i]); } } } for(inti=0;i<lis.size();i++){ for(intj=0;j<lis.size();j++){ if(lis.get(i)==lis.get(j)&i!=j){ lis.remove(lis.get(i)); } } } for(inti=0;i<lis.size();i++){ System.out.print(lis.get(i)+""); } } publicstaticvoidmain(String[]args){ //TODO自动生成的方法存根 StringA=JOptionPane.showInputDialog("请输入第一个字符串"); StringA2=JOptionPane.showInputDialog("请输入第二个字符串"); 寻相同字符B=new寻相同字符(); B.找相同字符(A,A2); }}3.声明银行账户类，成员变量包括账号、储户姓名、开户时间、身份证号码、存款余额等账户信息，成员方法包括开户、存款、取款、查询余额、销户等操作。packagejava实验二;importjava.text.SimpleDateFormat;importjava.util.Date;publicclassBankAccount{//创建银行账户类privateString_account;//账号privateString_name;//储户姓名privateString_ID;//身份证号码privateDate_accounTimet;//开户时间privatedouble_balance;//存款余额publicBankAccount(Stringaccount,Stringname,StringID,doublebalance){//构造方法进行初始化this._account=account;this._name=name;this._ID=ID;this._accounTimet=newDate();this._balance=balance;System.out.println("开户成功");}//存款publicvoiddeposit(doubleamount){_balance+=amount;System.out.println("成功存款："+amount);checkAccount();//方法调用}//取款publicvoidwithDrawal(doubleamount){if(amount>_balance){System.out.println("账户："+this._account+"卡上余额不足，取款失败！"+"\n"+"操作时间："+this.操作时间()+"\n");return;}this._balance=this._balance-amount;System.out.println("成功取款："+amount);checkAccount();}publicDate操作时间(){ Datea=newDate();returna; }publicvoidcheckAccount(){//显示进行操作后的余额和操作的时间System.out.println("账户："+this._account+"卡上余额为："+_balance+"\n"+"操作时间："+this.操作时间()+"\n");}publicStringgetID(){return_ID;}publicvoidsetID(StringiD){//建户人证件号码_ID=iD;}publicStringgetAccount(){return_account;}publicvoidsetAccount(Stringaccount){//新建账号名称this._account=account;}publicStringgetName(){return_name;}publicvoidsetName(Stringname){//建户人姓名this._name=name;}publicStringgetAccounTimet(){SimpleDateFormatsdf=newSimpleDateFormat("yyyy:MM:ddHH:mm:ss");returnsdf.format(this._accounTimet);}publicvoidsetAccounTimet(DateaccounTimet){//开户时间this._accounTimet=accounTimet;}publicdoublegetBalance(){return_balance;}publicvoidsetBalance(doublebalance){//存款余额this._balance=balance;}publicstaticvoidmain(String[]args){BankAccountaccount=newBankAccount("","","",0.00);account.setAccounTimet(account.操作时间());System.out.println("输出开户时间：");System.out.println(account.getAccounTimet());System.out.println("请输入账户信息：");System.out.println("请输入身份证号码：");account.setID("4509**********");System.out.println(account.getID());System.out.println("请输入账户号码：");account.setAccount("000001");System.out.println(account.getAccount());System.out.println("请输入你的名字：");account.setName("张三");System.out.println(account.getName());System.out.println("请输入你要存进账户里的钱：");account.setBalance(500.00);System.out.println(account.getBalance());System.out.println("输出查询信息：");account.checkAccount();account.deposit(100.00);account.withDrawal(400.00);account.checkAccount();account=null;System.gc();System.out.println("您已经成功销户");}}4.声明一个矩阵类，使用二维数组存储矩阵元素，实现以下方法：（1）输出矩阵类中所有元素值；（2）返回当前矩阵的转置矩阵；（3）判断当前矩阵是否是上三角矩阵；（4）将当前矩阵加上另一矩阵；（5）将当前矩阵与另一个矩阵相加，不改变当前矩阵；（6）判断当前矩阵与另一个矩阵是否相等。packagejava实验二;importjavax.swing.*;publicclassMatrix{//创建矩阵类 publicintrow;//二维数组行数 publicintrank;//二维数组列数 publicint[][]mat;//创建数组(成员变量) publicMatrix(inta,intb){//构造方法，初始化 row=a;rank=b;mat=newint[row][rank];} publicvoid输入数组(){//创建输入数组方法 for(inti=0;i<row;i++) for(intj=0;j<rank;j++){ Stringij=JOptionPane.showInputDialog("请输入数组中的元素"); mat[i][j]=Integer.parseInt(ij); } } publicvoidOutput(){//输出数组中元素的值 System.out.println("Matrix="); for(inti=0;i<row;i++){ for(intj=0;j<rank;j++) System.out.print(mat[i][j]+""); System.out.println(); } System.out.println(); } publicMatrixTrans(){//矩阵转置 Matrixc=newMatrix(rank,row); for(inti=0;i<c.row;i++) for(intj=0;j<c.rank;j++) c.mat[i][j]=mat[j][i]; returnc; } publicstaticvoidisUpperTriangularMatrix(Matrixx){ for(intj=0;j<x.rank;j++){ for(inti=j+1;i<x.row;i++) if(x.mat[i][j]!=0){ System.out.println(x.mat+"此矩阵不是上三角矩阵"); return; } } System.out.println(x.mat+"此矩阵为上三角矩阵"); } publicint[][]Plus1(Matrixa){ if(a.row==row&&a.rank==rank){ for(inti=0;i<row;i++) for(intj=0;j<rank;j++) mat[i][j]=mat[i][j]+a.mat[i][j]; }else{ System.out.println("matrixAdderror!"); } returnmat; } publicMatrixPlus(Matrixa){//创建返回值为本类的方法（参数为本类的一个对象） //行数列数相同的矩阵的加和 Matrixc=newMatrix(row,rank); if(a.row==row&&a.rank==rank){ for(inti=0;i<row;i++) for(intj=0;j<rank;j++) c.mat[i][j]=mat[i][j]+a.mat[i][j]; }else{ System.out.println("matrixAdderror!"); } returnc; } publicbooleanequals(Matrixb){ if(b.row==row&&b.rank==rank){ for(inti=0;i<row;i++) for(intj=0;j<rank;j++) if(b.mat[i][j]!=mat[i][j]) returnfalse; } returntrue; } publicstaticvoidmain(String[]args){ Matrixy=newMatrix(4,4); System.out.println("请输入数组中的元素"); y.输入数组(); System.out.println("输出数组："); y.Output(); Matrixz=newMatrix(4,4); System.out.println("请将刚输入的数组进行转置"); z=y.Trans(); System.out.println("输出转置后得到的另一个矩阵："); z.Output(); System.out.println("请判断输入的矩阵是否为上三角矩阵："); isUpperTriangularMatrix(y); Matrixp=newMatrix(4,4); System.out.println("在不改变原矩阵的情况下加另一矩阵"); p=y.Plus(z); System.out.println("输出和矩阵"); p.Output(); System.out.println("加上另外一个矩阵"); y.Plus1(z); System.out.println("输出相加后变化得到的矩阵"); y.Output(); System.out.println("再输入一个矩阵"); Matrixx=newMatrix(4,4); System.out.println("请输入数组中的元素"); x.输入数组(); System.out.println("输出数组："); x.Output(); System.out.println("判断两个矩阵是否相等"); System.out.println(y.equals(x)); }}自动控制原理实验报告实验名称：二阶系统的动态特性与稳定性分析班级：姓名：学号：实验二二阶系统的动态特性与稳定性分析一、实验目的掌握二阶系统的电路模拟方法及其动态性能指标的测试技术过阻尼、临界阻尼、欠阻尼状态分析二阶系统特征参量（）对系统动态性能的影响；分析系统参数变化对系统稳定性的影响，加深理解“线性系统稳定性至于其结构和参数有关，与外作用无关”的性质；了解掌握典型三阶系统的稳定状态、临界稳定、不稳定状态；学习二阶控制系统及其阶跃响应的Matlab仿真和simulink实现方法。二、实验内容构成各二阶控制系统模拟电路，计算传递函数，明确各参数物理意义。用Matlab和simulink仿真，分析其阶跃响应动态性能，得出性能指标。搭建典型二阶系统，观测各个参数下的阶跃响应曲线，并记录阶跃响应曲线的超调量、峰值时间tp以及调节时间ts，研究其参数变化对典型二阶系统动态性能和稳定性的影响；搭建典型三阶系统，观测各个参数下的阶跃响应曲线，并记录阶跃响应曲线的超调量、峰值时间tp以及调节时间ts，研究其参数变化对典型三阶系统动态性能和稳定性的影响；将软件仿真结果与模拟电路观测的结果做比较。三、实验步骤二阶系统的模拟电路实现原理将二阶系统：可分解为一个比例环节，一个惯性环节和一个积分环节研究特征参量对二阶系统性能的影响将二阶系统固有频率保持不变，测试阻尼系数不同时系统的特性，搭建模拟电路，改变电阻R6可改变的值当R6=50K时，二阶系统阻尼系数=0.8当R6=100K时，二阶系统阻尼系数=0.4当R6=200K时，二阶系统阻尼系数=0.2（1）用Matlab软件仿真实现二阶系统的阶跃响应，计算超调量、峰值时间tp以及调节时间ts。当，时：clearg=tf(12.5^2,[125*0.812.5^2]),step(g)Transferfunction:156.3-------------------s^2+200s+156.3超调量：=2%；峰值时间：tp=0.409s调节时间：ts=0.271s当时g=tf(12.5^2,[125*0.412.5^2]),step(g)Transferfunction:156.3------------------s^2+10s+156.3超调量：=25%；峰值时间：tp=0.254s调节时间：ts=0.608s当时g=tf(12.5^2,[125*0.212.5^2]),step(g)Transferfunction:156.3-----------------s^2+5s+156.3超调量：=52%；峰值时间：tp=0.245s调节时间：ts=1.1s（2）在自控原理实验箱中搭建对应的二阶系统的模拟电路，输入阶跃信号，观测不同特征参量下输出阶跃响应曲线，并记录出现超调量超调量：=52%、峰值时间tp及调节时间ts3、研究特征参量对二阶系统性能的影响将二阶系统特征参量=0.4保持不变，测试固有频率不同时系统的特征，搭建模拟电路，理论计算结果如下：当R5=256K、R6=200K时，则该二阶系统固有频率=6.25当R5=64K、R6=100K时，则该二阶系统固有频率=12.5当R5=16K、R6=50K时，则该二阶系统固有频率=25（1）用Matlab软件仿真实现二阶系统的阶跃响应，计算超调量、峰值时间tp以及调节时间ts。当时g=tf(6.25^2,[112.5*0.46.25^2]),step(g)Transferfunction:39.06-----------------s^2+5s+39.06超调量：=25%；峰值时间：tp=0.509s调节时间：ts=1.22s当时，g=tf(12.5^2,[125*0.412.5^2]),step(g)Transferfunction:156.3------------------s^2+10s+156.3超调量：=25%；峰值时间：tp=0.254s调节时间：ts=0.608sg=tf(25^2,[150*0.425^2]),step(g)Transferfunction:625----------------s^2+20s+625超调量：=25%；峰值时间：tp=0.128s调节时间：ts=0.304s（2）在自控原理实验箱中搭建对应的二阶系统的模拟电路，输入阶跃信号，观测不同特征参量下输出阶跃响应曲线，并记录超调量、峰值时间tp及调节时间ts4、研究典型三阶系统的响应曲线与稳定性R7=10K，开环增益K=50，三阶系统不稳定R7=125/3K，开环增益K=12，三阶系统临界稳定R7=100K，开环增益K=5，三阶系统稳定（1）用Matlab软件仿真实现三阶系统阶跃响应，验证其稳定性R7=10K，开环增益K=50g=tf(50,[0.050.6150])step(g)Transferfunction:50---------------------------0.05s^3+0.6s^2+s+50R7=125/3K，开环增益K=12g=tf(12,[0