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1、《控制系统CAD与仿真》实验指导书计控学院自动化系实验一Matlab运算基础一、实验目的1、熟悉启动和退出Matlab的方法；2、熟悉Matlab命令窗口的组成；3、掌握建立矩阵的方法；二、实验内容：1、帮助命令使用help命令，查找sqrt（开方）函数的使用方法；2、先求下列表达式的值，然后显示Matlab工作空间的使用情况并保存全部变量。提示：利用冒号表达式生成a向量，求各点的函数值时用点乘运算。提示：用逻辑表达式求分段函数值。3、已知：4、设有矩阵A和B三、预习要求：利用所学知识，编写实验内容
2、中1到4的相应程序，并写在预习报告上。实验二结构程序设计一、实验目的1、掌握利用while语句实现循环结构的方法。2、掌握利用if语句实现选择结构的方法。3、掌握利用switch语句实现多分支选择结构的方法。二、实验内容：1、计算1+2+…+n<2000时的最大n值。2、计算分段函数的值。3、给出一个学生的百分制成绩，要求转化成成绩等级输出，等级分为’A’、’B’、’C’、’D’、’E’五等。90分以上为’A’，80~89为’B’，70~79为’C’，60~69为’D’、60分以下为’E’。三、预习
3、要求：利用所学知识，编写实验内容中1到3的相应程序，并写在预习报告上。实验三绘图操作一、实验目的1、熟悉Matlab的数据表示、基本运算和程序控制语句2、熟悉Matlab绘图命令及基本绘图控制二、实验内容：1、基本绘图命令（1）绘制余弦曲线y=cos(t)，t∈[0，2π]（2）在同一坐标系中绘制余弦曲线y=cos(t-0.25)和正弦曲线y=sin(t-0.5)，t∈[0，2π]2、基本绘图控制绘制[0，4π]区间上的x1=10sint曲线，并要求：（1）线形为点划线、颜色为红色、数据点标记为加号
4、；（2）坐标轴控制：显示范围、比例、网络线（3）标注控制：坐标轴名称、标题、相应文本；三、预习要求：利用所学知识，编写实验内容中1到5的相应程序，并写在预习报告上。实验四数据处理与多项式计算一、实验目的1、掌握多项式的常用运算；2、掌握数据统计和分析的方法；3、掌握数值插值与曲线拟合的方法及其应用。二、实验内容：1、多项式（1）建立多项式，并求出p(x)=0的根。（2）已知A=[1.2,3,5,0.9;5,1.7,5,6;3,9,0,1;1,2,3,4],求矩阵A的特征值。2、将100个学生5门功课
5、的成绩存入矩阵P中，进行如下处理：（1）分别求每门课的最高分、最低分及相应学生序号。（2）分别求每门课的平均分和标准方差。（3）五门课总分的最高分、最低分及相应学生序号。（4）将5门课总分按从小到大顺序存入zcj中，相应学生序号存入xsxh。提示：上机调试时，为避免输入学生成绩的麻烦，可用取值范围在[45，95]之间的随机矩阵来表示学生成绩。3、已知lgx在[1，101]区间10个整数采样点的函数值如实验表1所示。实验表1lgx10个采样点的函数值x1112131415161718191101lgx
6、01.04141.32221.49141.61281.70761.78531.85131.90851.95902.0043试求lgx的5次拟合多项式p(x)，并绘制出lgx和p(x)在[1，101]区间的函数曲线。三、预习要求：利用所学知识，编写实验内容中1到3的相应程序，并写在预习报告上。实验五控制系统时域，频域和根轨迹分析一、实验目的1、掌握如何使用Matlab进行系统的时域分析2、掌握如何使用Matlab进行系统的频域分析3、掌握如何使用Matlab进行系统的根轨迹分析二、实验内容：1、时域分
7、析（1）根据下面传递函数模型：绘制其单位阶跃响应曲线并从图上读取最大超调量，绘制系统的单位脉冲响应、零输入响应曲线。（2）典型二阶系统传递函数为：当ζ=0.7,ωn取2、4、6、8、10、12的单位阶跃响应。（3）典型二阶系统传递函数为：当ωn=6,ζ取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5、2.0的单位阶跃响应。2、频域分析（1）典型二阶系统传递函数为：当ζ=0.7,ωn取2、4、6、8、10、12的伯德图（2）典型二阶系统传递函数为：当ωn=6,ζ取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0
8、、1.5、2.0的伯德图。3、根轨迹分析根据下面负反馈系统的开环传递函数，绘制系统根轨迹，并分析系统稳定的K值范围。三、预习要求：利用所学知识，编写实验内容中1到3的相应程序，并写在预习报告上。实验六控制系统稳定性分析一、实验目的1、掌握如何使用Matlab进行系统的稳定性分析2、掌握如何使用Matlab进行系统的能观测性、能控性分析3、掌握如何使用Matlab进行离散系统分析二、实验内容1、系统稳定性分析（1）代数法稳定性判据：（用求分母多项式的根和routh函数两
