计算机仿真
实 验 指 导 书
主编：范为幅
中原工学院电子信息学院
二 0 一二年 十 月
前 言
《计算机仿真》课程是近几十年发展的一门综合性技术学科，尤其对自动控制系统进行分析设计和综合研究提供了先进的手段，这门课程涉及到计算机原理、数值分析、自动控制理论以及控制系统设计等诸方面的内容，是一门综合性与实践性较强的专业课。
由于本门课程是一门综合性实验学科，具有很强的实验性的特点，在教学过程中应特别注意加强实验环节，配合课堂教学的进程，加强理论与实践紧密结合，学以致用。为此我们编写了计算机仿真实验指导书，作为上机实验参考。
《计算机仿真》实验包括六个上机实验，供我院自动化类专业教学选用。实验内容包括：面向系统结构图的仿真程序调试、初试MATLAB、基于MATLAB的系统时域分析、系统的根轨迹与频域分析、SIMULINK设计、基于MATLAB的系统分析与设计。
本书由范为福老师编写，王东云、王小雷、张谦老师审核。
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目 录
第一章 概述 ……………………………………………………………………3 第二章 实验要求及注意事项 …………………………………………………4 第三章 实验项目 ………………………………………………………………5 实验一 面向系统结构图的仿真程序调试 ……………………………………5 实验二 初试MATLAB ……………………………………………………………9 实验三 基于MATLAB的系统时域分析…………………………………………12 实验四 系统的根轨迹与频域分析 ……………………………………………15 实验五 SIMULINK设计…………………………………………………………13 实验六 基于MATLAB的系统分析与设计………………………………………13 第四章 上机实验涉及的程序清单及常用命令函数 …………………………16 第五章 参考文献…………………………………………………………………22
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第一章 概 述
控制系统的计算机仿真是分析、研究、设计自动控制系统的一种快速而经济的辅助手段，同时它还是控制系统教育和训练的一种有效方法，是从事自动控制研究与工程设计技术人员必须掌握的一门技术,因而在自动控制领域中已得到广泛的重视与应用。随着科学技术的不断进步，计算机在人类社会各领域中发挥越来越重要的作用。对控制科学与工程及相关学科的在校大学生提出了更高的要求——不仅要求懂得自动控制原理与控制工程，还应掌握使用数字计算机进行控制系统设计、分析与综合的基本技能。
《计算机仿真》课程就是为本科生开设的专业任选课。其目的在于使学生了解计算机仿真技术的发展与应用，掌握计算机仿真技术的基本原理与方法，能够使用MATLAB语言编写控制系统仿真程序、用SIMULINK等进行控制系统的数字仿真。为进一步从事控制科学与工程及相关的研究、控制系统开发奠定基础。
《计算机仿真》课程具有很强的实验性的特点，仿真实验是课程教学的一个重要环节，为了配合课堂教学的进程，上机实验课与课堂教学相互穿插进行，加强理论与实践相结合。通过上机实践要求学生能够使用MATLAB语言编写控制系统的仿真程序、用SIMULINK等进行控制系统的数字仿真。
《计算机仿真》实验包括六个上机实验，供我院自动化类专业教学选用。实验内容包括：面向系统结构图的仿真程序调试、初试MATLAB、基于MATLAB的系统时域分析、系统的根轨迹与频域分析、SIMULINK设计、基于MATLAB的系统分析与设计。每个实验给出实验内容及要求，要求学生予习及准备阶段做的设计工作较多，意在使学生了解利用MATLAB从系统建模到设计、仿真的全过程，以提高分析问题和解决问题的能力。当然也完全可以根据学生情况组织小组讨论或教师给予必要的提示，重新编排上机实验或选择更合理的实验参数。
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第二章 实验要求及注意事项
一、预习要求：
要求认真阅读实验指导书，复习与实验相关的理论知识，根据要求写出预习报告（如实验内容、仿真程序等）。 二、实验要求：
要求每个学生都必须认真完成每一个实验，学以致用；撰写实验报告，对仿真结果进行分析。
三、实验报告要求： ① 实验名称 ② 实验目的或要求
③ 编写仿真程序，记录和整理各个仿真实验的数据和曲线 ④ 对仿真结果进行分析
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