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1、控制系统的 MATLAB 仿真与设计 - 实验作业1第二章 数据结构及其运算2.1 实验程序：x=12 23 34 45 56 67 78 %逐个输入数组中的元素值x(6) %读数组中的第 6 个元素x(1 3 5) %返回数组的第 1、3、5 个元素构成的子数组x(4:end) %返回第 4 个元素与其后所有元素构成的子数组x(find(x70) %返回数组中大于 70 的元素的值MATLAB 分步截屏：创建一个有 7 个元素的一维数组：直接寻访一维数组的第 6 个元素：寻访一维数组的第 1，3，5 个元素：(3)寻访一维数组中第 4 个至最后一个元素：寻访一维数组中大于 70 的元素：2.
2、3 实验程序：控制系统的 MATLAB 仿真与设计 - 实验作业2A=zeros(2,5) %生成 2 行 5 列的全 0 数组A(1:10)=-4:5 %将单下标为 1 到 10 的元素分别赋值为-4 到 5L=abs(A)3 %判断其绝对值是否大于 3，大于则 L 对应的位置为值 1，否则为 L 值为 0islogical(L) %判断 L 是否为逻辑数组，是逻辑数组则返回 1，否则返回 0X=A(L) % X 为逻辑数组 L 对应为 1 的位置的数据的列向量MATLAB 分步截屏：生成数组：寻访数组 A 中绝对值大于 3 的元素：输出数组 A 中绝对值大于 3 的元素：控制系统的 MAT
3、LAB 仿真与设计 - 实验作业32.5 实验程序：p1=1,0,2; %定义多项式 p1(s)=s2+1p2=1,4; %定义多项式 p2(s)=s+4p3=1,1; %定义多项式 p3(s)=s+1p4=conv(p1,conv(p2,p3); %定义多项式 p4(s)=p1(s)p2(s)p3(s)p5=1 0 1 1; %定义多项式 p5(s)=s3+s+1q,r=deconv(p4,p5); % 求 p4(s)/p5(s)disp(商 :,poly2str(q,s);disp(余式 :,poly2str(r,s)MATLAB 实验截屏：2.6 实验程序：A=12 23 34;45 5
4、6 67;78 89 90; %定义 3 阶数组 Ap1A=poly(A); %创建方阵 A 的特征多项式 p1Ap2A=poly2str(p1A,s) %将拟合后的 p1A 多项式系数转换为字符形式的特征多项式函数 p2AMATLAB 实验截屏：控制系统的 MATLAB 仿真与设计 - 实验作业4第四章 M 文件和程序设计4.2 实验程序 exp4_2：x=input(请输入半径 r 的值：); %将用户键入量赋给 xs=f1(x); %调用函数 f1(x)计算面积 Sc=f2(x); %调用函数 f2(x)计算面积 Cdisp(圆的面积 S 为:,num2str(s) %用 num2str
5、 将数值变量转换为字符变量并用 disp 输出带数值的文本信息disp(圆的周长 C 为:,num2str(c)实验程序-面积函数文件 f1：function s=f1(x) %自定义函数 f1(x)s=pi*x*x;end实验程序-周长函数文件 f2：function c=f2(x) %自定义函数 f2(x)c=2*pi*x;endMATLAB 截屏：4.3 实验程序 exp4_3：sum=0; %定义变量 sumn=input(请输入 n 的值：) %并将用户键入量赋给变量 n，并显示“请输入 n 的值”for i=1:n % i 从 1 取到 nsum=sum+1/i2; %依次求 su
6、m 的值enddisp(计算结果为：,num2str(sum) %用 num2str 将数值变量转换为字符变量并用 disp 输出带数值的文本信息控制系统的 MATLAB 仿真与设计 - 实验作业5MATLAB 截屏：4.5 实验程序 exp4_5：sum=0; %变量 sum 的初值是 0n=0; %变量 n 的初值是 0while sum x=0:0.001:10; y=5.*x.*x+16; plot(x,y,k-) grid on与示波器 Scope 得出的仿真结果相同。7.4 利用 Simulink 仿真 。=10(1+)（1）Simulink 截图：控制系统的 MATLAB 仿真与
7、设计 - 实验作业12将时钟信号与常数输入 1 相加后做自然对数 ln 数学函数运算，再与时钟信号相乘叠加后做积分运算，将仿真时间设为 1s，输出。（2）系统输出：数字显示模块显示积分结果为 0.25：示波器 Scope 输出积分结果随积分时间 t 的变化：示波器 Scope1 输出积分函数曲线 ：=10(1+)（3）验证：积分结果验证：控制系统的 MATLAB 仿真与设计 - 实验作业13输入程序： x=0:0.001:1; y=x.*log(1+x); trapz(x,y)s =0.2500积分结果为 0.25，Simulink 仿真在 t=1s 时输出为 0.25，两者结果相同。积分函数
8、曲线验证：输入程序： plot(x,y) plot(x,y,k-) grid on输出积分函数图像如下，与 Simulink 仿真示波器 Scope1 输出结果相同：7.6 利用使能子系统构成一个正弦半波整流器。（1）Simulink 仿真：使用电平触发的 Enabled Subsystem 子系统，当使能信号为高电平的时候运行子系统，得出正弦半波整流波形。（2）系统输出：控制系统的 MATLAB 仿真与设计 - 实验作业14控制系统的 MATLAB 仿真与设计 - 实验作业15第八章 控制系统的数学模型8.1 创建连续二阶系统的传递函数模型(1)G(s)=52+2+2实验程序 exp8_1_
9、1：num=0,0,5; %分子多项式的系数den=1,2,2; %分母多项式的系数sys=tf(num,den) %建立系统的 TF 模型MATLAB 截屏：(2)G(s)=52+2+2e2s实验程序 exp8_1_2：num=0,0,5;den=1,2,2;sys=tf(num,den);sys.inputdelay=2 %输入信号的滞后时间为 2 秒MATLAB 截屏：8.2 已知系统的传递函数为 G(s)= ，建立系统的传递函数模型，并转2(s+0.5)(+0.1)2+1换为零极点模型实验程序 exp8_2：s=tf(s);G1=2*(s+0.5)/(s+0.1)2+1) %直接用数学
10、运算符建立系统的 TF 模型并显示num=G1.num1; %通过属性名访问分子的系数并赋给数组 num控制系统的 MATLAB 仿真与设计 - 实验作业16den=G1.den1; %通过属性名访问分母的系数并赋给数组 densys=tf(num,den); %以 num 和 den 建立 TF 模型z,p,k=tf2zp(num,den); %将 TF 对象的属性转换为 ZPK 对象的属性G2=zpk(z,p,k) %建立系统的 ZPK 模型MATLAB 截屏：8.4 已知系统的方框图如下，其中 R1=1，R 2=2，C 1=3，C 2=4，计算系统的。()=()()实验程序 exp8_4
11、：s=tf(s); %直接用数学运算符建立各个环节的 TF 模型sys1=1+0*s;sys2=1/(3*s);sys3=1/2+0*s;sys4=1/(4*s);sys5=-1+0*s;sys6=-1+0*s;sys7=-1+0*s;sys8=1+0*s; %sys8 是 sys2、sys3 之间银触点和汇合点之间的连线，因为前后信号不同，所以不能合并，需要建立成一个环节sys=append(sys1,sys2,sys3,sys4,sys5,sys6,sys7,sys8)；%扩展成无连接状态空间模型Q=1 5 0;2 1 7;3 8 6; 4 3 0;5 2 0;6 4 0;7 3 0;8
12、2 0; %写出系统的连接矩阵inputs=1; %sys1 的输入为系统的总输入outputs=4; %sys4 的输出为系统的总输出sysc=connect(sys,Q,inputs,outputs) %生成组合后的整体系统控制系统的 MATLAB 仿真与设计 - 实验作业17MATLAB 截屏：控制系统的 MATLAB 仿真与设计 - 实验作业18第九章 控制系统的分析9.1 实验程序：num=2,5,1;den=1,2,3;sys=tf(num,den); %建立系统的传递函数模型rlocus(sys); %绘制根轨迹图figure %绘图命令bode(num,den); %绘制伯德图
13、grid onfigurenyquist(num,den); %绘制奈奎斯特图MATLAB 结果：(1)根轨迹图：(2)伯德图：控制系统的 MATLAB 仿真与设计 - 实验作业19(3)奈奎斯特图：9.2 实验程序：num=5,25,30;den=1,6,10,8;sys=tf(num,den); %建立系统的传递函数模型step(sys) %绘制系统的单位阶跃响应曲线figureimpulse(sys) %绘制系统的理想单位脉冲响应曲线MATLAB 结果：控制系统的 MATLAB 仿真与设计 - 实验作业20(1)单位阶跃响应：(2)单位脉冲响应：控制系统的 MATLAB 仿真与设计 - 实验作业21第十章 基于传递函数模型的控制系统设计10.4 考虑一个单位负反馈控制系统，其前向通道传递函数为0()= 12(+5)试应用伯德图法设计一个超前校正装置 ，使得校正后系统()=(+1+1)的相角裕量 ，幅值裕度 ，带宽 。其中，=50 1
