《Matlab编程训练》任务书.doc

《Matlab编程训练》 专业 学生姓名 班级 学号 指导教师 段文勇 完成日期 2018年6月03日 实训要求 实训课时为一周，要求在机房上满五天课； 成绩评定分为两部分：平时（50%）+作业（50%）；其中，平时包括出勤、上机情况、最后上机考核；作业包括完成度、工整度、正确率、条理清楚、参数完整等。 作业要求： （1）要求程序的，程序必须在M文件中编辑，运行成功后截图到word中； 要求结果输出的，结果必须在运行成功后，从Matlab 运行结果处截图到word中； 要求图的，图片必须截取完整的figure图窗口，不允许截取部分窗口。如下图（a）满足要求，图（b）不满足要求。 图（a） 完整窗口图（b） 图的中间部分 有些题目中给出明确的要求，严格按要求完成作业； 在完成作业后，仔细调节文档格式，正文统一用小四宋体字体，倍行距 （6）完成作业后，单面打印装订好。 实训一 MATLAB语言介绍和数值计算 解答： 清除命令窗口指令:clc 清除变量指令:clear 先求下列表达式的值，然后显示MATLAB工作空间的使用情况并保存变量。 , 其中 解答： 已知， 求下列表达式的值： A+7B和AB-I（其中I为单位矩阵） AB和A.*B A^和A.^ A/B及BA 将矩阵C=BA的右下角*2子矩阵赋给D, 并保存变量（mat文件） 解答： 求得的每行最大元素所在的位置？ 已知矩阵，(1) 取出A的第2、4、7、10、11、14个元素构成一个新的矩阵A1，其中A的第2、4个元素构成A1的第一行；第7、10个元素构成A1的第二行；第11、14个元素构成A1的第三行; (2) 将A1的所有元素构成一个行向量。 解答： 使用函数，实现A左旋0度、右旋20度的功能 解答： 实训二 MATLAB编程基础 求[,1795]之间能被1整除的数的个数。 根据，求的近似值。当n分别取100、1000、10000时，结果是多少？ 3. 有三个多项式P1(x)=1x7+3x6+5x4+2x2+1,P2(x)=3x4+x+3,P3(x)=4x2+2x+3,试进行下列操作： （1）求P(x)=P1(x)+P2(x)P3(x); （2）求P(x)的根； （3）当x取矩阵A的每一元素时，求P(x)的值，其中 当以矩阵A为自变量时，求P(x)的值，其中A的值与（3）题相同。 4. 已知： 求中： 最大值、最小值、各数之和； （2）正数、零、负数的个数。 5. 分别对符号矩阵的两个变量求微分。（分别对x和t求导） 解答： 实训三 MATLAB图形系统 设，在x＝0～2π区间取点，绘制函数曲线。 2. 已知y1=x3,y2=cos(3x),y3=y1.*y2,完成下列操作： （1）在同一坐标系下用不同的颜色和线型绘制三条曲线； （2）分别用条形图、阶梯图、杆图绘制三条曲线。 微分方程求解：其中， ，初始值. 解答： 4. 绘制分段函数 提示：用逻辑表达式求分段函数值。 编辑第3题的图，编辑结果如下图：（提示：直接利用figure的菜单栏编辑） 解答： 实训四 SIMULINK仿真环境 2. 单位负反馈系统的开环传递函数为：，应用Simulink仿真系统构建阶跃响应曲线。 解答： 分析PID调节器各参数的作用 b) PID的数学模型为 c) 以下面开环传递函数为被控对象，进行模拟PID控制: 。 1)、分析P调节作用考查当=∞, Td=0; Kp=1, 3, 5.3, 10, 20时，系统阶跃响应 (五条线在一个图里) 、Kp=1, 分析比较Ki, Kd的作用： 分析ID的作用:?d=0，当=2,?Ti=20,?Ti=40时候系统阶跃响应;? 分析PID的微分作用：=∞，当Kd=,?Kd=2,?Kd=10时候系统阶跃响应。? 、分析不同调节器下该系统的阶跃响应曲线? (四条线在一个图里) （1）P调节??Kp=? （2）PI调节?Kp=Ki=2； （3）PD调节?Kp=Ki=2?，Kd=0.2； （4）PID调节?Kp=Ki=,2，Kd=,0.2. 解答： 1）、 2）、 、 实训五 综合题 系统的被控过程的传递函数是：基于Matlab Simulink设计PID控制器,（PID控制器封装子系统写出具体步骤并附图） 整定PID参数（等幅振荡）PID的数学模型为 即：。 步骤：先在纯比例作用下（把积分时间放到最大，微分时间放到零），在闭合的调节系统中，从大到小地逐渐地改变调节器的比例度，就会得到一个临界振荡过程（等幅振荡 调节规律 P TI TD P控制 0.5Ps ∞ 0 PI控制 0.455 Ps 0.85Ts 0 PID控制 0.6 Ps 0.5Ts 0