武汉理工计算机仿真实验报告书2

实验课程名称：计算机仿真动态系统的时域仿真成绩实验者专业班级机自xs1101班组别同组者实验日期14年11月23日一局部：实验预习报告〔包括实验目的、意义，实验根本原理与方法，主要仪器设备及耗材，实验方案与技术路线等〕一、实验要求⒈建立动态系统的数学模型，掌握数学模型的MATLAB语言表示和模型转换；⒉掌握时域仿真的方法和主要的仿真指令；⒊学习用编程器编程、程序调试、程序保存和运行程序进行仿真。二、实验内容1、第1项：系统阶跃响应编写一个简单的M文件，计算二阶动态系统的阶跃响应，ζ值从0.1到1，且绘制出一簇阶跃响应曲线。二阶动态系统的数学模型如下：分别设固有频率为1、2。实验报告要求:⑴按自己的设想编制程序，给出每句程序的注释；⑵附上仿真的结果；⑶答复下列问题：如果想在窗中输入固有频率，应如何修改程序？2、第2项：系统建模、模型转换及仿真⑴用MATLAB语言表示图示系统的模型，并给出三种模型的具体表达；⑵进行单位阶跃响应和周期为30s的方波响应。实验报告要求⑴绘制系统框图，写清实验内容；⑵写出编制的程序，并附上仿真的结果；第二局部：实验过程记录〔可加页〕〔包括实验原始数据记录，实验现象记录，实验过程发现的问题等〕第1项：系统阶跃响应程序及注释：%progsy21.m%固有频率为1的阶跃响应曲线figure(1);%创立一个图形窗口w=1;%固有频率为1y=zeros(200,1);%生成一个200*1的全零矩阵i=1;%循环变量inum=w*w;%分子参数forzeta=0.1:0.1:1%ζ值从0.1到1，每一次增加0.1den=[1,2*zeta*w,w*w];%分母参数t=[0:0.1:19.9];%采样时间y(:,i)=step(num,den,t);%每一个参数下的单位阶跃响应的函数i=i+1;end%循环结束mesh(fliplr(y),[12030])%绘制立体网络图zlabel('Y')ylabel('t')xlabel('\zeta')%建立坐标轴名grid%画分格线%固有频率为2的阶跃响应曲线figure(2);%创立一个图形窗口w=2;%固有频率为2y=zeros(200,1);%生成一个200*1的全零矩阵i=1;%循环变量inum=w*w;%分子参数forzeta=0.1:0.1:1%ζ值从0.1到1，每一次增加0.1den=[1,2*zeta*w,w*w];%分母参数t=[0:0.1:19.9];%采样时间y(:,i)=step(num,den,t);%每一个参数下的单位阶跃响应的函数i=i+1;end%循环结束mesh(fliplr(y),[12030])%绘制立体网络图zlabel('Y')ylabel('t')xlabel('\zeta')%建立坐标轴名grid%画分格线第2项：系统建模、模型转换及仿真程序及注释：%progsy22.m%建模和模型转换G1=tf([1,0.5],[1,0.1]);G2=tf(20,conv(conv([1,0],[1,2]),[1,20]));sys=feedback(G1*G2,1,-1)%输入参数建模sysz=zpk(sys)%转换为零极点模型syss=ss(sys)%转换为状态空间模型%单位阶跃响应figure(1)%创立一个图形窗口step(sys);%单位阶跃响应图%方波响应figure(2)%创立一个图形窗口[u,t]=gensig(‘square’,30,90);%产生周期30s的方波lsim(sys,’r’,u,t)%方波响应，红线表示holdon%在保持原有图形的根底上绘制新图形plot(t,u,’-.’)%画出输入信号方波的图形holdoff%关闭holdon的功能%在图形坐标的〔5，0.8〕处添加文本标注“输入”text(5,0.8,’输入\rightarrow’)%在图形坐标的〔5，0.8〕处添加文本标注“输出”text(17,0.8,’\leftarrow输出’)教师签字__________第三局部结果与讨论〔可加页〕一、实验结果分析〔包括数据处理、实验现象分析、影响因素讨论、综合分析和结论等〕二、小结、建议及体会三、思考题1、第1项：系统阶跃响应〔1〕仿真结果固有频率为1的系统阶跃响应图固有频率为2的系统阶跃响应图〔2〕在窗中输入固有频率，那么程序修改为：w=input(‘请输入固有频率：’);%固有频率从窗口输入y=zeros(200,1);%生成一个200*1的全零矩阵i=1;%循环变量inum=w*w;%分子参数forzeta=0.1:0.1:1%ζ值从0.1到1，每一次增加0.1den=[1,2*zeta*w,w*w];%分母参数t=[0:0.1:19.9];%采样时间y(:,i)=step(num,den,t);%每一个参数下的单位阶跃响应的函数i=i+1;end%循环结束mesh(fliplr(y),[12030])%绘制立体网络图zlab