《《Matlab程序設(shè)計》課程考核任務(wù)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《《Matlab程序設(shè)計》課程考核任務(wù)(15頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
(一)假設(shè)從實際自然界(力學(xué)、電學(xué)、生態(tài)等)或社會中,抽象出有初始狀
態(tài)為 0 的二階微分方程 x"+0.2x'+0.4x=0.2u(t),u(t) 是單位階躍函數(shù)。
1、應(yīng)用 dsolve 指令求解微分方程(記錄結(jié)果),并用 ezplot 指令繪出微分方程
解的曲線圖形,效果如圖 1 所示。
3、用積分器直接構(gòu)搭模型求解微分方程(記錄結(jié)果)圖2 。并利用存儲到工作空間
的數(shù)據(jù)來繪制微分方程解的曲線圖形,效果如圖 3 所示
2、。將三者結(jié)果進(jìn)行比較。
圖 1
2、應(yīng)用 Laplace 變換與反變換求解微分方程(記錄結(jié)果) ,并用 ezplot 指令繪
出微分方程解的曲線圖形,效果如圖 2 所示。將兩者結(jié)果進(jìn)行比較。
圖 3
(二)繪制二階系統(tǒng)階躍響應(yīng) y=1-e - αt cosωt ,綜合演示圖形標(biāo)識。效果如圖 4
所示。
3、
圖 4
(三)用彩帶繪圖指令ribbon ,繪制歸一化二階系統(tǒng)G=( s2+2ζs+1) 在-1不同 ζ
值時的階躍響應(yīng),效果如圖 5 所示。
提示:
(1)程序中要使用 Control Toolbox 中的兩個指令 tf 和 step 。tf 是一個“對
象”。
(2)本任務(wù)需構(gòu)作的 S 是一個單輸入 8 輸出系統(tǒng),作用于該 S的 step 指令也將在
一次調(diào)用中產(chǎn)生 8 個子系統(tǒng)的階躍響應(yīng)。
(3)為了得到較好的表現(xiàn)效果,應(yīng)采用視角、明暗、色圖、光照控制。 (4)
為使程序有一定
4、通用性,圖例應(yīng)采用元胞數(shù)組生成。
(5)“ → t ”中的斜向箭頭無法由指令生成,而是直接通過“圖形窗”編輯來實現(xiàn)。
(6)本程序應(yīng)有通用性。只要修改阻尼系數(shù)的設(shè)定,就可獲得相應(yīng)的彩帶圖形。
圖 5
(四)對于傳遞函數(shù)為的歸一化二階系統(tǒng),制作一個能繪制該系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)的圖形用戶界面。
提示:圖形界面的大致生成過程如圖 6~圖 10 所示,包括靜態(tài)文本、
5、編輯框的生成以及坐標(biāo)方格控制鍵的形成。
圖 6
圖 7
圖 8
圖 9
6、
圖 10
(五)目標(biāo):制作演示“歸一化二階系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)”的交互界面。在該界
面中,阻尼比可在 [0.02,2.02] 中連續(xù)調(diào)節(jié),標(biāo)志當(dāng)前阻尼比值;可標(biāo)志峰值時
間和大??;可標(biāo)志(響應(yīng)從 0 到 0.95 所需的)上升時間。效果如圖 11 所示。
提示:應(yīng)涉及以下主要內(nèi)容: (A)靜態(tài)文本的創(chuàng)建和實時改寫。 (B)滑動鍵
的創(chuàng)建;'Max' 和'Min' 的設(shè)置;'Value' 的設(shè)置和獲取。(C)檢錄框的創(chuàng)建;
'Value' 的獲取。(D)
7、受多個控件影響的回調(diào)操作。
圖 11
(六)使用 guide 來創(chuàng)建一個如圖 12 所示的圖形用戶界面。該界面應(yīng)具有如下功
能:
(1)在編輯框中,可輸入表示阻尼比的標(biāo)量或“行數(shù)組”數(shù)值,并在按
【Enter 】鍵后,在軸上畫出相應(yīng)的藍(lán)色曲線。坐標(biāo)范圍: X 軸[0, 15] ;Y 軸[0,
2] 。
(2)在點擊【 Grid on】或【 Grid off 】鍵時,在軸上畫出或刪除“分格線”;
8、
缺省時,無分格線。
(3)在菜單【 Options 】下,有 2 個下拉菜單項【 Boxon】和【 Box off 】;缺省
時為 Box off 狀態(tài)。
(4)所設(shè)計的界面和其上圖形對象、控件對象都按比例縮放。
圖 13
步驟二:如圖 14 所示。
圖 12
設(shè)計步驟:
步驟一:如圖 13 所示。
圖 14
步驟三:如圖 15 所示。
9、
圖 15
步驟四:如圖 16 所示。
圖 16
步驟五:編寫程序代碼。
步驟六:如圖 17 所示。
10、
圖 17
(七)制作紅色小球沿一條帶封閉路徑的下旋螺線運(yùn)動的實時動畫。效果如圖 18
所示。要求編寫 m文件,調(diào)用該 m文件時可以設(shè)定小球的循環(huán)運(yùn)動次數(shù)。
圖 18
要求:
1、自由組合三人一組完成全部任務(wù),在成果報告中指出各自完成的任務(wù)。
2、成果報告電子版下周三上課時上交,延遲上交不計成績。
參考資料:
《精通 MATLAB6.5 版》 北京航空航天大學(xué)出版社 張志涌等編著