MATLAB语言及其用实验答案.docx
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MATLAB语言及其用实验答案.docx
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MATLAB语言及其用实验答案
MATLAB-语言及其用-实验(答案)
《MATLAB语言及其用》
实验指导书
实验一Matlab使用方法和程序设计........................
实验二控制系统的模型及其转换.............................
实验三控制系统的时域、频域和根轨迹分析...........
实验四动态仿真集成环境-Simulink.........................
实验一Matlab使用方法和程序设计
一、实验目的
1、掌握Matlab软件使用的基本方法;
2、熟悉Matlab的数据表示、基本运算和程序控制语句
3、熟悉Matlab绘图命令及基本绘图控制
4、熟悉Matlab程序设计的基本方法
二、实验内容:
1、帮助命令
使用help命令,查找sqrt(开方)函数的使用方法;
在CommandWindowL里输入help,接在在search里输入sqr即可。
sqrt
Squareroot
Syntax
B=sqrt(X)
Description
B=sqrt(X)returnsthesquarerootofeachelementofthearrayX.FortheelementsofXthatarenegativeorcomplex,sqrt(X)producescomplexresults.
Tips
Seesqrtmforthematrixsquareroot.
Examples
sqrt((-2:
2)')
ans=
0+1.4142i
0+1.0000i
0
1.0000
1.4142
SeeAlso
nthroot|realsqrt|sqrtm
2、矩阵运算
(1)矩阵的乘法
已知A=[12;34];B=[55;78];
求A^2*B
A=[12;34];B=[55;78];
C=A^2*B
>>formatcompact
C=
105115
229251
(2)矩阵除法
已知A=[123;456;789];
B=[100;020;003];
A\B,A/B
A=[123;456;789];
B=[100;020;003];
C=A\B,D=A/B
C=
1.0e+016*
0.3152-1.26090.9457
-0.63042.5218-1.8913
0.3152-1.26090.9457
D=
1.00001.00001.0000
4.00002.50002.0000
7.00004.00003.0000
(3)矩阵的转置及共轭转置
已知A=[5+i,2-i,1;6*i,4,9-i];
求A.',A'
A=[5+i,2-i,1;6*i,4,9-i];
B=A.',C=A'
B=
5.0000+1.0000i0+6.0000i
2.0000-1.0000i4.0000
1.00009.0000-1.0000i
C=
5.0000-1.0000i0-6.0000i
2.0000+1.0000i4.0000
1.00009.0000+1.0000i
(4)使用冒号表达式选出指定元素
已知:
A=[123;456;789];
求A中第3列前2个元素;A中所有列第2,3行的元素;
A=[123;456;789];
B1=A([1,2],[3])
B2=A([2,3],:
)
B1=
3
6
B2=
456
789
方括号[]
用magic函数生成一个4阶魔术矩阵,删除该矩阵的第四列
A=magic(4)
B=A(:
[1,2,3])
或
A=magic(4)
A(:
4)=[]
A=
162313
511108
97612
414151
B=
1623
51110
976
41415
3、多项式
(1)求多项式的根
Y=[10-2-4];
S=roots(Y)
S=
2.0000
-1.0000+1.0000i
-1.0000-1.0000i
(2)已知A=[1.2350.9;51.756;3901;1234],
求矩阵A的特征多项式;
把矩阵A作为未知数代入到多项式中;
A=[1.2350.9;51.756;3901;1234]
P=poly(A)
polyval(P,A)
A=
1.20003.00005.00000.9000
5.00001.70005.00006.0000
3.00009.000001.0000
1.00002.00003.00004.0000
P=
1.0000-6.9000-77.2600-86.1300604.5500
ans=
1.0e+003*
0.3801-0.4545-1.99510.4601
-1.99510.2093-1.9951-2.8880
-0.4545-4.89780.60460.4353
0.43530.0840-0.4545-1.1617
4、基本绘图命令
(1)绘制余弦曲线y=cos(t),t∈[0,2π]
(2)在同一坐标系中绘制余弦曲线y=cos(t-0.25)和正弦曲线y=sin(t-0.5),t∈[0,2π]
(1)
t=[0:
0.05:
2*pi];
y=cos(t);
plot(t,y)
(2)
t=[0:
0.05:
2*pi];
y1=cos(t-0.25);
y2=sin(t-0.5);
plot(t,y1)
holdon
plot(t,y2)
5、基本绘图控制
绘制[0,4π]区间上的x1=10sint曲线,并要求:
(1)线形为点划线、颜色为红色、数据点标记为加号;
(2)坐标轴控制:
显示范围、刻度线、比例、网络线
(3)标注控制:
坐标轴名称、标题、相应文本;
t=[0:
0.1:
4*pi];
x1=10*sin(t);
plot(t,x1,'r-.+');%画图,显示红色、点划线、标记加号;
axis([0,15,-10,10]);%定义显示范围,横轴为[0,15],纵轴为[-10,10];
title('曲线x1=10sint');%显示标题;
xlabel('T轴');
ylabel('X1轴');%显示坐标轴名称;
set(gca,'xminortick','on');
set(gca,'yminortick','on');%显示刻度线;
gridon%显示网络线
6、基本程序设计
(1)编写命令文件:
计算1+2+…+n<2000时的最大n值;
(2)编写函数文件:
分别用for和while循环结构编写程序,求2的0到n次幂的和。
(3)@如果想对一个变量x自动赋值。
当从键盘输入y或Y时(表示是),x自动赋为1;
当从键盘输入n或N时(表示否),x自动赋为0;输入其他字符时终止程序。
(1)
s=0;i=0;
while(s<2000)i=i+1;
s=s+i;
end
i=i-1,s=s-i
s=
1954
i=
62
(2)
sum1=0;
fori=0:
15
sum1=sum1+2^i;
end
disp(['用for循环所求的值为'num2str(sum1)]);
sum2=0;
i=0;
whilei<16
sum2=sum2+2^i;
i=i+1;
end
disp(['用while循环所求的值为'num2str(sum2)]);
结果:
用for循环所求的值为65535
用while循环所求的值为65535
实验二控制系统的模型及其转换
一、实验目的
1、掌握建立控制系统模型的函数及方法;
2、掌握控制系统模型间的转换方法及相关函数;
3、熟悉控制系统模型的连接方法;
4、掌握典型系统模型的生成方法。
二、实验内容:
1.控制系统模型
1.1系统的模型为
试建立系统的传递函数模型。
s=tf('s');
G=4*(s+2)*(s^2+6*s+6)/s/(s+1)^3/(s^3+3*s^2+2*s+5)
Transferfunction:
4s^3+32s^2+72s+48
-----------------------------------------------------
s^7+6s^6+14s^5+21s^4+24s^3+17s^2+5s
1.2已知单输入双输出系统的零极点模型
建立系统的零极点模型。
s=zpk('s');
g11=3*(s+12);
g21=4*(s+5)*(s+3);
G=[g11;g21]/(s+3)/(s+4)/(s+5)
Zero/pole/gainfrominputtooutput...
3(s+12)
#1:
-----------------
(s+3)(s+4)(s+5)
4(s+5)(s+3)
#2:
-----------------
(s+3)(s+4)(s+5)
1.3给定系统的状态空间表达式,
建立系统的状态空间模型。
A=[-2.8,-1.4,0,0;1.4,0,0,0;-1.8,-0.3,-1.4,-0.6;0,0,0.6,0];
B=[1;0;1;0];
C=[0,0,0,1];
D=zeros(1,1);
G=ss(A,B,C,D)
a=
x1x2x3x4
x1-2.8-1.400
x21.4000
x3-1.8-0.3-1.4-0.6
x4000.60
b=
u1
x11
x20
x31
x40
c=
x1x2x3x4
y10001
d=
u1
y10
Continuous-timemodel.
2.控制系统模型的转换
2.1将1.1的模型转换为零极点模型
s=zpk('s');
G=4*(s+2)*(s^2+6*s+6)/s/(s+1)^3/(s^3+3*s^2+2*s+5)
Zero/pole/gain:
4(s+2)(s+1.268)(s+4.732)
--------------------------------------------
s(s+1)^3(s+2.904)(s^2+0.09584s+1.722)
2.2将1.2的模型转换为状态空间模型
s=zpk('s');
g1=3*(s+12);
g2=4*(s+5)*(s+3);
G=[g1;g2]/(s+3)/(s+4)/(s+5);
ZTFC=ss(G)
结果
a=
x1x2x3
x1-310
x2
- 配套讲稿:
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- MATLAB 语言 及其 实验 答案