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1、计 算 机 仿 真上机指导书适用专业：探测制导与控制装备工程学院2007年8月实验一 Matlab基础一、实验目的 1、 熟悉Matlab语言环境2、 练习Matlab命令行计算3、 练习基本矩阵运算4、练习基本绘图命令二、实验内容A、熟悉Matlab语言环境1、 双击Matlab图标进入Matlab环境。2、 打开联机帮助手册，浏览其内容和功能(点击菜单栏help下的Matlab help进入)。3、 观看演示程序(点击菜单栏help下的Demo进入)。B、熟悉命令行计算1、在Command Window中键入以下命令并观察结果。help sinhelp loghelp sumlookfor
2、 inverse (如果搜索结果太多或等待时间太长，可用Ctrl+C中断)which sum2、在Command Window中键入以下命令并注意Workspace和Command History窗口的变化。x=5y=1 3 4; 1+2i sin(3) 5+3*i; 7 8 9y12=y(1,2)y(1,2)=5y23=y(:,2:3)z=x*ywhos3、在Command Window中键入以下命令save mydata(把工作空间中的变量保存到mydata.mat)clear(清除工作空间中的变量)load mydata(从mydata载入变量)C、练习使用m文件编写程序4、用MATLA
3、B语言实现下面的分段函数参考程序：myf.mfunction y=myf(x, h, D)% 计算分段非线性函数%h,xD%y=h/Dx, |x|=D%-h,xD) y(i)=h;elseif (abs(x(i)1 EPS=EPS/2; num=num+1;endEPSnumeps7、绘制y1=sin(2x)，y2=cos(2x)，y3=sin(2x)cos(2x)02的图形曲线要求：a、 在三个窗口输出。b、 在同一坐标系中绘制三条曲线，y1使用红色实线圆圈标记，y2使用蓝色虚线十字标记，y3使用绿色点线*号标记。c、 在同一窗口中绘制三个子图。参考程序：clfx=0:.1:2*pi;y1=
4、sin(2*x);y2=cos(2*x);y3=y1.*y2;%三窗口输出plot(x,y1)pauseplot(x,y2)pauseplot(x,y3)pause%同一窗口输出plot(x,y1,or-,x,y2,+b-,x,y3,*g:)legend(sin(2x),cos(2x),sin(2x)*cos(2x),4)title(绘图练习)xlabel(x axis)ylabel(y axis)grid onpausesubplot(311), plot(x,y1)subplot(312), plot(x,y2)subplot(313), plot(x,y3)8、绘制三维螺线 ：x=t,
5、y=sin(t), z=cos(t), 0 t 20参考程序：t=0:0.5:20;x=t;y=sin(t);z=cos(t);plot3(x, y, z, .-)9、墨西哥帽子绘制由函数确定的曲面，-8x8, -8y8参考程序：x=-8:0.5:8;y=-8:0.5:8;X,Y=meshgrid(x,y);r=sqrt(X.2+Y.2)+eps;Z=sin(r)./r;mesh(X,Y,Z)pauseholdsurf(X,Y,Z)实验2 科学计算一、实验目的练习使用Matlab函数解决线性代数、数据插值、数据拟合、数理统计和符号运算等问题。二、实验内容1、 已知a=，计算矩阵的秩、行列式、特
6、征值、迹。参考程序：a=1 2 3;4 5 6; 7 8 9;rank_a=rank(a)det_a=det(a)eig_a=eig(a)trace_a=trace(a)2、求解下面的线性代数方程，并验证得出的解真正满足原方程。参考程序：A=7 2 1 -2;9 15 3 -2; -2 -2 11 5; 1 3 2 13;B=4; 7; -1; 0x=ABA*x-B=03、数据插值：根据以下数据，采用线性、多项式和样条插值方法作中间点插值。Y-1-1-10111X-3-2-10123参考程序：x=-3:3;y=-1;-1;-1;0;1;1;1;xi=-3:0.5:3;yi1=interp1(x
7、,y,xi,linear)yi2=interp1(x,y,xi,cubic)yi3=interp1(x,y,xi,spline)subplot(221), plot(x,y,-o,xi,yi1,*) subplot(222), plot(x,y,-o,xi,yi2,square) subplot(223), plot(x,y,-o,xi,yi3,x)思考：你能看清除各种插值方法的不同吗？观察xi=-3:0.1:3时的结果。4、数据拟合：根据题3给出数据拟合曲线并绘图。参考程序：x=-3:3;y=-1 -1 -1 0 1 1 1;p=polyfit(x,y,3)t=-3:.1:3;yy=poly
8、val(p,t);plot(x,y,o,t,yy)思考：拟合与插值有什么不同？5、非线性方程求解：求sin(2x)+loge(2x)=0的解(取初值为1和4，观察初值的影响)。参考程序：fun = inline(sin(2*x)+log(2*x);x0=input(input x0: )x = fsolve(fun,x0,optimset(fsolve)i=0.1:.1:10;plot(i,sin(2*i)+log(2*i)6、数理统计：产生10000个正态分布随机数，要求均值为5标准差为2，并校核随机数的均值和标准差。参考程序：x=randn(10000, 1)；x=5+2*x；x_mean
9、=mean(x)x_std=std(x)思考：randn(100)的含义。7、符号数学运算a、使用Matlab求函数sin(2t)的微分、不定积分和泰勒展开(前8项)b、使用Matlab求的拉普拉斯变换。参考程序：syms t, xx=sin(2*t);x_diff=diff(x)x_int=int(x)x_taylor=taylor(x)f1=exp(-2*t)*sin(2*t)laplace_f1=laplace(f1)进一步：help diffhelp inthelp taylorhelp laplace实验3 基于Matlab的系统仿真一、实验目的1、 掌握ODE函数的调用方法2、 基
10、于ODE函数实现弹道仿真2、基于控制系统工具箱完成线性系统分析和仿真二、实验内容1、求解洛仑兹方程参考程序：lorenzeq.mfunction xdot = lorenzeq(t, x)xdot=-8/3*x(1)+x(2)*x(3); -10*x(2)+10*x(3); -x(1)*x(2)+28*x(2)-x(3);myexc1.mt,x=ode45(lorenzeq, 0, 10, 0, 0, 1e-10)plot(t,x)2、根据下面的模型编写仿真程序，要求：a、仿真时间设置为弹目交会之后。b、在同一窗口中绘制鱼雷运动曲线和目标运动曲线。c、改变系统参数，如导引系数、鱼雷速度、舰船速
11、度，观察仿真结果。已知系统结构如下图所示：鱼雷侧向运动方程组如式式中，、y、Xe、Ze分别为鱼雷侧滑角、偏航角速度、偏航舵角、航向角、弹道偏角、速度、地面系中的X轴和Y轴坐标。鱼雷作匀速运动Vm=25m/s，初始条件：(0)=y(0)=(0)=(0)=Xe(0)=Ze(0)= r(0)=0，Vm(0)=25m/s 目标运动方程组如下：式中，T、T、XT、ZT分别为目标弹道偏角、回旋角速度、纵向距离和侧向距离。初始条件：VT=5m/s，XT (0)=YT (0)=1500m，T(0)=0。T=70s时，T=-0.1rad/s，目标开始做回旋机动。鱼雷与目标相对距离为X = XT-Xe，Z=ZT-Ze，视线角定义为Q=atan(-Z/X)Q为地球视线角，或=q-，为雷体系中的提前角。鱼雷尾追法的操舵规律为r=-k，k-比例系数，k=0.5, |r |10*0.0175 delr=sign(delr)*0.175;endif t=70 omigat=0; %target move in direct lineelse else omigat=-.1; %target maneuverenddx=-5.8*x(1)+0.19*x(2)-3.61*delr; 92.425*x(1)-15*x(2
