Matlab使用方法和程序的设计.docx

实验一 Matlab使用方法和程序设计一、实验目的：掌握Matlab软件使用的基本方法熟悉Matlab的基本运算和程序控制语句熟悉Matlab程序设计和基本方法二、实验内容：求多项式的根：p(x)=x^4+2x^3+3x^2+5x+4源程序：a=[1 2 3 5 4];b=roots(a)运行结果：分析：调用roots(a),求多项式的根已知f= a^4*(b^2-c^2)+b^4*(c^2-a^2)+c^4*(a^2-b^2),试用符号运算的方法对其因式分解源程序：syms a b c;f=a^4*(b^2-c^2)+b^4*(c^2-a^2)+c^4*(a^2-b^2);R=factor(f)运行结果：分析：调用factor(s)对多项式进行因式分解编写一个函数，完成求和：S=1+3+5+,,,,,,+2i+1源程序：sum=0;for i=1:2:1000;sum=sum+i;endsum运行结果：分析：调用for循环完成求和，起始值为1，步长为2，终止值为1000已知一传递函数。F(s)=,试将其分解部分分式源程序：num=[1 2];den=[1 5 4];[res,poles,k]=residue(num,den)运行结果：分析：调用residue(num,den) 进行分解部分分式，num为传递函数的分子，den为传递函数的分母。三、实验总结：本次实验使我掌握了Matlab软件使用的基本方法，熟悉了Matlab的基本运算和程序控制语句，熟悉Matlab程序设计和基本方法，让我将理论与实践相结合增强了自我动手能力，为以后的工作打下一定的基础。实验二 Matlab使用方法和程序设计一、实验目的：1、掌握如何使用MATLAB进行系统时域分析2、掌握如何使用MATLAB进行系统频域分析3、掌握如何使用MATLAB进行系统根轨迹分析4、掌握如何使用MATLAB进行系统稳定性分析二、实验内容：时域分析：根据传递函数，绘制其单位阶跃响应曲线，并读出超调量。源程序：num=[3,15,18];den=[1,6,10,8];G=tf(num,den);time=[0:0.1:20];step(G,time)[wn,z,p]=damp(G);wnzp=[wn,z,p]k=dcgain(G)运行结果截图：分析：由响应曲线可知；该传递函数的超调量为7.28%。频域分析：二阶系统传递函数，当ε=0.7，=6时的Bode图、Nichols图、Nyquist图，并判断其稳定性。Bode 图源程序：num=36;den=[1,8.4,36];G=tf(num,den);bode(G)运行结果截图：分析：由bode图可以读出：当L（w）=0dB时，；当时，L（w）0;所以该二阶系统稳定。Nyquist图源程序：num=36;den=[1,8.4,36];G=tf(num,den);nyquist(G)运行结果截图：分析：由Nyquist图可以读出：奈奎斯特曲线未包含（-1,0）点，所以该二阶系统稳定。Nichols图源程序:num=36;den=[1,8.4,36];G=tf(num,den);Nichols(G);运行结果截图：分析：由Nichols图可以读出：幅值裕量为0.0017dB0dB，相角裕量为164°0，所以该二阶系统稳定。根轨迹分析：前向通道：，反馈通道：，试确定使系统稳定的K值范围。源程序：num=k;den=conv([1,0],conv([3,5],[1,100]));G=tf(num,den)rlocus(G);sgrid;[k,poles]=rlocfind(G);k,poles分析：调用[k,poles]=rlocfind(G)，在图中显示K值和极点，从图中可以读出K值在-13.6≦K≦13.6时，系统稳定。稳定性分析：已知开环传递函数，判断其稳定性（根分布）； 源程序：num=6;den=conv([1,0],conv([1,3],[1,2,2]));g=tf(num,den);bode(g，{0.001,100});grid;分析：由图可以看出该开环传递函数的根都落在s复平面虚轴左半轴，所以该系统稳定。(2)并用Bode 图判断其稳定性，及其稳定裕量。分析：由Bode图可以看出，当L（w）=0dB时，；当时，L（w）0;所以该系统稳定。幅值裕量为2.66，相角裕量为17.6°。实验总结通过本次试验让我掌握了如何使用MATLAB进行系统时域分析，如何使用MATLAB进行系统频域分析，如何使用MATLAB进行系统根轨迹分析，如何使用MATLAB进行系统稳定性分析，知道如何去读bode图，Nichols图，Nyquist图，如何去通过读图来判断系统的稳定性，也明白了使系统稳定时K值得取值范围，以及用bode图去读出系