《Matlab程序設(shè)計(jì)》課程考核任務(wù)(共5頁)

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 （一）假設(shè)從實(shí)際自然界（力學(xué)、電學(xué)、生態(tài)等）或社會(huì)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。 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 2 3、用積分器直接構(gòu)搭模型求解微分方程（記錄結(jié)果）。并利用存儲(chǔ)到工作空間的數(shù)據(jù)來繪制微分方程解的曲線圖形，效

2、果如圖3所示。將三者結(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-αtcosωt，綜合演示圖形標(biāo)識(shí)。效果如圖4所示。 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）-1在不同ζ值時(shí)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(gè)指令tf 和step 。tf 是一個(gè)“對(duì)象”。 （2）本任務(wù)需構(gòu)作的S是一個(gè)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(gè)子系統(tǒng)的階躍響應(yīng)。 （3）為了得到較

3、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(shí)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(duì)于傳遞函數(shù)為的歸一化二階系統(tǒng)，制作一個(gè)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、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

4、 圖 9 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(shí)間和大??；可標(biāo)志（響應(yīng)從0 到0.95 所需的）上升時(shí)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(shí)時(shí)改寫。（B）滑動(dòng)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）受多個(gè)控件影響的回調(diào)操作。 圖 11 （六）使用guide 來創(chuàng)建一個(gè)如圖12所示的圖形用戶界面。該界面應(yīng)

5、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(diǎn)擊【Grid on】或【Grid off】鍵時(shí)，在軸上畫出或刪除“分格線”；缺省時(shí)，無分格線。 （3）在菜單【Options】下，有2個(gè)下拉菜單項(xiàng)【Box on】和【Box off】；缺省時(shí)為Box off狀態(tài)。 （4）所設(shè)計(jì)的界面和其上圖形對(duì)象、控件對(duì)象都按比例縮放。 圖 12 設(shè)計(jì)步驟： 步驟一：如圖13所示。 圖 13 步驟二：如圖14所示。 圖 14

6、 步驟三：如圖15所示。 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。 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(dòng)的實(shí)時(shí)動(dòng)畫。效果如圖18所示。要求編寫m文件，調(diào)用該m文件時(shí)可以設(shè)定小球的循環(huán)運(yùn)動(dòng)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(bào)告中指出各自完成的任務(wù)。 2、成果報(bào)告電子版下周三上課時(shí)上交，延遲上交不計(jì)成績(jī)。 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 專心---專注---專業(yè)