MATLAB实训总结报告.doc

徐律 电气工程学院自动化102班 12月21日试验一 matlab环境熟悉和基础运算一、试验目标1熟悉matlab开发环境2掌握矩阵、变量、表示式多种基础运算二、试验基础知识1. 熟悉matlab环境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常见命令3. matlab变量和运算符 变量命名规则以下：（1） 变量名能够由英语字母、数字和下划线组成 （2） 变量名应以英文字母开头 （3） 长度小于31个 （4） 区分大小写matlab中设置了部分特殊变量和常量，列于下表。matlab运算符，经过下面多个表来说明matlab多种常见运算符表2 matlab算术运算符表3 matlab关系运算符表4 matlab逻辑运算符表5 matlab特殊运算4. matlab一维、二维数组寻访表6 子数组访问和赋值常见相关指令格式5. matlab基础运算表7 两种运算指令形式和实质内涵异同表6. matlab常见函数表8 标准数组生成函数表9 数组操作函数三、试验内容1、新建一个文件夹（自己名字命名）2、开启matlab6.5，将该文件夹添加到matlab路径管理器中。 3、保留，关闭对话框4、学习使用help命令，比如在命令窗口输入help eye，然后依据帮助说明，学习使用指令eye（其它不会用指令，依据此方法类推）6、初步程序编写练习，新建m-file，保留（自己设定文件名，比如exerc1、exerc2、exerc3?），学习使用matlab基础运算符、数组寻访指令、标准数组生成函数和数组操作函数。注意：每一次m-file修改后，全部要存盘。练习a：（2） 学习使用clc、clear，了解其功效和作用。答：clc是清除命令窗体内容 clear是清除工作区间（3） 输入c=1:2:20，则c（i）表示什么？其中i=1,2,3,?,10。由试验结果能够得悉，c=1:2:20是产生从1到20累加2取数得到一个数组c，依次为1、3、5?17、19。c（i）表示是数组中第多个数。篇二：matlab实习汇报电气信息工程学院计算机仿真课程实习汇报课题名称：基于matlab过程控制系统设计专 业：姓 名：班级学号：指导老师：成 绩：二一十二个月六月二十四日目 录1. matlab介绍 . 11.1. matlab特点 . 11.2. matlab功效 . 11.3. matlab语言优点 . 22. 计算机仿真课程实习目标 . 23. 过程控制系统设计 . 23.1. 过程控制系统性能分析 . 23.2. pid控制器设计 . 33.2.1. pid控制器基础原理 . 33.2.2. pid控制器参数整定 . 53.2.3. 仿真及结果分析 . 73.3. smith预估赔偿器设计 . 83.3.1. smith预估赔偿器基础原理. 83.3.2. 仿真及结果分析 . 84. 计算机仿真课程实习心得体会 . 95. 参考文件. 101. matlab介绍matlab是美国math works企业推出一个高性能数值计算和可视化软件，它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体，组成了一个方便、界面友好用户环境。 matlab推出得到了各个领域广泛关注，其强大扩展功效为各个领域应用提供了基础。由各个领域教授学者相继推出了matlab工具箱，其中控制类关键有信号处理、控制系统、神经网络、图像处理等。借助matlab这些工具箱，大家可直观、方便地进行分析、计算及设计工作，从而大大节省了时间，并能很快地设计出更多处理方案来确保未来更多技术需要。matlab名字由matrix和 laboratory 两词前三个字母组合而成。20世纪七十年代后期时任美国新墨西哥大学计算机科学系主任cleve moler教授出于减轻学生编程负担动机，为学生设计了用fortran编写萌芽状态matlab。经几年校际流传，在little推进下，由little、moler、steve bangert合作，于1984年成立mathworks企业，并把matlab正式推向市场。1.1. matlab特点功效强大数值运算语言简练紧凑优异资料视觉化功效开放及可延伸架构丰富程式工具箱移植性和开放性好语句简单，内涵丰富高效方便矩阵和数组运算方便绘图功效1.2. matlab功效matlab能够进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其它编程语言程序等，关键应用于工程计算、控制设计、信号处理和通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计和分析等领域。1.3. matlab语言优点用matlab编程运算和人进行科学计算思绪和表示方法一样，所以用matlab进行运算和在初稿纸上演算数学题一样方便。matlab既像一个万能，科学数学运算“演算纸”，又像一个万能计算器一样方便快捷。matlab大大降低了对使用者数学基础和计算机语言知识要求，即使用户不懂c或fortran这么程序设计语言，也可使用matlab轻易地再现c或fortran语言几乎全部功效，从而设计出功效强大，界面好，稳定可靠程序，编程效率和计算效率极高。2. 计算机仿真课程实习目标（1）、熟悉matlab语言使用，学习并掌握程序编写和调试过程。（2）、采取matlab完成控制系统建立、分析和设计仿真，了解和掌握matlab对控制系统分析和设计原理。3. 过程控制系统设计3.1. 过程控制系统性能分析原系统simulink仿真模型框图：图3-1单位阶跃响应曲线3.2.3.3.10.8输出0.60.40.2时间图3-2延迟步骤对系统性能影响：当过程控制系统存在大纯延迟步骤时，会使系统闭环特征方程式包含纯延迟因子，这就肯定造成系统稳定性降低。尤其是，当延迟时间足够长时，还可能造成系统不稳定。结论：由图象可知，原系统超调量较大，调整时间长，稳定性较差，需要经过设计使系统响应愈加快速。3.4. pid控制器设计3.4.1. pid控制器基础原理pid 控制器是一个在工业控制应用中常见反馈回路部件。这个控制器把搜集到数据和一个参考值进行比较，然后把这个差异用于计算新输入值，这个新输入值目标是能够让系统数据达成或保持在参考值。和其它简单控制运算不一样，pid控制器能够依据历史数据和差异出现率来调整输入值，这么能够使系统愈加正确，愈加稳定。能够经过数学方法证实，在其它控制方法造成系统有稳定误差或过程反复情况下，一个pid反馈回路却能够保持系统稳定。篇三：matlab试验汇报matlab程序设计语言实验报告姓 名 _学 号 _日 期 _试验一 matlab基础使用一、 试验目标1. 了解matalb程序设计语言基础特点，熟悉matlab软件运行环境；2. 掌握变量、函数等相关概念，掌握m文件创建、保留、打开方法，初步含有将通常数学问题转化为对应计算机模型处理能力；3. 掌握二维图形绘制方法，并能用这些方法实现计算结果可视化。二、 matlab基础知识经过本课程学习，应基础掌握以下基础知识：一. matlab介绍二. matlab开启和退出三. matlab使用界面介绍四. 帮助信息获取五. matlab数值计算功效六. 程序步骤控制七. m文件八. 函数文件九. matlab可视化三、上机练习1. 仔细预习第二部分内容，相关matlab基础知识。2. 熟悉matlab环境，将第二部分全部例子在计算机上练习一遍?123?987?3、已知矩阵a?456,b?654。求a*b，a .* b，比较二者结?789?321?果是否相同。并利用matlab内部函数求矩阵a大小、元素和、长度和最大值。解：>> a=1 2 3;4 5 6;7 8 9;>> b=9 8 7;6 5 4;3 2 1;>> a*bans =30 24 1884 69 54138 114 90>> a.*bans =9 16 2124 25 2421 16 9 二者结果不一样>> m,n=size(a)m =3n =3>> b=sum(a)b =12 15 18>> a=length(a)a =3>>max(a)ans =7 8 94、fibonacci数组元素满足fibonacci规则：ak?21） 在命令窗口中完成；2） 利用m文件完成；3） 自己定义一个函数文件，并在命令窗口中调用该函数完成。 ?ak?ak?1,(k?1,2,?)；且a1?a2?1。现要求该数组中第一个大于10000元素。解>> a1=1;>> a2=1;>;> b=0;>> while b<10000b=a1+a2;a1=a2;a2=b;end>> bb =109465.在同一个图形窗口两个子窗口中分别画出?虚线）和x) x)（红色、48?（蓝色、星号）波形。要求有标题，x、y轴有标注。解：>> x=-10:0.1:10;y1=cos(pi/4)*x);subplot(2,2,1),plot(x,y1,r:)xlabel(x1)ylabel(y1=cos(pi/4)*x)title(余弦函数)>> x=-10:0.1:10;y2=cos(pi/8)*x);subplot(2,2,2),plot(x,y1,b-.p)xlabel(x2)ylabel(y2=cos(pi/8)*x)title(余弦函数)图形：四、1、2、3、五、简述此次试验体会和提议。 思索题 在语句末加分号“；”和不加分号有什么区分？ m文件和函数文件有什么异同之处？ 矩阵乘（*）和数组乘（.*）有何不一样？试验二 信号表示及可视化一、试验目标1. 掌握连续信号matlab表示方法（表示式及图形描述）；2. 掌握离散序列matlab表示方法（表示式及图形描述）；二、试验原理在matlab中通常见两种方法来表示信号，一个是向量表示信号，另一个则是用符号运算方法来表示信号。用合适matlab语句表示出信号后，我们就能够利用matlab绘图命令绘出直观信号波形。（一.） 连续时间信号表示及可视化1. 向量表示法：对于连续时间信号f(t)，我们能够用两个行向量f和t来表示，其中t向量是形如t=t1:p:t2matlab命令定义时间范围向量，t1为信号起始时间，t2为终止时间，p为时间间隔。向量f为连续信号f(t)在向量t所定义时间点上样值。2. 符号运算表示法：假如信号能够用一个符号表示式来表示它，则我们可用ezplot命令绘制出信号波形。3. 常见连续信号表示1）单位阶跃信号单位阶跃信号定义为：?(t)?1t?0?0t?0一个得到单位阶跃信号方法是在matlabsymbolic math toolbox中调用单位阶跃函数heaviside，这么可方便地表示出单位阶跃信号。不过，在用函数 ezplot实现其可视化时，就出现一个问题：函数ezplot只能画出既存在于symbolic math工具箱中，又存在于总matlab工具箱中函数，而heaviside函数仅存在symbolic math toolbox中，所以，就需要在自己工作目录work下创建heavisidem文件，该文件以下：function f=heaviside(t)f=(t>0); %t>0时f为1，不然为0正确定义出该函数并保留运行后，就可调用该函数了。（二.） 离散时间信号表示及可视化1. 通常离散信号表示：通常说来，离散时间信号用f(k)表示，其中变量k为整数，代表离散采样时间点。在matlab中，用一个向量f即可表示一个有限长度序列。不过，这么向量并没有包含其对应时间序号信息。所以，要完整地表示离散信号需要用两个向量。2. 经典离散序列表示篇四：matlab实训汇报matlab语言编程实训汇报题目年 级 专 业 电子信息工程目录第一章 绪论 . 21.1 本设计课题目标及意义，关键处理问题 . 21.1.1 matlab在信号和系统中应用目标及意义 . 21.1.2 关键处理问题 . 21.2 课题社会和技术背景 . 21.3 实现具体功效 . 3第二章 课题基础概念和原理 . 42.1. matlab概念 . 42.2. 信号和系统概念 . 42.3. 信号和系统分析基础内容和方法 . 52.4. 离散系统基础概念 . 63. 5连续系统模型及表示 . 6第三章 系统设计和实现 . 74. 1采取软件及开发平台 . 74.1. 1系统设计软件 . 73.1.2开发平台和编程环境 . 75. 2系统具体设计 . 85.1. 1建模 . 85.2. 2处理方法 . 96. 3系统设计亮点 . 9第四章 结束语 . 10参考文件 . 11第一章 绪论1.1 本设计课题目标及意义，关键处理问题1.1.1 matlab在信号和系统中应用目标及意义matlab在信号和系统中应用能够让学生熟悉matlab软件平台、工具箱、高效数值计算及符号计算功效。熟悉matlab软件信号处理编程方法和结果可视化。了解数字信号处理计算机仿真方法。深入加深对信号和系统基础原理、方法及应用了解。matlab软件含有强大数值分析和计算结果可视化功效.利用matlab软件,经过一个应用实例,将信号和系统课程理论和实践教学有机地结合,有效地处理了教学中难点问题,说明了matlab软件在信号和系统课程实践教学中含相关键实际意义1.1.2 关键处理问题matlab基础使用方法，matlab预定义函数，怎样用matlab绘图，怎样在matlab中编程，基于matlab矩阵运算、符号运算、数值分析等。1.2 课题社会和技术背景长久以来，“信号和系统”课程一直采取黑板式单一教学方法，学生仅依靠做习题来巩固和了解教学内容，对课程中大量应用性较强内容不能实际动手设计、调试、分析，严重影响和制约了教学效果。因为黑板式教学，课程中大量信号分析结果缺乏可视化直观表现，学生自己设计系统也不能直观得到系统特征可视化测试结果，学生将大量精力和时间用于繁杂手工教学运算，而未了解所得结果在信号处理中实际应用。所以，该课程迫切需要进行教学方法和手段改革，即在改善教学方法和调整教学内容同时，实现在试验环境中，以计算机为辅助教学手段，用信号分析软件帮助学生完成数值计算、信号和系统分析可视化建模即仿真调试，培养学生主动获取知识和独立处理问题能力，为学习后继专业课打下坚实基础。国际上公认优异科技应用软件matlab出现给“信号和系统”课程计算机辅助教学带来了福音，是利用计算机辅助学生完成“信号和系统”课程数值计算、信号和系统分析可视化建模即仿真调试成为可能。该软件由企业于1984年推出，经过十几年发展和完善，现在已成为科技界最流行应用软件。它关键特点是：（1） 高效数值计算及符号计算功效，使用户从繁杂数学运算分析中解脱出来。（2） 完善图像处理功效，实现计算结果和编程可视化。（3） 友好用户界面即靠近数学表示式自然化语言，使学着易于学习和掌握。（4） 功效丰富应用工具箱（如信号处理工具箱），为用户提供了大量方便实用处理工具。matlab上述特点,使她深受工程技术人员及科技教授欢迎，并很快成为应用科计机辅助分析设计、仿真、教学等领域不可缺乏基础软件。现在，在国外高校，matlab已成为本科生、硕士必需掌握基础软件，中国部分理科院校也已经或正把matlab作为学生必需掌握一个软件。多年来中国大专院校计算机应用环境和设备全部有了较大完善，很多学生家庭拥有个人计算机。这使得matlab应用硬件有了确保。同时matlab教学版推出也大大促进了matlab推广使用。1.3 实现具体功效自上而下编程方法，不仅适适用于编程，而且适适用于我们做事。具体步骤为:首先对你所面临问题进行正确描述，即你碰到到底是什么问题。然后定义输入输出量，即我们目标和现有条件。以后设计算法，逐层分解，逐步求精，这是做事谋一个过程，大部分人做事犯错就在这个地方，懒得到逐层分解，逐步求精，总是妄想一步登天。再把算法转化为matlab语言，这一步是踏扎实实做过程，没有这一步你什么也做不成。最终检测程序，我们做东西是否正确，不正确检测错误。这一步是需要耐心，不要怕错误，每一次检测全部会让你提升。做事时，不要因部分错误而停止不前。该课题研究是线性时不变系统通常数学模型和求解方法。具体为描述一个二阶线性时不变连续系统微分方程，然后求出系统零状态响应。第二章 课题基础概念和原理2.1 matlab概念1matlab 为美国mathworks企业1984年正式推出一套高性能数值分析和计算软件，其功效不停扩充，版本不停升级，1992年推出划时代4.0版，1993年推出了能够配合microsoft windous使用微机版，95年4.2版，97年5.0版，99年5.3版，5.x版不管是界面还是内容全部有长足进展，其帮助信息采取超文本格式和pdf格式，能够方便浏览。至6月推出6.1版，6月推出6.5版，继而推出6.5.1版, 7月matlab7和simulink6.0被推出，现在最新版本为7.1版。matlab将矩阵运算、数值分析、图形处理、编程技术结合在一起，为用户提供了一个强有力科学及工程问题分析计算和程序设计工具，它还提供了专业水平符号计算、文字处理、可视化建模拟真和实时控制等功效，是含有全部语言功效和特征新一代软件开发平台。6.1. 信号和系统概念2信号(signal)概念广泛地出现在各个领域中，它以多种多样形式表现且携带着特定信息。古战场曾以击鼓鸣金传达前进或撤退命令，更以烽火作为信号传输敌人进犯紧急情况。近代，信号利用更是包含力、热、声、光、电等很多方面。就其基础含义而言，信号是用来传输某种消息或信息物理形式。在通信技术中，通常把语言、文字、图像或数据等统称为消息(message)，信号是消息表现形式或运载工具，而消息则是信号具体内容，消息蕴涵于信号之中。和信号亲密相关更广义概念是信息(information)。信号通常可表示为一个或多个变量函数。比如，锅炉温度可表示为温度随时间改变函数；语音信号可表示为声压随时间改变函数；一张黑白图片可表示为灰度随二维空间变量改变函数。篇五：matlab软件实训汇报matlab软件实训汇报摘 要matlab是一套功效强大工程技术数值运算和系统仿真软件，它含有矩阵运算、数字信号处理、仿真建模、系统控制和优化等功效，simulink是matlab提供一个可视化仿真模型库，它使用户能够以模块化设计方法完成系统建模和仿真，是科学研究和工程技术人员得力助手。关键词matlab；运算；编程；作图；simulink系统仿真正 文matlab因其强大功效而在世界范围内得以流行，尤其是在工程领域应用最为广泛。matlab是一个面向科学和工程高级语言，因为其集成了很多领域工具箱，所以又被称为“巨人肩上工具”。matlab 语言是当今国际上科学界 (尤其是自动控制领域) 最具影响力、也是最有活力软件。它起源于矩阵运算，并已经发展成一个高度集成计算机语言。它提供了强大科学运算、灵活程序设计步骤、高质量图形可视化和界面设计、便捷和其它程序和语言接口功效。matlab 语言在各国高校和研究单位起着重大作用。一、matlab语言介绍及软件组成matlab是集数值计算、符号运算及图形处理等强大功效于一体科学计算语言。作为强大科学计算平台，它几乎能够满足全部计算需求。matlab为用户提供了含有条件控制、函数调用、数据输入输出及面向对象等特征高层、完备编程语言。matlab语言语法简单，程序调试和维护轻易，其编程效率远远高于basic、piscal及c等高级语言。新版本matlab语言是基于最为流行c语言基础上，所以语法特征和c语言极为相同，而且愈加简单，愈加符合科技人员对数学表示式书写格式。使之更利于非计算机专业科技人员使用。含有可移植性好、可扩展性极强等特点，是最为普遍计算仿真工具之一，所以我们有必需了解和掌握matlab这门语言工具。matlab总体上由三大部分组成，第一部分matlab系统，第二部分是simulink,第三部分是toolboxes（工具箱）。matlab系统是matlab关键，它包含matlab语言、matlab工作环境、句柄图形、matlab数学函数库和应用程序接口等。simulink是用于动态系统仿真交互系统，它能够对多种动态系统进行建模、仿真和分析。以simulink为关键开发应用程序集是blocksets(模块库)，它提供了多个多样功效模块。matlab工具箱是用来处理各个特定领域问题函数库，其内容很广泛，包含控制、通信、信号处理、图像处理、金融、地理等科学研究各个领域。matlab最初是单纯用于开发矩阵计算，但经过这些年快速发展，matlab已经成为一个高速工程计算语言，在数值计算、数据处理、自动控制、图像处理、神经网络、小波分析等方面应用广泛。matlab还采取了一组被称为工具箱特殊应用解答集。matlab工具箱能够处理很多特殊问题，比如，信号处理、自动控制、神经网络、模糊逻辑、小波变换、系统仿真等。二、matlab运算在matlab中，全部运算使用数据全部是以数组形式出现。最基础是双精度数组，包含标量（11矩阵）、行向量（1m）矩阵、列向量（1m）矩阵、矩阵、多维数组，和字符串数组、单元数组、结构数组等。对matlab数组能够进行基础算数运算、逻辑运算、关系运算等。matlab还提供了大量函数，使得很多复杂数学运算全部能够用简单matlab语句来实现。而单元数组和结构数组使用，更增加了matlab处理数据灵活性。1、用冒号算符生成行向量1,2,3,4,5。在窗口命令中输入：>>a=1:5运行后显示：a=1. 2 3 4 52、多维数组输入。在窗口命令中输入：>>a(:,:,1)=1,2,3;4,5,6;>>a(:,:,2)=7,8,9;10,11,12;>> a运行后显示：a(:,:,1) =1. 2 34 5 6a(:,:,2) =7 8 910 11 123、矩阵加法在窗口命令中输入：>> a=1 3 5; 2 4 6,b=-1 0 1;3 6 9,c=a+b运行后显示：a =1. 3 52. 4 6b =- 1 0 13 6 9c =0 3 65 10 154、matlab求绝对值法。找出数组 a=-4 -2 0 2 4;-3 -1 1 3 5中全部绝对值大于3元素。在命令窗口中输入：>> a=-4 -2 0 2 4;-3 -1 1 3 5;>> m,n=find(abs(a)>3)运行后显示：m = 1 1 2n = 1 5 55、matlab误差基础性质和处理。已知24.674,24.675,24.673,24.676,24.671,24.688,24.672,24.674八个测量结果经过matlab求其粗大误差和方差。x=24.674,24.675,24.673,24.676,24.671,24.688,24.672,24.674;% 列出测量列值geshux=length(x); %求出被测量值个数pingjunx=sum(x)/geshux; %求出平均数v=x-pingjunx; %求出参与误差sumv=sum(v); %算术平均值计算校核（求残余误差之和） if(abs(sumv)>geshux*0.001/2)endfangcha=(sum(v.2)/(geshux-1).(1/2); %求方差j=0;for i=1:geshux %判别粗大误差，假如有粗大误差则去除粗大误差。 if (abs(x(1,i)-pingjunx)>2*fangchaflag=1j=j+1;chucha(1,j)=x(1,i);for k=i:(geshux-1)x(1,k)=x(1,(k+1);endgeshux=geshux-1;endend %得到去除粗大误差以后测量值个数保留在geshux里。 geshuy=geshux; %重新建立一个矩阵y。if j>0 %假如粗差个数大于1（存在粗差），则重新计算均值和方差， for i=1:geshuy %而且把剔除粗差后数据保留在新数组y里。 y(i)=x(1,i);endchuchapingjuny=sum(y)/geshuy;v=y-pingjuny;sumv=sum(v);if(abs(sumv)>geshuy*0.001/2)flag1=1endfangcha=(sum(v.2)/(geshuy-1).(1/2);end %粗大误差保留在cucha里jzfangcha=fangcha/(geshux.0.5); %算术平均值标准差保留在jzfangcha里。limerror=3*jzfangcha %算术平均值极限误差保留在limerror里。运行结果以下：flag =1chucha =24.6880limerror =0.0019数组元素平均值残差。在命令窗口中输入：>>x=24.674,24.675,24.673,24.676,24.671,24.678,24.672,24.674; >>geshux=length(x);>>pingjunx=sum(x)/geshux;>> v=x-pingjunx;>> sumv=sum(v);>> geshuxgeshux =8>> vv = columns 1 through 6 columns 7 through 8- 0.0001 0.0009 -0.0011 0.0019 -0.0031 0.0039- 0.0021 -0.0001>> sumvsumv =-3.5527e-0156、误差合成。弓高弦长法介绍测量大直径。直接测得弓高h、弦长s，依据h，s间函数关系利用熟悉语言编程求解出直径d，和直径系统误差、随机误差和所求直径最终结果。d?s24h?h=50mm,?h=-0.1mm, ?limh?0.05s=500mm, ?s=1mm, ?lims=?0.1在命令窗口中输入：>>syms s h real;>>f=s2/(4*h)+h;>>xitongs=diff(f,s);>>xitongh=diff(f,h);>>xitongszh=subs(xitongs,s h,500 50);>>xitonghzh=subs(xitongh,s h,500 50); h>>s=500;h=50;ds=1;dh=-0.1;limers=0