【MATLAB/Simulink与控制系统仿真】课程的结业作业涵盖了MATLAB软件在控制系统分析中的广泛应用。在MATLAB中,我们可以使用各种内置函数来分析和设计控制系统。 MATLAB提供了丰富的函数来处理不同类型的系统分析。例如,`step`函数用于计算和绘制系统的阶跃响应,这对于理解系统的动态行为至关重要。`roots`函数则用于求解系统特征方程,以判断系统的稳定性。`rlocus`和`pzmap`两个函数分别用于绘制根轨迹和确定系统的零极点分布,帮助我们直观地了解系统的动态特性。`rlocufind`和`rlocfind`用于在特定条件下找到根轨迹增益。`margin`函数则用于计算系统的稳定裕度,包括幅值裕度和相角裕度,从而评估系统的稳定性。在频域响应分析中,`nyquist`和`bode`函数分别用于绘制奈奎斯特曲线和伯德图,揭示系统在频率域内的响应特性。 此外,MATLAB的绘图功能也十分强大,如`grid`添加网格,`hold on`保持当前图像,`title`添加标题,`legend`创建图例,`text`在任意位置添加文字,`xlabel`和`ylabel`设置坐标轴标签,以及`subplot`用于分割图形窗口,使多图显示更加便捷。 在Simulink环境中,我们可以构建动态系统模型。连续模块如`Derivative`和`Integrator`用于微分和积分操作,`Transfer Fcn`用于实现传递函数。非连续模块如`Dead Zone`和`Saturation`处理系统的非线性特性。数学运算模块库包含`Sum`、`Add`、`Gain`等,用于执行基本的数学运算。端口和子系统模块库如`In1`、`Out1`、`To Workspace`和`Scope`则提供了输入输出接口和数据可视化工具。源模块如`Ramp`和`Step`可以生成不同的输入信号。 根轨迹分析工具`rltool`和线性时不变系统分析工具`LTI Viewer`是MATLAB中非常实用的图形用户界面。`rltool`允许用户直观地分析和设计根轨迹,而`LTI Viewer`则支持绘制各种系统响应曲线和图表,如阶跃响应、脉冲响应、波特图、奈奎斯特图和零极点图。 通过这门课程的学习,学生掌握了MATLAB在控制系统分析中的基本操作,尽管这只是入门阶段,但已能感受到MATLAB的强大功能。为了进一步提升技能,学生计划投入更多时间和精力去学习和实践,以全面掌握MATLAB的更多高级功能。对于选做题,未给出具体问题,但通常涉及利用上述知识解决实际控制系统设计或分析的问题。
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