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《控制系统仿真与计算机辅助设计》 实验讲义（MATLAB） 目 录 实验一 MATLAB实验环境及其基本运算 实验二 MATLAB符号运算 实验三 MATLAB程序设计 实验四 控制系统模型的表示及时间响应 实验五 控制系统的分析 实验六 控制系统的校正及综合设计 实验一 MATLAB实验环境及其基本运算 一、实验目的 通过本次实验，要求学生熟悉MATLAB软件操作环境； 掌握MATLAB常用的命令、函数。 二、实验要求 了解MATLAB操作环境的各个窗口、菜单的内容和使用方法。 2、熟悉下列命令： Help,who,look,save ,load,exit,demo等的使用。 3、熟悉下列常用的基本函数的使用： abs(x),sqrt(x),exp(x),sin(x),cos(x),asin(x),acos(x),tan(x),atan(x),log(x),log10(x),imag(x),real(x) 4、掌握矩阵的表示和基本运算： 5、向量的表示： 6、掌握熟悉多项式表达及运算： 三、实验原理 1、矩阵的表示和基本运算： 矩阵表达：, A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9], A=[1 2 3 4 5 6 7 8 9] A(2,6) 另外，熟悉下列生成矩阵函数：eye(x),zeros(x),ones(x),[ ],rand(x),company(x) 矩阵加法：C=A+B 矩阵减法: C=A-B 矩阵乘法: C=A*B 矩阵除法:C=A/B,C=A\B; 矩阵乘方:C=A^P 矩阵转置：C=A’ 矩阵求逆：C=inv(x) 矩阵特征值：C=eig(x) 2、向量的表示： 1） t=1:2:9 2) x=1:5 3、熟悉多项式表达及运算： 1）多项式的构造表达：， a=[1 3 -8 2 -1 10],b=[2 -9 -7 1] 2）多项式运算： 加法：c=a+[0 0 b] 减法: c=a+[0 0 b] 乘法: c=conv(a,b) 除法: [div,rest]=deconv(a,b) 微分: c=polyder(a) 求根: c=roots(a) 求值: c=polyval(a,-2) 四、实验内容 1、实验原理三中，1-2项内容在计算机中操作；第3项内容,自己假设x，记录函数运算结果。 2、已知矩阵为：，，用MATLAB进行矩阵的8种基本运算，并记录运算结果。 3、已知多项式为：，，用MATLAB进行多项式的7种基本运算，并记录运算结果。 五、思考题： 1、如何获取MATLAB命令信息解释的帮助？ 2、如何保存/读取MATLAB中的变量？ 六、实验报告 按下列要求认真完成实验报告（下同）： 实验X YYYYYYY实验 一、实验目的 二、实验要求 三、实验内容 四、数据（曲线）测试记录 五、数据处理（可选） 六、实验小结 实验二，MATLAB的符号运算 一、实验目的 1、通过本实验，使学生了解MATLAB符号运算的意义、内容和方法。 2、掌握极限、微分、方程、变换等的符号运算方法。 二、实验要求 1、理解本次实验中所要用到的理论知识，熟悉这些函数的灵活应用； 2、记录实验内容运行的结果，并分析判断执行结果的正确性； 3、按实验内容和记录完成实验报告。 三、实验原理、知识 1、符号变量和表达式： 1）符号变量：x=sym(‘x’),a=sym(‘a’)或 x=syms x,a。 2）符号表达式：f=sym(‘a*x^2+b*x+c’) 。可用findsym查找自变量。 2、极限运算： 1)limt（f,x,a） 2)limt (f,x,a,’left’） 3)limt（f,x,a,’right’） 运行:syms t x limt（(cos(x+t)-cos(x))/t,t,0） limt (1/x,x,0,’left’） limt（1/x,x,0,’right’） 3、微分运算: 1)diff(f)： 返回f对预设独立变量的一次微分； 2)diff(f,t) 返回f对独立变量t的一次微分积分； 3)diff(f,n) 返回f对预设独立变量的n微分积分； 4)fiff(f,t,n) 返回f对独立变量t的n微分积分； 运行：syms t x f=sym(‘a*x^2+b*x+c’) diff(f) diff(f,2) diff(f,a) diff(f,a,2) 4、积分运算： 1）int(f)： 返回f对预设独立变量的积分； 2）Int(f,’t’) ：返回f对独立变量t的积分； 3）Int