建模实验 A0812 29 qinke..docVIP

《通信系统仿真》 实验报告 姓名 秦科 班级 A0812 实验室 电信楼203 组号 1 学号 29 实验日期 实验名称 实验一 计算机仿真的过程与方法 实验成绩 教师签字 一、实验目的 1、掌握计算机仿真的一般过程 2、掌握Matlab编程仿真的基本方法 3、掌握动态系统模型的状态方程求解方法 4、掌握基于概率模型的蒙特卡罗方法 二、实验原理 系统的计算机仿真就是根据物理系统的运行原理建立相应的数学描述并进行计算机数值求解的过程。 系统的数学描述称为系统数学模型或仿真模型。为了对系统数学模型进行计算机数值分析，还需要将数学模型以某种计算机语言表达出来，然后进行调试、运行，最后得出数值结果。用计算机语言重新表达的数学模型称为系统的计算机仿真模型。 根据物理模型的不同特点、原理以及不同的系统仿真目标所得出的数学模型和相应求解算法也不尽相同。通信系统的计算机仿真过程往往是多种形式数学模型和各种算法综合的数值计算过程。 在得出系统数学模型后，进行系统仿真的第一步是建立计算机程序，即编制仿真代码（包括计算程序，或可视化编程的方框图、信号流图等）。这些程序和框图通常是层次化的，由主程序和相应的子系统（函数）构成。除了在仿真程序中需要设置仿真系统的设计参数外，在执行仿真程序之前还必须设置好相应的仿真参数，如仿真时间长度、仿真步长等。 在仿真执行阶段，仿真程序将产生信号，并处理和存储这些信号。在仿真结束阶段仿真程序则负责根据仿真产生的结果数据进行统计分析，以便对系统性能作出评估。 对仿真模型和仿真结果的检验是仿真数据有效性的保证。通常的验证方法是证伪，而不是证实。通过模型的相互比较就能够查找出错误根源，进而改进和修正模型。 三、实验内容 1、在例题1.1中，如果考虑落体受到空气阻力，且阻力与下落速度成正比，试修改数学模型和相应的仿真程序。在考虑阻力的情况下，在相同高度同时下落的质量不同的物体仍然同时落地吗？请通过仿真验证并解释之。 实验代码：% ch1example1.1.m clear all,close all,clc g=9.8; k=-1; dt=0.1; N=50; for m=[1,2,10] v=0; s=0; t=0; for i=1:N a=g+k*v/m; v=v+a*dt; s(i+1)=s(i)+v*dt; t(i+1)=t(i)+dt; end plot(t,s,o); hold on; end t_theory=0:0.01:N*dt; v_theory=g*t_theory; s_theory=1/2*g*t_theory.^2; t=0:dt:N*dt; plot(t,s,o, t_theory,s_theory, +); xlabel(ê±?? t); ylabel(??ò? s); legend(·????á1?,àí???á1?);  实验结果：实验结论：由结果可以看出，由于空气阻力，落体的下落速度减缓了，在空气阻力系数一定时，质量较小的物体速率受影响较大，趋近于匀速。因此，在考虑空气阻力的情况下，相同高度同时落下的不同物体不是同时落地的，质量较小的物体将最后落地 2、在例题1.1中，除了考虑落体受到空气阻力，如果再考虑空气对物体的浮力，那么如何进一步修改例题1.1中的数学模型和相应的仿真程序呢？请通过仿真验证你的模型并解释之。 实验代码：% ch1example1.2.m clear all,close all,clc g=9.8; k=-1; dt=0.1; N=50; m=1; rho=1.29; for V=[0.1,0.5,1] v=0; s=0; t=0; for i=1:N a=g+k*v/m-rho/m*V*g; v=v+a*dt; s(i+1)=s(i)+v*dt; t(i+1)=t(i)+dt; end plot(t,s,o); hold on; end t_theory=0:0.01:N*dt; v_theory=g*t_theory; s_theory=1/2*g*t_theory.^2; t=0:dt:N*dt; plot(t,s,o, t_theory,s_