MATLAB仿真作業(yè)

1、Matlab語言及其在控制與仿真中的應(yīng)用仿真實驗與作業(yè)任課教師 楊 惠 珍 學(xué)生姓名 項 志 杰 班 級 11205-6 學(xué) 號 2011200872a=rand(5,6)b=a(1,3)c=a(4,2)d=a(:,1)e=a(4,:)i,j=find(a>0.5)運行結(jié)果：a = 0.9501 0.7621 0.6154 0.4057 0.0579 0.2028 0.2311 0.4565 0.7919 0.9355 0.3529 0.1987 0.6068 0.0185 0.9218 0.9169 0.8132 0.6038 0.4860 0.8214 0.7382 0.4103 0

2、.0099 0.2722 0.8913 0.4447 0.1763 0.8936 0.1389 0.1988b = 0.6154c = 0.8214d = 0.9501 0.2311 0.6068 0.4860 0.8913e = 0.4860 0.8214 0.7382 0.4103 0.0099 0.2722i = 1 3 5 1 4 1 2 3 4 2 3 5 3 3j = 1 1 1 2 2 3 3 3 3 4 4 4 5 6A=1 -1;2 5;I=eye(2,2);B=2*A4-12*A3+19*A2-29*A+37*I;F=inv(B)運行結(jié)果：F = 0.3043 0.0435

3、 -0.0870 0.1304syms x1 x2 x3 tdiff_equ1='Dx1=-x1+x2'diff_equ2='Dx2=-4*x1+3*x2'diff_equ3='Dx3=-8*x1+8*x2-x3'x1,x2,x3=dsolve(diff_equ1,diff_equ2,diff_equ3,'t')運行結(jié)果：x1 = exp(t)*(C2+C3*t) x2 = exp(t)*(2*C2+2*C3*t+C3)x3 = 4*C2*exp(t)+4*C3*exp(t)*t+2*C3*exp(t)+exp(-t)*C1AA=

4、1 -1;0 2;BB=-3 4;1 0;CC=1 3;-2 2;XX=lyap(AA,BB,-CC)運行結(jié)果：XX = 0 2.0000 1.0000 -1.0000t1=-10:0.01:10;t2=10:0.001:20;y1=-t1+5;y2=(1+t2).*sin(t2);plot(t1,y1);hold on;plot(t2,y2);hold off運行結(jié)果：自定義函數(shù)建立一個lorenz.m文件：function dx=lorenz(t,x)dx=zeros(3,1);dx(1)=-8*x(1)/3+x(2)*x(3);dx(2)=-10*x(2)+10*x(3);dx(3)=-

5、x(1)*x(2)+28*x(2)-x(3);end求解如下：t,x=ode45(lorenz,0,100,0;0;0.001);figure(1)plot(t,x(:,1)figure(2)plot(t,x(:,2)figure(3)plot(t,x(:,3)figure(4)plot3(x(:,1),x(:,2),x(:,3)運行結(jié)果：A=-1 1 0;0 -1 -3;-1 -5 -3;B=0 0;1 0;0 1;C=0 -1 0;D=1 -5;sys1=ss(A,B,C,D);sys2=tf(sys1)運行結(jié)果：Transfer function from input 1 to outp

6、ut:s3 + 4 s2 - 12 s - 18-s3 + 5 s2 - 8 s - 15 Transfer function from input 2 to output:-5 s3 - 25 s2 + 43 s + 78- s3 + 5 s2 - 8 s 15s=tf('s')Gc=0.48*(1+1/(1.814*s)+0.4353*s/(1+0.04353*s);G=10/(s+1)3;s1=Gc*Gsys=feedback(s1,1)sys1=ss(sys)sys2=zpk(sys)運行結(jié)果：Transfer function:s Transfer function:

7、 4.169 s2 + 8.916 s + 4.8-0.07896 s5 + 2.051 s4 + 5.679 s3 + 5.521 s2 + 1.814 s Transfer function: 4.169 s2 + 8.916 s + 4.8-0.07896 s5 + 2.051 s4 + 5.679 s3 + 9.69 s2 + 10.73 s + 4.8 a = x1 x2 x3 x4 x5 x1 -25.97 -8.99 -3.835 -2.123 -0.9498 x2 8 0 0 0 0 x3 0 4 0 0 0 x4 0 0 2 0 0 x5 0 0 0 1 0 b = u1 x

8、1 2 x2 0 x3 0 x4 0 x5 0 c = x1 x2 x3 x4 x5 y1 0 0 0.825 0.8821 0.4749 d = u1 y1 0 Continuous-time model. Zero/pole/gain: 52.8 (s2 + 2.139s + 1.151)-(s+23.08) (s2 + 2.136s + 1.148) (s2 + 0.7609s + 2.294) g11=tf(0.1134,1.78 4.48 1,'ioDelay',0.72);g12=tf(0.924,2,07 1);g21=tf(0.3378,0.361 1.09 1

9、,'ioDelay',0.3);g22=tf(-0.318,2.93 1,'ioDelay',1.29);G=g11 g12;g21 g22;step(G)t=1:0.1:15;u1=1-exp(-t).*sin(3*t+1);u2=sin(t).*cos(t+2);u=u1',u2'lsim(G,u,t)運行結(jié)果：實驗2 利用SIMULINK進行制導(dǎo)彈道仿真實驗?zāi)康睦肧imulink進行仿真建模，通過以魚雷追蹤目標(biāo)的制導(dǎo)彈道仿真過程，初步掌握系統(tǒng)數(shù)學(xué)仿真方法。實驗內(nèi)容K-q測量噪聲- 目標(biāo)模型魚雷模型圖5 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖其中目標(biāo)模型為：式中，

10、分別為目標(biāo)彈道偏角、回旋角速度、縱向距離和側(cè)向距離；假設(shè)：當(dāng)時，弧度，目標(biāo)做勻速運動；當(dāng)時，目標(biāo)開始做回旋運動；其魚雷模型為：式中，分別為魚雷的側(cè)滑角、回旋角速度、直舵角、航向角、彈道偏角、速度，地面坐標(biāo)系中的X軸和Z軸坐標(biāo)。Vm=25m/s。魚雷與目標(biāo)的相對距離為，。q為地球視線角，為雷體系中的提前角。操舵規(guī)律。終端脫靶量定義為魚雷模型仿真初值為：。目標(biāo)模型仿真初值為：實驗步驟由圖5所示的系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖可知，該系統(tǒng)大致可以分為三個部分：目標(biāo)模型，魚雷模型以及觀察模塊。1.根據(jù)目標(biāo)模型和魚雷模型的數(shù)學(xué)方程組，調(diào)用Simulink工具箱模塊庫中的所需模塊建立目標(biāo)模型和魚雷模型。2.根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框

11、圖完成整個系統(tǒng)仿真模型的搭建，如圖6 所示。3.設(shè)置各模塊的參數(shù)，并按照題目給定的初值條件設(shè)置好各模塊的初值。4.設(shè)置仿真器的參數(shù)，這里選擇起始時間為0s，終止時間為100s，變步長解法器ode45，最大步長為0.05，最小步長自動調(diào)整。5.對已經(jīng)建立好的系統(tǒng)仿真模型進行運行調(diào)試，并對仿真結(jié)果進行分析。圖6 系統(tǒng)仿真模型結(jié)構(gòu)圖圖7 目標(biāo)的彈道曲線圖8 魚雷追蹤曲線為了繪制繪制魚雷跟蹤彈道曲線，運行以下程序代碼：plot(xe,ze)hold onplot(xt,zt)圖9 魚雷跟蹤彈道曲線實驗結(jié)果分析由上圖可以發(fā)現(xiàn)利用Simulink建立系統(tǒng)仿真模型可以實現(xiàn)魚雷跟蹤目標(biāo)的功能，達(dá)到了預(yù)期的目的，驗證了實驗的正確性。與此同時，由圖9可以發(fā)現(xiàn)魚雷跟蹤目標(biāo)后還會繼續(xù)運行，與實際情況并不相符，為了更好的繪制繪制魚雷跟蹤彈道曲線，仿真結(jié)構(gòu)圖中結(jié)合了stop模塊用來使終端脫靶量即終端時刻所對應(yīng)的最小距離,以