MATLAB应用课程实验教学大纲
课程名称：《MATLAB应用》 课程编码：060132010
课程类别：专业课 课程性质： 必修课 适用专业：自动化专业
适用教学计划版本：自动化专业2017版教学计划 课程总学时：40
实验（上机）计划学时： 8 开课单位： 自动化与电气工程学院
一、大纲编写依据
1．自动化专业2017教学计划；
2．自动化专业《MATLAB应用》理论教学大纲对实验环节的要求； 3．近年来《MATLAB应用》实验教学经验。
二、实验课程地位及相关课程的联系
1．《MATLAB应用》是自动化专业重要的专业基础课程； 2．本实验项目是《MATLAB应用》课程综合知识的运用；
3．本实验是一门实践性很强的课程，在计算机行业里应用非常广泛，通过上机实验，不仅巩固学生在课堂上所学的知识，加深对MATLAB编程的理解，更重要的是通过实验题目，提高学生的动手能力，增强学生就业的竞争力；
4．本实验为后续的毕业设计具有指导意义。
三、本课程实验目的和任务
MATLAB语言是信息科学与技术平台必修课程，注重锻炼学生的数学建模、分析能力等所需的基础知识和基本能力。MATLAB是一种以数值计算和数据图示为主的计算机软件，并包含适应多个学科的专业软件包，以及完善程序开发功能。本课程要求学生掌握MATLAB的数据类型、矩阵输入和操作方法、语法结构、函数的使用以及二维、三维绘图功能，并能够熟练地将MATLAB应用于学习中，解决相关课程中的复杂的数学计算问题。上机操作是本课程重要的教学环节，学生只有通过上机实习，才能领会MATLAB中众多功能，才能达到熟练应用的程度。
四、教学方法、教学形式、教学手段的特色
1. 教学方法：采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力，让
学生通过上机实践加深对所学知识的理解。 2. 教学形式：每次上实验课以一个专业的一个班级为单位，每个学生使用一台计算机，独立进行程序设计。
3. 教学手段：每次实验课结束前实验教师布置下次课的任务，要求学生预习，实验课上讲授的内容必须精简，要将绝大部分的时间留给学生上机实践，对每位学生提出的问题进行单独辅导和解答而不占用其他学生的时间，对每位学生的实验完成情况及时跟踪和记录。
五、实验内容和学时分配
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序号 1 2 3 4 实验要求 实验名称 必做 选做 MATLAB语言基础知识实验 MATLAB的模型与转换实验 基于MATLAB的控制系统分析实验 Simulink仿真技术应用 √ √ √ √ 设计 设计 设计 设计 2 2 2 2 实验类型 学时分配 每组人数 1 1 1 1 备注 实验一、MATLAB语言基础知识实验
1．实验目的:通过使用MATLAB软件，熟悉MATLAB语言并进行基础编程操作。 2．实验内容:
（1）用MATLAB语言实现分段函数
y = f(x) =
求x=2.5时的值并画出曲线
（2）使用magic函数生成A矩阵，将其偶数行提取出来赋值给B矩阵求B矩阵的秩和迹。
（3）z=a(x-1)^2+b(y-1)^2要求用mesh画图 3．实验要求:
（1）上机前复习理论课关于MATLAB基本环境实验设计的授课内容，加深对该知识的理解。 （2）上机过程中必须独立完成实验所要求的实验内容，认真填写实验报告，实验报告中的内容不允许相互抄袭。
（3）本实验要求必作。
4.主要仪器设备：计算机40台 实验二、MATLAB的模型与转换实验
1．实验目的: 通过使用MATLAB软件，熟悉并掌握基于MATLAB的连续和离散数学模型，并进行相互转换。
2．实验内容:
（1）双输入双输出系统的状态方程表示为：
A = [2.25 -5 -1.25 -0.5; 2.25 -4.25 -1.25 -0.25; 0.25 -0.5 -1.25 -1; 1.25 -1.75 -0.25 -0.75], B = [4 6; 2 4; 2 2; 0 2], C = [0 0 0 1;0 2 0 2]，试将该模型输入到MATLAB空间，并得到该模型相应传递函数矩阵。若选择采样周期为T = 0.1s，求出离散化后的状态模型和传递函数矩阵模型，对该模型进行连续化变换，测试变换会原来的模型。
（2）已知某系统的差分方程模型为y(k+2)+y(k+1)+0.16y(k) =u(k+1)+2u(k)，式将其输入到MATLAB工作空间。
3．实验要求:
（1）上机前复习理论课数值求解实验设计的授课内容，加深对该知识的理解。
（2）上机过程中必须独立完成实验所要求的实验内容，认真填写实验报告，实验报告中的内容不允许相互抄袭。
（3）本实验要求必作。
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4.主要仪器设备：计算机40台
实验三、基于MATLAB的控制系统分析实验
1．实验目的:通过上机熟悉MATLAB的开发环境，掌握基于MATLAB的控制系统分析方法。 2．实验内容 （1）试对下面的时间延迟系统进行频域分析，绘制出系统的各种频域响应曲线及各种裕量，判定单位负反馈下闭环系统的稳定性，用时域响应验证得出的结论。
??2s?1?e?3s（a）G?s??22 2s?s?3s?3??s?5??s?2s?6?z2?0.568z?5，T?0.05s （b）H?s??2?z?1?z?0.2z?0.99???2s2?3s?4（2）假设已知连续系统传递函数模型为G?3试选择不同的采样周
s?3.2s2?1.61s?3.03期T?0.01,0.1,1s对其进行离散化，试对比连续系统及离散化系统的时域响应曲线，试分析从中得出什么结论？
3．实验要求
（1）上机前复习理论课，关于MATLAB编程与作图部分的内容，加深对该知识的理解。 （2）上机过程中必须独立完成实验所要求的实验内容，认真填写实验报告，实验报告中的内容不允许相互抄袭。
（3）本实验要求选作。
4.主要仪器设备：计算机40台 实验四、Simulink仿真技术应用
1．实验目的:通过上机熟悉 Simulink建模的基本知识。 2．实验内容:
（1）考虑简单的线性微分方程y?4????2y?e?3t?e?5tsin?4t??3?，且方?5y?3??63?y?4y???0????0??12，y?3??0??0.2，试用Simulink搭建起系统的仿真模型y程的初值为y?0??1，y并绘制出仿真结果曲线。
（2）考虑下面给出的延迟微分方程模型dy?t?dt?0.2y?t?30??0.1y?t?，假设10??1?yt?30y?0??0.1，试用Simulink搭建仿真模型，并对该系统进行仿真，绘制出y?t?曲线。
3．实验要求:
（1）上机前复习理论课控制系统分析实验设计的授课内容，加深对该知识的理解。
（2）上机过程中必须独立完成实验所要求的实验内容，认真填写实验报告，实验报告中的内容不允许相互抄袭。
（3）本实验要求必作。
4.主要仪器设备：计算机40台
六、教材（讲义、指导书）
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MATLAB教学实验大纲2017
