计算机仿真术实验指导书.docVIP

《计算机仿真技术》实验指导书 电气与信息工程学院实验中心 前 言 计算机仿真技术利用计算机科学和技术的成果建立被仿真的模型，并在某些实验条件下对模型进行动态实验的一门综合性技术。它具有高效、安全、受环境条件的约束较少、可改变时间比例尺等优点，已成为分析、设计、运行、评价、培训系统（尤其是复杂系统）的重要工具MATLAB环境及基本运算、Matlab程序设计基本方法、MATLAB的图形绘制、Simulink建模与仿真、控制系统的分析（1）—时域分析、控制系统的分析（2）—根轨迹分析、控制系统的频率特性分析这几部分内容，作为学习仿真技术的主要内容。希望同学们在实验课前要做好预习工作，掌握基本方法和原理，实验课堂上做好每个实验，对实验结果要做好必要的记录和保存，课后认真完成实验报告。只要认真对待每一次实验练习，相信同学们在专业理论知识和编程仿真实践上真正会有所收获。 目 录 实验一 熟悉MATLAB环境及基本运算 3 实验二 Matlab程序设计基本方法 8 实验三 MATLAB的图形绘制 11 实验四 Simulink建模与仿真 15 实验五 控制系统的分析（1）—时域分析 22 实验六 控制系统的分析（2）—根轨迹分析 25 实验七 控制系统的频率特性分析 29 实验八 基于传递函数的控制器设计 33 实验一熟悉MATLAB环境及基本运算 一、实验目的1．熟悉MATLAB开发环境 2．掌握矩阵、变量、表达式的各种基本运算 二、实验 1.熟悉MATLAB环境 熟悉MATLAB桌面和命令窗口、命令历史窗口、帮助信息浏览器、工作空间浏览器文件和有哪些信誉好的足球投注网站路径浏览器。 2.掌握MATLAB常用命令 clc 清除命令窗口中内容 clear 清除工作空间中变量 help 对所选函数的功能、调用格式及相关函数给出说明 lookfor 查找具有某种功能的函数但却不知道该函数的准确名称 who 查询工作空间中的变量信息 3.MATLAB变量与运算符 变量命名规则如下： （1） 变量名可以由英语字母、数字和下划线组成 （2） 变量名应以英文字母开头 （3） 长度不大于31个 （4） 区分大小写 MATLAB中设置了一些特殊的变量与常量，列于下表。 表1 MATLAB的特殊变量与常量 变量名 功能说明 变量名 功能说明 ANS 默认变量名，以应答 最近一次操作运算结果 realmin 最小的正实数 i或j 虚数单位 INF(inf) 无穷大 pi 圆周率 NAN(nan) 不定值（0/0） eps 浮点数的相对误差 nargin 函数实际输入参数个数 realmax 最大的正实数 nargout 函数实际输出参数个数 MATLAB运算符，通过下面几个表来说明MATLAB的各种常用运算符表2 MATLAB算术运算符 操作符 功能说明 操作符 功能说明 + 加 \ 矩阵左除 - 减 .\ 数组左除 * 矩阵乘 / 矩阵右除 .* 数组乘 ./ 数组右除 ^ 矩阵乘方 矩阵转置 .^ 数组乘方 . 数组转置 表3 MATLAB关系运算符 操作符 功能说明 == 等于 ~= 不等于 大于 小于 = 大于等于 = 小于等于 表4 MATLAB逻辑运算符 逻辑运算符 逻辑运算 说明 And 逻辑与 | Or 逻辑或 ~ Not 逻辑非 Xor 逻辑异或 表5 MATLAB特殊运算 符号 功能说明示例 符号 功能说明示例 ： 1:1:4;1:2:11 . ； 分隔行 .. ， 分隔列 … （） % 注释 [] 构成向量、矩阵 ！ 调用操作系统命令 {} 构成单元数组 = 用于赋值 4. MATLAB的一维、二维数组的访问 表6 子数组访问与赋值常用的相关指令格式 指令格式 指令功能 A(r,c) 数组A中r指定行、c指定列之元素组成的子数组 A(r,:) 数组A中r指定行对应的所有列之元素组成的子数组 A(:,c) 数组A中c指定列对应的所有行之元素组成的子数组 A(:) 数组A中各列元素首尾相连组成的“一维长列”子数组 A(i) 一维长列子数组中的第i个元素 A(r,c)=Sa 数组A中r指定行、c指定列之元素组成的子数组的赋值 A(:)=D(:) 数组全元素赋值，保持A的行宽、列长不变，A、D两组元素 总合应相同 5. MATLAB的基本运算 表7 两种运算指令形式和实质内涵的异同表 数组运算 矩阵运算 指令 含义 指令 含义 A． 非共轭转置