武漢理工計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告書2

實(shí)驗(yàn)課程名稱：計(jì)算機(jī)仿真動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的時(shí)域仿真成績實(shí)驗(yàn)者專業(yè)班級機(jī)自xs1101班組別同組者實(shí)驗(yàn)日期14年11月23日一局部：實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告〔包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、意義，實(shí)驗(yàn)根本原理與方法，主要儀器設(shè)備及耗材，實(shí)驗(yàn)方案與技術(shù)路線等〕一、實(shí)驗(yàn)要求⒈建立動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，掌握數(shù)學(xué)模型的MATLAB語言表示和模型轉(zhuǎn)換；⒉掌握時(shí)域仿真的方法和主要的仿真指令；⒊學(xué)習(xí)用編程器編程、程序調(diào)試、程序保存和運(yùn)行程序進(jìn)行仿真。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、第1項(xiàng)：系統(tǒng)階躍響應(yīng)編寫一個(gè)簡單的M文件，計(jì)算二階動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，ζ值從0.1到1，且繪制出一簇階躍響應(yīng)曲線。二階動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型如下：分別設(shè)固有頻率為1、2。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求:⑴按自己的設(shè)想編制程序，給出每句程序的注釋；⑵附上仿真的結(jié)果；⑶答復(fù)下列問題：如果想在窗中輸入固有頻率，應(yīng)如何修改程序？2、第2項(xiàng)：系統(tǒng)建模、模型轉(zhuǎn)換及仿真⑴用MATLAB語言表示圖示系統(tǒng)的模型，并給出三種模型的具體表達(dá)；⑵進(jìn)行單位階躍響應(yīng)和周期為30s的方波響應(yīng)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求⑴繪制系統(tǒng)框圖，寫清實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；⑵寫出編制的程序，并附上仿真的結(jié)果；第二局部：實(shí)驗(yàn)過程記錄〔可加頁〕〔包括實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄，實(shí)驗(yàn)過程發(fā)現(xiàn)的問題等〕第1項(xiàng)：系統(tǒng)階躍響應(yīng)程序及注釋：%progsy21.m%固有頻率為1的階躍響應(yīng)曲線figure(1);%創(chuàng)立一個(gè)圖形窗口w=1;%固有頻率為1y=zeros(200,1);%生成一個(gè)200*1的全零矩陣i=1;%循環(huán)變量inum=w*w;%分子參數(shù)forzeta=0.1:0.1:1%ζ值從0.1到1，每一次增加0.1den=[1,2*zeta*w,w*w];%分母參數(shù)t=[0:0.1:19.9];%采樣時(shí)間y(:,i)=step(num,den,t);%每一個(gè)參數(shù)下的單位階躍響應(yīng)的函數(shù)i=i+1;end%循環(huán)結(jié)束mesh(fliplr(y),[12030])%繪制立體網(wǎng)絡(luò)圖zlabel('Y')ylabel('t')xlabel('\zeta')%建立坐標(biāo)軸名grid%畫分格線%固有頻率為2的階躍響應(yīng)曲線figure(2);%創(chuàng)立一個(gè)圖形窗口w=2;%固有頻率為2y=zeros(200,1);%生成一個(gè)200*1的全零矩陣i=1;%循環(huán)變量inum=w*w;%分子參數(shù)forzeta=0.1:0.1:1%ζ值從0.1到1，每一次增加0.1den=[1,2*zeta*w,w*w];%分母參數(shù)t=[0:0.1:19.9];%采樣時(shí)間y(:,i)=step(num,den,t);%每一個(gè)參數(shù)下的單位階躍響應(yīng)的函數(shù)i=i+1;end%循環(huán)結(jié)束mesh(fliplr(y),[12030])%繪制立體網(wǎng)絡(luò)圖zlabel('Y')ylabel('t')xlabel('\zeta')%建立坐標(biāo)軸名grid%畫分格線第2項(xiàng)：系統(tǒng)建模、模型轉(zhuǎn)換及仿真程序及注釋：%progsy22.m%建模和模型轉(zhuǎn)換G1=tf([1,0.5],[1,0.1]);G2=tf(20,conv(conv([1,0],[1,2]),[1,20]));sys=feedback(G1*G2,1,-1)%輸入?yún)?shù)建模sysz=zpk(sys)%轉(zhuǎn)換為零極點(diǎn)模型syss=ss(sys)%轉(zhuǎn)換為狀態(tài)空間模型%單位階躍響應(yīng)figure(1)%創(chuàng)立一個(gè)圖形窗口step(sys);%單位階躍響應(yīng)圖%方波響應(yīng)figure(2)%創(chuàng)立一個(gè)圖形窗口[u,t]=gensig(‘square’,30,90);%產(chǎn)生周期30s的方波lsim(sys,’r’,u,t)%方波響應(yīng)，紅線表示holdon%在保持原有圖形的根底上繪制新圖形plot(t,u,’-.’)%畫出輸入信號方波的圖形holdoff%關(guān)閉holdon的功能%在圖形坐標(biāo)的〔5，0.8〕處添加文本標(biāo)注“輸入”text(5,0.8,’輸入\rightarrow’)%在圖形坐標(biāo)的〔5，0.8〕處添加文本標(biāo)注“輸出”text(17,0.8,’\leftarrow輸出’)教師簽字__________第三局部結(jié)果與討論〔可加頁〕一、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析〔包括數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析、影響因素討論、綜合分析和結(jié)論等〕二、小結(jié)、建議及體會三、思考題1、第1項(xiàng)：系統(tǒng)階躍響應(yīng)〔1〕仿真結(jié)果固有頻率為1的系統(tǒng)階躍響應(yīng)圖固有頻率為2的系統(tǒng)階躍響應(yīng)圖〔2〕在窗中輸入固有頻率，那么程序修改為：w=input(‘請輸入固有頻率：’);%固有頻率從窗口輸入y=zeros(200,1);%生成一個(gè)200*1的全零矩陣i=1;%循環(huán)變量inum=w*w;%分子參數(shù)forzeta=0.1:0.1:1%ζ值從0.1到1，每一次增加0.1den=[1,2*zeta*w,w*w];%分母參數(shù)t=[0:0.1:19.9];%采樣時(shí)間y(:,i)=step(num,den,t);%每一個(gè)參數(shù)下的單位階躍響應(yīng)的函數(shù)i=i+1;end%循環(huán)結(jié)束mesh(fliplr(y),[12030])%繪制立體網(wǎng)絡(luò)圖zlab