《计算机仿真技术》实验指导书

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1、《计算机仿真技术》实验指导书电气与信息工程学院实验中心40前言计算机仿真技术是利用计算机科学和技术的成果建立被仿真对象的模型，并在某些实验条件下对模型进行动态实验的一门综合性技术。它具有高效、安全、受环境条件的约束较少、可改变时间比例尺等优点，已成为分析、设计、运行、评价、培训系统（尤其是复杂系统）的重要工具，是自动化、电气工程及其自动化本科专业的专业必选课。计算机仿真离不开基本的专业理论知识和计算机编程，因此学习本门课程可以使同学们巩固相关专业领域的基本知识、原理和方法，训练编程能力，掌握仿真的基本概念，并将仿真技术

2、应用在专业领域分析、问题的解决上面，为今后进一步的学习、科研打下基础。本实验课程注重实践和理论结合，在实验室上机完成全部课程。结合课程和专业特点，实验指导书选取了：熟悉MATLAB环境及基本运算、Matlab程序设计基本方法、MATLAB的图形绘制、Simulink建模与仿真、控制系统的分析（1）—时域分析、控制系统的分析（2）—根轨迹分析、控制系统的频率特性分析这几部分内容，作为学习仿真技术的主要内容。希望同学们在实验课前要做好预习工作，掌握基本方法和原理，实验课堂上做好每个实验，对实验结果要做好必要的记录和保存，课

3、后认真完成实验报告。只要认真对待每一次实验练习，相信同学们在专业理论知识和编程仿真实践上真正会有所收获。40目录实验一熟悉MATLAB环境及基本运算3实验二Matlab程序设计基本方法8实验三MATLAB的图形绘制11实验四Simulink建模与仿真15实验五控制系统的分析（1）—时域分析22实验六控制系统的分析（2）—根轨迹分析25实验七控制系统的频率特性分析29实验八基于传递函数的控制器设计3340实验一熟悉MATLAB环境及基本运算（验证性实验）一、实验目的1．熟悉MATLAB开发环境2．掌握矩阵、变量、表达式的

4、各种基本运算二、实验原理1.熟悉MATLAB环境熟悉MATLAB桌面和命令窗口、命令历史窗口、帮助信息浏览器、工作空间浏览器文件和搜索路径浏览器。2.掌握MATLAB常用命令clc清除命令窗口中内容clear清除工作空间中变量help对所选函数的功能、调用格式及相关函数给出说明lookfor查找具有某种功能的函数但却不知道该函数的准确名称who查询工作空间中的变量信息3.MATLAB变量与运算符变量命名规则如下：（1）变量名可以由英语字母、数字和下划线组成（2）变量名应以英文字母开头（3）长度不大于31个（4）区分大小

5、写MATLAB中设置了一些特殊的变量与常量，列于下表。表1MATLAB的特殊变量与常量变量名功能说明变量名功能说明ANS默认变量名，以应答最近一次操作运算结果realmin最小的正实数i或j虚数单位INF(inf)无穷大pi圆周率NAN(nan)不定值（0/0）eps浮点数的相对误差nargin函数实际输入参数个数realmax最大的正实数nargout函数实际输出参数个数MATLAB运算符，通过下面几个表来说明MATLAB的各种常用运算符40表2MATLAB算术运算符操作符功能说明操作符功能说明+加矩阵左除-减.

6、数组左除*矩阵乘/矩阵右除.*数组乘./数组右除^矩阵乘方'矩阵转置.^数组乘方.'数组转置表3MATLAB关系运算符操作符功能说明==等于~=不等于>大于<小于>=大于等于<=小于等于表4MATLAB逻辑运算符逻辑运算符逻辑运算说明&And逻辑与

7、Or逻辑或~Not逻辑非Xor逻辑异或表5MATLAB特殊运算符号功能说明示例符号功能说明示例：1:1:4;1:2:11.；分隔行..，分隔列…（）%注释[]构成向量、矩阵！调用操作系统命令{}构成单元数组=用于赋值4.MATLAB的一维、二维数组的访问表6子数组访问与赋值

8、常用的相关指令格式指令格式指令功能A(r,c)数组A中r指定行、c指定列之元素组成的子数组A(r,:)数组A中r指定行对应的所有列之元素组成的子数组A(:,c)数组A中c指定列对应的所有行之元素组成的子数组A(:)数组A中各列元素首尾相连组成的“一维长列”子数组40A(i)"一维长列"子数组中的第i个元素A(r,c)=Sa数组A中r指定行、c指定列之元素组成的子数组的赋值A(:)=D(:)数组全元素赋值，保持A的行宽、列长不变，A、D两组元素总合应相同5.MATLAB的基本运算表7两种运算指令形式和实质内涵的异同表数组

9、运算矩阵运算指令含义指令含义A．'非共轭转置A’共轭转置A=s把标量s赋给A的每个元素s+B标量s分别与B元素之和s-B,B-s标量s分别与B元素之差s.*A标量s分别与A元素之积s*A标量s分别与A每个元素之积s./B,B.s标量s分别被B的元素除S*inv(B)B阵的逆乘sA.^nA的每个元素自乘n次A^nA阵为方阵，自乘n