matlab及工程应用实验指导书new

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1、《Matlab及工程应用》实验指导书机电工程学院机电教研室编2011年5月6日《Matlab及工程应用》实验教学大纲一、实验课程简介MATLAB实验是为配合《Matlab及工程应用》课程同步进行实验教学的需要而开设的，主要目的是加深学生掌握MATLAB的语法规则、基本数学问题计算与分析方法、以及控制系统设计与分析方法。二、实验目的要求通过上机实验使学生熟悉MATLAB运行环境和MATLAB语言的主要特点；掌握MATLAB语言的基本语法规则及基本操作命令的使用；掌握应用MATLAB实现二维和三维图形的绘制方法；熟练掌握用MATLAB的解决一些数值计算问题；熟练掌握运

2、用MATLAB进行控制系统设计与分析。三、考核方式1．学生实验前须复习课堂内容，对实验内容进行认真准备，实验时必须签到2．上机实验时每组学生（1人）使用相关设备一套，每次实验2课时3．每次实验后提交实验报告四、主要仪器设备及台（套）数1．计算机1台/每人2。MATLAB软件/每机五、实验计划实验计划序号名称内容类型学时每组人数1基本数学运算基本函数计算、多项式计算、基本曲线曲面绘制、微分、积分数值计算操作212矩阵及线性方程计算行列式计算、矩阵秩、特征向量、特征值、线性方程组、大型稀疏矩阵计算操作213程序语言编程条件分支、循环等语句编写、自定义函数编写操作214

3、MatlabGUI程序设计5Simulink与控制系统建模操作216控制系统时域频域性能分析操作217超前滞后及PID调节器设计操作218大作业操作21六、主要参考书目[1]李海涛.MATLAB程序设计教程.北京.高等教育出版社，第一版[2]张智星.MATLAB程序设计与应用.北京.清华大学出版社，第一版实验（一）基本数学运算1、实验目的掌握MATLAB基本语法规则、基本函数计算、多项式计算、简单函数编写、基本曲线曲面绘制、以及微分、积分方程数值计算2、实验要求（1）求，并求的方程根（2）求函数在范围等间距点上的计算值，间距为0.05（3）要求分别用1次曲线，2次

4、曲线，3次曲线分别拟合题（1）中描述的曲线，并绘制在同一图上，要求各拟合曲线颜色不同、点标志符号也不同，并求各多项式的根。（4）绘制三维曲线（5）分别使用surf、mesh、contour命令绘制曲面。3、实验报告写出求解题（1）、（2）、（3）、（4）、（5）MATLAB命令，并给出计算结果图和计算结果（拟合多项式系数及根）。实验（二）矩阵、线性方程计算1、实验目的掌握MATLAB矩阵计算、矩阵数据输入、矩阵特征值计算、线性方程求解、大型稀疏方程组求解2、实验要求（1）已知，求A*B，A+B，A-B，A/B，AB值（2）求题（1）矩阵A的逆，特征向量、特征值

5、。（注意分别使用函数inv(),[UD]=eig()）（3）已知方程组，其中A为题（1）中矩阵，求该方程组的解X。（4）矩阵A为维数NxN的稀疏矩阵，它的各元素值为，向量，使用常规方法求N=200，500时方程组的解。使用大型稀疏方程组求解方法求N=200000方程组的解。3、实验报告写出求解题（1）、（2）、（3）、（4）MATLB命令，并给出计算结果（数据量超过20时，用曲线表示）。实验（三）脚本语言及函数编写1、实验目的掌握MATLAB脚本语言编写，if,for,while,break,continue等语句的使用、函数程序设计及程序调试方法。2、实验要求（

6、1）已知，编一程序求正弦函数级数值（取前10项），计算x=pi/4级数值与与理论值的误差。（2）矩阵A为维数NxN的稀疏矩阵，它的各元素值为，向量，编写程序设置大型稀疏方程组的系数，并求N=200000方程组的解。（3）编写函数f(a,b,c)求一元二次方程的根，输入参数a,b,c为阶数为2的向量,表示复系数,如[12]表示1+2i，要求输出参数为1个2x2矩阵，2个列向量表示根。.（4）已知某控制系统对阶跃输入响应为，绘制系统的响应图，并求系统的超调量，峰值时间，回复时间，上升时间，衰减比。3、实验报告写出题（1）、（2）、（3）、（4）的MATLAB求解程序及

7、计算结果。实验（四）GUI程序设计1、实验目的掌握MATLABGUI及回调程序设计。2、实验要求（1）设计如图1所示界面图1要求可用点或钩选中函数，按PLOT按钮，在右边同时绘制选中曲线，没有选中的曲线则不需要绘制。（2）设计如图2所示界面图2要求输入X，Y坐标点后，按APPEND按钮，在右上图绘制已输入点；按PLOFIT按钮后，用3次曲线拟合输入点，并在右上图绘制该曲线；按ROOT按钮后，在右下图绘3次多项式对应根（虚跟用Y坐标表示）。3、实验报告写出题（1）、（2）求解过程及相应程序。实验（五）SimuLink与控制系统建模1、实验目的掌握利用Simulink

8、进行复杂系