电机大作业(MATLAB仿真电机特性曲线)

电机大作业

专业班级：电气XXXX

姓名：XXX

学号：XXX

指导老师：张威

一、研究课题（来源：教材习题4-18）

有一台三相四极的笼形感应电动机，参数为kW 17=N P 、V 380=N U （△联

结）、

Ω=715.01R 、Ω=74.11σX 、Ω='0.4162R 、Ω=' 3.032σX 、Ω=2.6m R 、Ω=75m X 。电动机的机械损耗W 139=Ωp ，额定负载时杂散损耗W 320=?p ，试求额定负载时的转差率、定子电流、定子功率因数、电磁转矩、输出转矩和效

率。

二、编程仿真

根据T 形等效电路：

运用MATLAB 进行绘图。MATLAB 文本中，PN P N =，UN U N =，11R R =，

11X X =σ，22R R ='，22X X ='σ，Rm R m =，Xm X m =，ao pjixiesunh p =Ω，

ao pzasansunh p =?。定子电流I11，定子功率因数Cosangle1，电磁转矩Te ，效率Xiaolv 。

1. 工作特性曲线绘制

MATLAB 文本：

R1=0.715;X1=1.74;Rm=6.2;Xm=75;R2=0.416;X2=3.03;pjixiesunhao=139; pzasansunhao=320;p=2;m1=3;ns=1500;PN=17000;UN=380;fN=50; Z1=R1+j*X1; Zm=Rm+j*Xm; for i=1:2500

s=i/2500;

n0=ns*(1-s);

Z2=R2/s+j*X2;

Z=Z1+Zm*Z2/(Zm+Z2);

U1=UN;

I1=U1/Z;

I110=abs(I1);

Angle1=angle(I1);

Cosangle10=cos(Angle1);

P1=3*U1*I110*Cosangle10;

I2=I1*Zm/(Zm+Z2);

Pjixie=m1*(abs(I2))^2*(1-s)/s*R2;

V=(1-s)*pi*fN;

Te0=Pjixie/V;

P20=Pjixie-pjixiesunhao-pzasansunhao; Xiaolv0=P20/P1;

P2(i)=P20;

n(i)=n0;

I11(i)=I110;

Cosangle1(i)=Cosangle10;

Te(i)=Te0;

Xiaolv(i)=Xiaolv0;

hold on;

end

figure(1)

plot(P2,n);

xlabel('P2[W]');ylabel('n[rpm]');

figure(2)

plot(P2,I11);

xlabel('P2[W]');ylabel('I1[A]');

figure(3)

plot(P2,Cosangle1);

xlabel('P2[W]');ylabel('gonglvyinshu'); figure(4)

plot(P2,Te);

xlabel('P2[W]');ylabel('Te[Nm]');

figure(5)

plot(P2,Xiaolv);

xlabel('P2[W]');ylabel('xiaolv');

（1）转速特性)(2P f n =

（2）定子电流特性)(21P f I =

（3）定子功率因数特性)(cos 21P f =?

（4）电磁转矩特性)(2P f T e =

（5）效率特性)(2P f =η

2. 机械特性曲线绘制

1.改变U1值，实现降压调速：U1=（380,330,260,200,150V ） MATLAB 文本：

R1=0.715;X1=1.74;Rm=6.2;Xm=75;R2=0.416;X2=3.03;pjixiesunhao=139;pzasansun hao=320;

m1=3;p=2;ns=1500;PN=17000;UN=380;fN=50; Z1=R1+j*X1; Zm=Rm+j*Xm;

U11=380;U12=330;U13=260;U14=200;U15=150; for k=1:1:5 if k==1

U1=U11; elseif k==2 U1=U12; elseif k==3 U1=U13; elseif k==4 U1=U14; else U1=U15 end

for i=1:1:2500 s=i/2500;

n0=ns*(1-s);

Z2=R2/s+j*X2;

Z=Z1+Zm*Z2/(Zm+Z2);

I1=U1/Z;

I2=I1*Zm/(Zm+Z2);

Pjixie=m1*(abs(I2))^2*(1-s)/s*R2;

V=(1-s)*pi*fN;

Te0=Pjixie/V;

n(i)=n0;

Te(i)=Te0;

end

plot(Te,n);

hold on;

end

xlabel('Te[Nm]');ylabel('n[rpm]');

降压调速时，临界转差率不变。

2.采用恒E1/f1控制，f1=（50,40,30,20,10Hz ） 先求额定负载下转速N n ：由转速特性

可知kW 17=N P 时，r/min 1470=N n 。

MATLAB 文本：

R1=0.715;X1=1.74;Rm=6.2;Xm=75;R2=0.416;X2=3.03;pjixiesunhao=139;pzasansun hao=320;

m1=3;p=2;PN=17000;UN=380;fN=50;nN=1470; ns=60*fN/p; sN=1-nN/ns; Z1=R1+j*X1; Zm=Rm+j*Xm; Z2N=R2/sN+j*X2;

Zmeq=Zm*Z2N/(Zm+Z2N);

E1N=abs(UN*Zmeq/(Z1+Zmeq)); f11=50;f12=40;f13=30;f14=20;f15=10; for k=1:1:5 if k==1 f1=f11; elseif k==2 f1=f12; elseif k==3 f1=f13; elseif k==4 f1=f14;

else f1=f15

end

for i=1:1:2500

s=i/2500;

ns=60*f1/p;

X21=X2*(f1/fN);

n0=ns*(1-s);

Z21=R2/s+j*X21;

E1=E1N*f1/fN;

I2=E1/(abs(Z21));

Pjixie=m1*I2^2*(1-s)/s*R2;

V=(1-s)*pi*f1;

Te0=Pjixie/V;

n(i)=n0;

Te(i)=Te0;

end

plot(Te,n);

hold on;

end

xlabel('Te[Nm]');ylabel('n[rpm]')

当恒磁通变频时，最大转矩不变。

3.采用恒U1/f1控制，基频之下：f1=（50,40,30,20,10Hz）

MATLAB文本：

R1=0.715;X1=1.74;Rm=6.2;Xm=75;R2=0.416;X2=3.03;pjixiesunhao=139;pzasansun hao=320;

m1=3;p=2;PN=17000;UN=380;fN=50;nN=1470;

f11=50;f12=40;f13=30;f14=20;f15=10;

for k=1:1:5

if k==1

f1=f11;

elseif k==2

f1=f12;

elseif k==3

f1=f13;

elseif k==4

f1=f14;

else f1=f15

end

for i=1:1:2500

s=i/2500;

ns=60*f1/p;

n0=ns*(1-s);

X11=X1*(f1/fN);

X21=X2*(f1/fN);

Xm1=Xm*(f1/fN);

Z1=R1+j*X11;

Zm=Rm+j*Xm1;

Z2=R2/s+j*X21;

Z=Z1+Zm*Z2/(Zm+Z2);

U1=UN*(f1/fN);

I1=U1/Z;

I2=I1*Zm/(Zm+Z2);

Pjixie=m1*(abs(I2))^2*(1-s)/s*R2;

V=(1-s)*pi*f1;

Te0=Pjixie/V;

n(i)=n0;

Te(i)=Te0;

end

plot(Te,n);

hold on;

end

xlabel('Te[Nm]');ylabel('n[rpm]');

随着频率减小，最大转矩变小。

4.采用恒U1/f1控制，基频之上：f1=（50,60,70,80,90Hz）

MATLAB文本：

R1=0.715;X1=1.74;Rm=6.2;Xm=75;R2=0.416;X2=3.03;pjixiesunhao=139;pzasansun hao=320;

m1=3;p=2;PN=17000;UN=380;fN=50;nN=1470;

f11=50;f12=60;f13=70;f14=80;f15=90;

for k=1:1:5

if k==1

f1=f11;

elseif k==2

f1=f12;

elseif k==3

f1=f13;

elseif k==4

f1=f14;

else f1=f15

end

for i=1:1:2500

s=i/2500;

ns=60*f1/p;

n0=ns*(1-s);

X11=X1*(f1/fN);

X21=X2*(f1/fN);

Xm1=Xm*(f1/fN);

Z1=R1+j*X11;

Zm=Rm+j*Xm1;

Z2=R2/s+j*X21;

Z=Z1+Zm*Z2/(Zm+Z2);

U1=UN;

I1=U1/Z;

I2=I1*Zm/(Zm+Z2);

Pjixie=m1*(abs(I2))^2*(1-s)/s*R2;

V=(1-s)*pi*f1;

Te0=Pjixie/V;

n(i)=n0;

Te(i)=Te0;

end

plot(Te,n);

hold on;

end

xlabel('Te[Nm]');ylabel('n[rpm]');

基频之上，根据转矩公式，最大转矩先是反比于频率的一次方，然后反比于频率的二次方。

三、总结

通过这次研究性学习我受益匪浅，其中最大的收获就是MATLAB软件的绘图功能，知道如何编写程序绘制二维曲线。另外，我更进一步的理解了感应电动机运行特性曲线的走势和原因，有助于我对感应电动机的工作原理进一步的认识。降压调速和变频变频调速是感应电机应用的很重要的一部分，对其深入的了解是为之后在电气领域工作打好基础。

MATLAB大作业

选 题 说 明 本人选做第2、4、5、9、11、12、13、14、16、19、24 题。 作业内容题目2：问题描述：在[0 ， 2π]范围内绘制二维曲线图y=cos(5x)*sin(x) （1）问题分析 这是一个二维绘图问题，先写出x的取值范围，再用plot函数画出y的图像。 （2）软件说明及源代码 >> x = 0:pi/100:2.*pi; y=cos(5*x).*sin(2*x); >> plot(x,y) （3）实验结果 题目4：问题描述：创建符号函数并求解，要求写出步骤和运行结果 (1)创建符号函数f=ax2+bx+c

(2)求f=0的解 （1）问题分析 这是符号计算问题，首先要确定符号变量，然后创建符号函数，最后利用subs函数求解特值。 （2）软件说明及源代码 >> syms a b c x f; f=a*x^2+b*x+c; subs(f,0) （3）实验结果 ans = c 题目5：问题描述：求积分 （1）问题分析 这是符号计算的积分求解问题，首先需要确定符号变量，然后利用int函数计算积分。 （2）软件说明及源代码 >> syms x y; y=sqrt(1-2*sin(2*x)); >> int(y,x,0,pi/2) （3）实验结果 ans = ellipticE(-pi/4, 4)*1i - ellipticE(pi/4, 4)*1i - ellipticE(-pi/6, 4)*2i + ellipticE(pi/6, 4)*2i 题目9：问题描述：按水平和竖直方向分别合并下述两个矩阵：

（1）问题分析 这是考查矩阵的基本操作，首先定义矩阵，然后合并矩阵。 （2）软件说明及源代码 >> A=[1,0,0;1,1,0;0,0,1]; B=[2,3,4;5,6,7;8,9,10]; >> a=[A,B],b=[A;B] （3）实验结果 a = 1 0 0 2 3 4 1 1 0 5 6 7 0 0 1 8 9 10 b = 1 0 0 1 1 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 题目11：问题描述：计算z＝yx2+3y2x+2y3的和： （1）问题分析 这是符号计算问题，首先确定符号变量，然后构造函数，最后利用diff函数进行求导。 （2）软件说明及源代码 >> syms x y z; >> z=y*x^2+3*y^2*x+2*y^3; >> diff(z,y,1),diff(diff(z,y,1),x,1) （3）实验结果 ans = x^2 + 6*x*y + 6*y^2

MATLAB大作业

MATLAB大作业 作业要求： （1）编写程序并上机实现，提交作业文档，包括打印稿（不含源程序）和电子稿（包含源程序），以班为单位交，作业提交截止时间6月24日。 （2）作业文档内容：问题描述、问题求解算法（方案）、MATLAB程序、结果分析、本课程学习体会、列出主要的参考文献。打印稿不要求MATLAB程序，但电子稿要包含MATLAB 程序。 （3）作业文档字数不限，但要求写实，写出自己的理解、收获和体会，有话则长，无话则短。不要抄袭复制，可以参考网上、文献资料的内容，但要理解，要变成自己的语言，按自己的思路组织内容。 （4）从给出的问题中至少选择一题(多做不限，但必须独立完成，严禁抄袭)。 （5）大作业占过程考核的20%，从完成情况、工作量、作业文档方面评分。 第一类：绘制图形。（B级） 问题一：斐波那契（Fibonacci）螺旋线，也称黄金螺旋线（Golden spiral），是根据 斐波那契数列画出来的螺旋曲线，自然界中存在许多斐波那契螺旋线的图案，是自然界最完美的经典黄金比例。斐波那契螺旋线，以斐波那契数为边的正方形拼成的长方形，然后在正方形里面画一个90度的扇形，连起来的弧线就是斐波那契螺旋线，如图所示。 问题二：绘制谢尔宾斯基三角形（Sierpinskitriangle）是一种分形，由波兰数学家谢 尔宾斯基在1915年提出,它是一种典型的自相似集。其生成过程为：取一个实心的三角形（通常使用等边三角形），沿三边中点的连线，将它分成四个小三角形，然后去掉中间的那一个小三角形。接下来对其余三个小三角形重复上述操作，如图所示。

问题三：其他分形曲线或图形。分形曲线还有很多，教材介绍了科赫曲线，其他还有皮 亚诺曲线、分形树、康托（G. Cantor）三分集、Julia集、曼德布罗集合（Mandelbrot set），等等。这方面的资料很多（如https://www.sodocs.net/doc/77750879.html,/content/16/0103/14/5315_525141100.shtml），请分析构图原理并用MATLAB实现。 问题四：模拟掷骰子游戏：掷1000次骰子，统计骰子各个点出现的次数，将结果以下表的形式显示，并绘制出直方图。 点数 1 2 3 4 5 6 出现次数166 150 164 162 184 174 问题五：利用MATLAB软件绘制一朵鲜花，实现一定的仿真效果。 提示：二维/三维绘图，对花瓣、花蕊、叶片、花杆等的形状和颜色进行详细设置。 第二类：插值与拟合。（B级） 问题一：有人对汽车进行了一次实验，具体过程是，在行驶过程中先加速，然后再保持匀速行驶一段时间，接着再加速，然后再保持匀速，如此交替。注意，整个实验过程中从未 （1）分别使用最近点插值、线性插值、三次埃尔米特插值和三次样条插值进行计算[0,110]时间段50个时间点的速度。 （2）绘制插值图形并标注样本点。 问题二：估算矩形平板各个位置的温度。已知平板长为5m，宽为3m，平板上3×5栅格 点上的温度值为44，25，20，24，30；42，21，20，23，38；25，23，19，27，40。 （1）分别使用最近点插值、线性插值和三次样条插值进行计算。 （2）用杆图标注样本点。 （3）绘制平板温度分布图。 问题三：自行车道的设计。对9条道路上的自行车道宽度以及自行车与过往机动车之间 （1）对数据进行线性拟合。 （2）绘制拟合曲线和样本点。 （3）如果自行车与过往机动车之间安全距离的最小距离是1.8m，试计算相应的自行车道宽度的最小值。 问题四：在水资源工程学中，水库的大小与为了蓄水而拦截的河道中的水流速度密切相 关。对于某些河流来说，这种长时间的历史水流记录很难获得。然而通常容易得到过去若干年间关于降水量的气象资料。鉴于此，推导出流速与降水量之间的关系式往往特别有用。只

Matlab大作业

Matlab 大作业 （组内成员：彭超杰、南彦东、江明伟） 一、研究模型 （电车）通过控制油门（保持一定角度）来调节电动机能输出稳定的转速，从而控制车速稳定。 数学依据说明如下： 由图可知存在以下关系：a d a a u w k R i dt di L =++ (w k e d d =) L M M dt dw J -= a m i k M = L a m M i k dt dw J -=

k为反电势常数，m k为电动机电磁力矩常数，这里忽略阻尼力矩。d

二、数学模型 再看整个研究对象，示意图以课本为依据，不同点是这里将数控的进给运动，转换为汽车行驶所需要的扭矩。（这里不说明扭矩的具体产生过程，仅仅说明输出车轮旋转的角速度w ） 对照课本不同，() s θ变为()s N ，1 221z z w w =，1w 为电动机的转速，2w 为轮胎的转速，1z 为电动机的光轴齿轮的齿数，2z 为与轮胎相连光轴的 齿轮齿数。 )(*10110w x w k x ==，1 21z z k = ()c a m m d b a m x K K K k s k k JRs JLs K K K k s G i 1231+++= () c a m m d M K K K k s k k JRs JLs R Ls K s G L 1231)(++++-= 同理，忽略电枢绕组的电感L ，简化系统传递函数方框图如下

()JR K K K k JR s k k s JR K K K k s G c a m m d b a m x i 121++= ()JR K K K k JR s k k s K K K K k s k k Rs R K s G c a m m d c a m m d M L 121121++-=++-=

matlab与数学实验大作业

《数学实验与MATLAB》 ——综合实验报告 实验名称：不同温度下PDLC薄膜的通透性 与驱动电压的具体关系式的研究学院：计算机与通信工程学院 专业班级： 姓名： 学号： 同组同学： 2014年 6月10日

一、问题引入 聚合物分散液晶(PDLC)是将低分子液晶与预聚物Kuer UV65胶相混合，在一定条件下经聚合反应，形成微米级的液晶微滴均匀地分散在高分子网络中，再利用液晶分子的介电各向异性获得具有电光响应特性的材料，它主要工作在散射态和透明态之间并具有一定的灰度。聚合物分散液晶膜是将液晶和聚合物结合得到的一种综合性能优异的膜材料。该膜材料能够通过驱动电压来控制其通透性，可以用来制作PDLC型液晶显示器等，具有较大的应用范围。已知PDLC薄膜在相同光强度及驱动电压下，不用的温度对应于不同的通透性，不同温度下的阀值电压也不相同。为了尽量得到不同通透性的PDLC薄膜，有必要进行温度对PDLC薄膜的特性的影响的研究。现有不同温度下PDLC 薄膜透过率与驱动电压的一系列数据，试得出不同温度下PDLC薄膜通透性与驱动电压的具体关系式，使得可以迅速得出在不同温度下一定通透性对应的驱动电压。 二、问题分析 想要得到不同温度下PDLC薄膜通透性与驱动电压的具体关系式可以运用MATLAB多项式农合找出最佳函数式，而运用MATLAB多项式插值可以得出在不同温度下一定通透性所对应的驱动电压。 三、实验数据 选择10、20、30摄氏度三个不同温度，其他条件一致。

（1）、10摄氏度 实验程序： x=2:2:40; y=[5.2,5.4,5.8,6.4,7.2,8.2,9.4,10.8,12.2,14.0,16.6,22.0, 30.4,39.8,51.3,55.0,57.5,58.8,59.6,60.2]; p3=polyfit(x,y,3); p5=polyfit(x,y,5); p7=polyfit(x,y,7); disp('三次拟合函数'),f3=poly2str(p3,'x') disp('五次拟合函数'),f5=poly2str(p5,'x') disp('七次拟合函数'),f7=poly2str(p7,'x') x1=0:1:40; y3=polyval(p3,x1); y5=polyval(p5,x1); y7=polyval(p7,x1); plot(x,y,'rp',x1,y3,'--',x1,y5,'k-.',x1,y7); legend('拟合点','三次拟合','五次拟合','七次拟合') 实验结果：

MATLAB期末大作业模版

《MATLAB》期末大作业 学院土木工程与建筑学院 专业 班级 姓名 指导教师李琳 2018 年 5 月16 日

明 作业内容题目2:问题描述：在[0 2π]范围内绘制二维曲线图y=cos(5x)*sin(x) （1）问题分析 这是一个二维绘图问题，先划定x的范围与间距，再列出y的表达式，利用plot函数绘制二维曲线。 （2）软件说明及源代码 >> x = 0:pi/10:2*pi; >>y = cos(5*x).*sin(x); >>plot(x,y) （3）实验结果 题目4:问题描述：创建符号函数并求解，要求写出步骤和运行结果 (1)创建符号函数f=ax2+bx+c (2)求f=0的解 （1）问题分析 这是一个符号函数显示以及符号函数的求解问题，第一问先定义常量与变量，在写出f表达式，利用pretty函数显示f。第二问利用solve函数求解f=0时的解。 （2）软件说明及源代码

第一问 >> syms a b c x; >> f=a*x^2+b*x+c; >> pretty(f) 第二问 >>syms a b c x; >>f=a*x^2+b*x+c; >> solve(f) （3）实验结果 1、 2、 题目5:问题描述：求积分 （1）问题分析 这是一个利用符号函数求积分的问题，先定义变量x，再列出I1表达式，利用int函数求在范围0到Pi/2上的积分。 （2）软件说明及源代码 >> syms x; >> I1=(1-2*sin(2*x))^0.5; >> int(I1,0,0.5*pi) （3）实验结果 题目6:问题描述：分别随机产生一个6×6的整数矩阵（元素可在［－20,20］之间），求该随机阵的秩，特征值和特征向量。 （1）问题分析 这是一个矩阵运算问题，先利用rand函数产生一个6*6的元素在-20到20

matlab综合大作业(附详细答案)

《MATLAB语言及应用》期末大作业报告 1．数组的创建和访问（20分，每小题2分）： 1)利用randn函数生成均值为1，方差为4的5*5矩阵A； 实验程序：A=1+sqrt(4)*randn(5) 实验结果： A = 0.1349 3.3818 0.6266 1.2279 1.5888 -2.3312 3.3783 2.4516 3.1335 -1.6724 1.2507 0.9247 -0.1766 1.1186 2.4286 1.5754 1.6546 5.3664 0.8087 4.2471 -1.2929 1.3493 0.7272 -0.6647 -0.3836 2)将矩阵A按列拉长得到矩阵B； 实验程序：B=A(:) 实验结果： B = 0.1349 -2.3312 1.2507 1.5754 -1.2929 3.3818 3.3783 0.9247 1.6546 1.3493 0.6266 2.4516 -0.1766 5.3664 0.7272 1.2279 3.1335 1.1186 0.8087 -0.6647 1.5888 -1.6724 2.4286 4.2471

-0.3836 3)提取矩阵A的第2行、第3行、第2列和第4列元素组成2*2的矩阵C；实验程序：C=[A(2,2),A(2,4);A(3,2),A(3,4)] 实验结果： C = 3.3783 3.1335 0.9247 1.1186 4)寻找矩阵A中大于0的元素；] 实验程序：G=A(find(A>0)) 实验结果： G = 0.1349 1.2507 1.5754 3.3818 3.3783 0.9247 1.6546 1.3493 0.6266 2.4516 5.3664 0.7272 1.2279 3.1335 1.1186 0.8087 1.5888 2.4286 4.2471 5)求矩阵A的转置矩阵D； 实验程序：D=A' 实验结果： D = 0.1349 -2.3312 1.2507 1.5754 -1.2929 3.3818 3.3783 0.9247 1.6546 1.3493 0.6266 2.4516 -0.1766 5.3664 0.7272 1.2279 3.1335 1.1186 0.8087 -0.6647 1.5888 -1.6724 2.4286 4.2471 -0.3836 6)对矩阵A进行上下对称交换后进行左右对称交换得到矩阵E； 实验程序：E=flipud(fliplr(A)) 实验结果：

MATLAB大作业

M A T L A B大作业作业要求： （1）编写程序并上机实现，提交作业文档，包括打印稿（不含源程序）和电 子稿（包含源程序），以班为单位交，作业提交截止时间6月24日。 （2）作业文档内容：问题描述、问题求解算法（方案）、MATLAB程序、结果 分析、本课程学习体会、列出主要的参考文献。打印稿不要求MATLAB程序，但电 子稿要包含MATLAB程序。 （3）作业文档字数不限，但要求写实，写出自己的理解、收获和体会，有话 则长，无话则短。不要抄袭复制，可以参考网上、文献资料的内容，但要理解，要变成自己的语言，按自己的思路组织内容。 （4）从给出的问题中至少选择一题(多做不限，但必须独立完成，严禁抄袭)。 （5）大作业占过程考核的20%，从完成情况、工作量、作业文档方面评分。 第一类：绘制图形。（B级） 问题一：斐波那契（Fibonacci）螺旋线，也称黄金螺旋线（Golden spiral），是根据斐波那契数列画出来的螺旋曲线，自然界中存在许多斐波那契螺旋线的图案，是自然界最完美的经典黄金比例。斐波那契螺旋线，以斐波那契数为边的正方形拼成的长方形，然后在正方形里面画一个90度的扇形，连起来的弧线就是斐波那契 螺旋线，如图所示。 问题二：绘制谢尔宾斯基三角形（Sierpinskitriangle）是一种分形，由波兰数学家谢尔宾斯基在1915年提出,它是一种典型的自相似集。其生成过程为：取一个实心的三角形（通常使用等边三角形），沿三边中点的连线，将它分成四个小三

角形，然后去掉中间的那一个小三角形。接下来对其余三个小三角形重复上述操作，如图所示。 问题三：其他分形曲线或图形。分形曲线还有很多，教材介绍了科赫曲线，其他还有皮亚诺曲线、分形树、康托（G. Cantor）三分集、Julia集、曼德布罗集合（Mandelbrot set），等等。这方面的资料很多（如），请分析构图原理并用MATLAB 实现。 问题四：模拟掷骰子游戏：掷1000次骰子，统计骰子各个点出现的次数，将结果以下表的形式显示，并绘制出直方图。 点数 1 2 3 4 5 6 出现次数166 150 164 162 184 174 问题五：利用MATLAB软件绘制一朵鲜花，实现一定的仿真效果。 提示：二维/三维绘图，对花瓣、花蕊、叶片、花杆等的形状和颜色进行详细设置。 第二类：插值与拟合。（B级） 问题一：有人对汽车进行了一次实验，具体过程是，在行驶过程中先加速，然后再保持匀速行驶一段时间，接着再加速，然后再保持匀速，如此交替。注意，整个实验过程中从未减速。在一组时间点上测得汽车的速度如表所示。 （1）分别使用最近点插值、线性插值、三次埃尔米特插值和三次样条插值进行计算[0,110]时间段50个时间点的速度。 （2）绘制插值图形并标注样本点。

Matlab程序设计(2016大作业)

Matlab程序设计 课程大作业 题目名称：_________________________________ 班级：_________________________________ 姓名：_________________________________ 学号：_________________________________ 课程教师：温海骏 学期：2015-2016学年第2学期 完成时间： MATLAB优化应用 §1 线性规划模型 一、线性规划问题： 问题1：生产计划问题 假设某厂计划生产甲、乙两种产品，现库存主要材料有A类3600公斤，B类2000公斤，C类3000公斤。每件甲产品需用材料A类9公斤，B类4公斤，C类3公斤。每件乙产品，需用材料A类4公斤，B类5公斤，C类10公斤。甲单位产品的利润70元，乙单位产品的利润120元。问如何安排生产，才能使该厂所获的利润最大。 问题2：投资问题 某公司有一批资金用于4个工程项目的投资，其投资各项目时所得的净收益(投入资金百分比)如下表：工程项目收益表 工程项目 A B C D 收益(%) 15 10

12 由于某种原因，决定用于项目A的投资不大于其他各项投资之和而用于项目B和C的投资要大于项目D的投资。试确定该公司收益最大的投资分配方案。 问题3：运输问题 有A、B、C三个食品加工厂，负责供给甲、乙、丙、丁四个市场。三个厂每天生产食品箱数上限如下表： 工厂 A B C 生产数 60 40 50 四个市场每天的需求量如下表： 市场 甲 乙 丙 丁 需求量 20 35 33 34 从各厂运到各市场的运输费(元/每箱)由下表给出： 收点 发点 市场 甲 乙 丙 丁 工 厂 A 2 1 3 2 B

华科matlab大作业

MATLAB语言、控制系统分析与设计 大作业 升降压斩波电路MATLAB仿真 专业：电气工程及其自动化 班级： 设计者： 学号： 评分： 华中科技大学电气与电子工程学院 2016 年1月

评分栏

目录 一、引言 (4) 二、电路设计与仿真 (4) 三、仿真结果及分析 (7) 四、深入讨论 (10) 五、总结 (10) 六、参考资料 (11)

升降压斩波电路MATLAB 仿真 一．引言 Buck/Boost 变换器是输出电压可低于或高于输入电压的一种单管直流变换器，其主电路与Buck 或Boost 变换器所用元器件相同，也有开关管、二极管、电感和电容构成。与Buck 和Boost 电路不同的是，电感L 在中间，不在输出端也不在输入端，且输出电压极性与输入电压相反。开关管也采用PWM 控制方式。Buck/Boost 变换器也有电感电流连续喝断续两种工作方式，在此只讨论电感电流在连续状态下的工作模式。 二．电路设计与仿真 1、电路原理 当可控开关V 处于通态时，电源E 经V 向电感L 供电使其储存能量，此时电流为i1。同时，电容C 维持输出电压基本恒定并向负载R 供电。此后，使V 关断，电感L 中储存的能量向负载L 释放，电流为i2。负载电压极性为上正下负，与电源电压极性相反。 稳态时，一个周期T 内电感L 两端电压UL 对时间积分为零，即 当V 处于通态期间，UL=E ；而当V 处于断态期间，UL=-Uo 。于是 所以，输出电压为 =?dt T L U off o on t U Et =E E t T t E t t U on on off on o α α -=-== 1

MATLAB遗传算法PID大作业

遗传算法在调节控制系统参数中的应用 【摘要】自动化控制系统多采用PID 控制器来调节系统稳定性和动态性，PID 的 Kp,Ki,Kd 参数需要合理选择方能达到目标。遗传算法是一种模拟生物进化寻求最优解的有效算法，本文通过利用GAbx 工具箱实现对控制电机的PID 进行参数优化，利用matlab 的仿真功能可以观察控制效果。 1. 直流伺服电机模型 1.1物理模型 图1 直流伺服电机的物理模型 αu ---电枢输入电压（V ） a R ---电枢电阻（Ω） S L ---电枢电感（H ） q u ---感应电动势（V ） g T ---电机电磁转矩（N m ?） J---转动惯量（2m kg ?） B---粘性阻尼系数（s m N ??） g i ---流过电枢的电流（A ） θ---电机输出的转角（rad ） 1.2传递函数 利用基尔霍夫定律和牛顿第二定律得出电机基本方程并进行拉布拉斯变换 ) ()()()()()()()()()()(2s s K s U K s I s T s Bs s Js s T s I s L R s I s U s U e q t a g g a a a a q a θθθ?=?=?+?=?+?=- 式中：t K 为电机的转动常数（m N ?）A ；e K 为感应电动势常数（s V ?）rad a a R s L +1 S 1 B Js +1 i K C K )(s U a )(s U q )(s I a )(s T g )(s Ω )(s θ

图2 直流伺服电机模型方框图 消去中间变量得系统的开环传递函数： s K K B Js R s L K s U s s G C t a d t a ]))([() () ()(+++= = θ 系统参数如下：s m uN B m mg J ??=?=51.3,23.32 A m N K K uH L R e t a a )(03.0,75.2,4?===Ω= 2. PID 校正 图3 PID 校正 s K s K K s G d i p c ++ =)( Kp,Ki,Kd 为比例，积分，微分系数 令Kp=15、Ki=0.8 、Kd=0.6 M 文件：J=3.23E-6; B=3.51E-6; Ra=4; La=2.75E-6; Kt=0.03; num= Kt; den=[(J*La) ((J*Ra)+(La*B)) ((B*Ra)+Kt*Kt) 0]; t=0:0.001:0.2; step(num,den,t); Kp=15; Ki=0.8; Kd=0.6; numcf=[Kd Kp Ki]; dencf=[1 0]; numf=conv(numcf,num); denf=conv(dencf,den); [numc,denc]=cloop(numf,denf); t=0:0.001:0.04; step(numc,denc,t); matlab 进行仿真，我们可以看出不恰当的PID 参数并不能使系统达到控制系统的要求，

MATLAB大作业

MATLAB大作业

一、作业说明 MATLAB，即matrix laboratory，作为强大的数学处理软件，在化学化工领域中也有着极为广泛的应用。而作为化工专业的学生，我认为本课学习MATLAB最直接和有效的意义在于，学生能够利用MATLAB处理实验数据和图形。而对于MATLAB本身数学逻辑与语言的理解和掌握相信在之前所上交的“高斯消元法”和“二分法改进”两次小作业中得到体现。因此，本次大作业我选择利用MATLAB处理化工原理实验中已经做过的离心泵实验来进行数据处理和图形制作。其中实验原始数据皆由本人进行化工原理实验时所记录，水的密度和粘度表由文献查得。 二、编程思路 整个M文件的目标是，利用现有的实验做得数据，进行实验数据的处理以及图形绘制，主要分为三个步骤完成： 第一部分利用插值和拟合求实验温度下水的密度和粘度值； 第二部分利用公式和矩阵变换计算离心泵的扬程He和轴功率Pzhou； 第三部分作图：离心泵的扬程和轴功率随流量变化的曲线（双y轴）。 具体思路已在主程序文件中进行注释。 三、MATLAB主程序 clear close all format compact,format short echo off % 处理化工原理实验数据及图形制作 % 第一部分求水的密度和粘度 %已知条件：（1）实验温度为23.1℃ % （2）网上查得15℃-30℃下水的密度和粘度表，记录为excel表 % （3）此部分数据存放在原始数据表的sheet1和sheet2中 % %主要方法：（1）MATLAB数据读入 % （2）矩阵初等变换

% （3）函数拟合 % （4）函数插值 % [num1]=xlsread('原始数据表');%读取excel表格中sheet1的数据 x0=[num1(:,1)];%x0x表示温度值，sheet1的第1列 y0=[num1(:,2)];%y0表示密度值，sheet1的第2列 x1=x0';%进行转置，将列向量转换为相应的行向量 y=y0';%进行转置，将列向量转换为相应的行向量 %下面开始拟合密度随温度的变化函数 n = length(y); ss = ''; for k = 1:n; yy = num2str(y(k)); ss = strcat(ss,['+''(' yy ')''*''x''^' num2str(n+1-k)]); %将数值转换为字符串格式，在MATLAB内将密度与温度的关系拟合为n次多项式 end pause,ss%输出密度随温度变化函数式 % %进行图像表示 %x轴为温度，y轴为密度，表示在figure窗口的上半部分 pause,subplot(2,1,1),line(x1,y,'linewidth',2),title('T-density'), xlabel('温度T/℃'),ylabel('密度/(kg?m^-3)') axis([15,30,995,1000]) pause, x2=23.1, y1=interp1(x1,y,x2,'spline'); %读取excel表格中sheet2的数据，接下来步骤与密度处理方法相同 [num2]=xlsread('原始数据表',2); t0=[num2(:,1)];z0=[num2(:,2)]; t1=t0';z=z0'; n = length(z); rr= ''; for k = 1:n; zz = num2str(z(k)); rr = strcat(rr,['+''(' zz ')''*''t''^' num2str(n+1-k)]); end pause,rr %x轴为温度，y轴为粘度，表示在figure窗口的下半部分 pause,subplot(2,1,2),line(t1,z,'linewidth',2),title('T-viscosity'), xlabel('温度T/℃'),ylabel('粘度/(Pa?s)') axis([15,30,0.0008 0.0012]) pause,t2=23.1,z1=interp1(t1,z,t2,'spline');

MATLAB实验练习题计算机南邮MATLAB数学实验大作业答案

“M A T L A B ”练习题 要求：抄题、写出操作命令、运行结果，并根据要求，贴上运行图。 1、求230x e x -=的所有根。（先画图后求解）（要求贴图） >> solve('exp(x)-3*x^2',0) ans = -2*lambertw(-1/6*3^(1/2)) -2*lambertw(-1,-1/6*3^(1/2)) -2*lambertw(1/6*3^(1/2)) 2、求下列方程的根。 1) 5510x x ++= a=solve('x^5+5*x+1',0);a=vpa(a,6) a = 1.10447+1.05983*i -1.00450+1.06095*i -. -1.00450-1.06095*i 1.10447-1.05983*i 2）1 sin 02 x x -=至 少三个根

>> fzero('x*sin(x)-1/2', 3) ans = 2.9726 >> fzero('x*sin(x)-1/2',-3) ans = -2.9726 >> fzero('x*sin(x)-1/2',0) ans = -0.7408 3）2sin cos 0x x x -= 所有根

>> fzero('sin(x)*cos(x)-x^2',0) ans = >> fzero('sin(x)*cos(x)-x^2',0.6) ans = 0.7022 3、求解下列各题： 1）30sin lim x x x x ->- >> sym x; >> limit((x-sin(x))/x^3) ans = 1/6 2） (10)cos ,x y e x y =求 >> sym x; >> diff(exp(x)*cos(x),10) ans = (-32)*exp(x)*sin(x)

matlab大作业

图像压缩技术研究 一、离散余弦变换编码压缩图像 1. 实验源程序: I=imread('E:\MATLAB大作业\图片\cameraman.tif') I=im2double(I); %转换图像矩阵为双精度型。 T=dctmtx(8);%产生二维DCT变换矩阵 %计算二维DCT，矩阵T及其转置是DCT函数P1*X*P2的参数a1=[16 11 10 16 24 40 51 61; 12 12 14 19 26 58 60 55; 14 13 16 24 40 57 69 56; 14 17 22 29 51 87 80 62; 18 22 37 56 68 109 103 77; 24 35 55 64 81 104 113 92; 49 64 78 87 103 121 120 101; 72 92 95 98 112 100 103 99 ]; for i=1:8:200 for j=1:8:200 P=I(i:i+7,j:j+7); K=T*P*T'; I2(i:i+7,j:j+7)=K; K=K./a1;%量化

K(abs(K)<0.03)=0; I3(i:i+7,j:j+7)=K; end end figure; imshow(I2); title('DCT变换后的频域图像');%显示DCT变换后的频域图像 for i=1:8:200 for j=1:8:200 P=I3(i:i+7,j:j+7).*a1;%反量化 K=T'*P*T; I4(i:i+7,j:j+7)=K; end end figure; imshow(I4); title('复原图像'); imwrite(I4,'复原图像6.jpg'); B=blkproc(I,[8,8],'P1*x*P2',T,T'); %二值掩模，用来压缩DCT系数，只留下DCT系数中左上角的10个 mask=[1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0

线性系统理论MATLAB大作业

兰州理工大学2015级线性系统理论大作业 线性系统理论Matlab 实验报告 1、在造纸流程中，投料箱应该把纸浆流变成2cm 的射流，并均匀喷洒在网状传送带上。为此，要精确控制喷射速度和传送速度之间的比例关系。投料箱内的压力是需要控制的主要变量，它决定了纸浆的喷射速度。投料箱内的总压力是纸浆液压和另外灌注的气压之和。由压力控制的投料箱是个耦合系统，因此，我们很难用手工方法保证纸张的质量。 在特定的工作点上，将投料箱线性化，可以得到下面的状态空间模型： u x x ?? ????+??????-+-=0001.0105.0002.002.08.0. []21,x x y = 其中，系统的状态变量x1=液面高度，x2=压力，系统的控制变量u1=纸浆流量u2=气压阀门的开启量。在上述条件下，试设计合适的状态变量反馈控制器，使系统具有实特征根，且有一个根大于5 解：本题目是在已知状态空间描述的情况下要求设计一个状态反馈控制器，从而使得系统具有实数特征根，并要求要有一个根的模值要大于5，而特征根是正数时系统不稳定，这样的设计是无意义的，故而不妨采用状态反馈后的两个期望特征根为-7，-6，这样满足题目中所需的要求。要对系统进行状态反馈的设计首先要判断其是否能控，即求出该系统的能控性判别矩阵，然后判断其秩，从而得出其是否可控。 Matlab 判断该系统可控性和求取状态反馈矩阵K 的程序,如图1所示，同时求得加入状态反馈后的特征根并与原系统的特征根进行了对比。

图1系统能控性、状态反馈矩阵和特征根的分析程序上述程序的运行结果如图2所示： 图2系统能控性、反馈矩阵和特征根的运行结果

MATLAB大作业

MATLAB大作业 MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。 MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连 接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯，图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。 MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C，FORTART，C++，JAVA的支持。可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。 MATLAB 产品族可以用来进行以下各种工作：

●数值分析 ●数值和符号计算 ●工程与科学绘图 ●控制系统的设计与仿真 ●数字图像处理技术 ●数字信号处理技术 ●通讯系统设计与仿真 ●财务与金融工程 MATLAB 的应用范围非常广，包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。附加的工具箱（单独提供的专用MATLAB 函数集）扩展了MATLAB 环境，以解决这些应用领域内特定类型的问题。 MATLAB的特点 1) 高效的数值计算及符号计算功能，能使用户从繁杂的数学运算分析中解脱出来； 2) 具有完备的图形处理功能,实现计算结果和编程的可视化; 3) 友好的用户界面及接近数学表达式的自然化语言，使学者易于学习和掌握； 4) 功能丰富的应用工具箱(如信号处理工具箱、通信工具箱等) ,为用户提供了大量方便实用的处理工具。 MATLAB的优势

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南京航空航天大学研究生实验报告 课程名称：MATLAB仿真技术与应用 课程代码：E030008 实验名称：伸缩翼变体飞行器飞行控制律仿真 学生姓名：史浩明 班级学号：SZ1303059 学科名称：控制工程 2013年10月13日

伸缩翼变体飞行器飞行控制律仿真 1.项目背景 机翼是产生飞机飞行所需升力以及操纵力的主要部件，而机翼的气动外形也决定了飞机在特定飞行条件下的飞行性能，因此，改变机翼的外部形状对于改变飞机的气动性和机动性更为显著和直接。 可变体飞行器是一种全新概念的飞行器，能够根据不同的飞行环境以及飞行任务的要求而改变其外形从而保证优化的飞行性能。伸缩翼飞机是变体飞机的一种，飞机在飞行过程中通过机翼的伸缩变形，能够有效改变自身气动特性，适应不同的飞行状态，如起飞降落、机动、盘旋以及巡航等，并且可以保证在飞行中具有优化的气动性能，满足多种任务需求。外翼向外伸展时，机翼参考面积变化不大，但翼展增加较大，展弦比随之增大，进而可以提高全机升阻比，改善飞机的续航性能。外翼完全伸出时，构成大展弦比构型，可以获得较高的升阻比和升力线斜率，适合于执行追求巡航距离和续航时间的任务，并可以改善起飞与着陆状态的性能。外翼完全收缩进内翼时，构成小展弦比构型，可以使总阻力减小，能够改善高速冲刺性能，提高对时敏目标的反应速度。此外，外翼收起后，还可以减小飞机停放时占用的空间。两侧机翼伸出量不对称时，可以因为左右升力不对称而获得附加滚转力矩，用于飞机的横航向操纵。 伸缩翼飞机是变体飞机技术的主要发展方向之一。 2.设计要求 通过分析伸缩翼飞机的变形方式，建立飞机的动力学模型，对飞机方程进行线性化，可以计算出飞机各个通道的传递函数。基于上述的线性模型，设计飞机的纵向控制律。纵向控制的结构框图如下所示：

MATLAB大作业

基于M A T L A B识别图片中的文字知识点：图像识别图像处理计算机视觉 实验目的：以MATLAB为工具，识别图片中的文字。 问题描述： 交通是一个十分重要的问题，红绿灯上的摄像头可以辨别车主的身份。现在，我们是否能够用matlab设计一个图像识别的系统，通过车牌号的来识别相应的数字。 问题分析及模型建立： 第一步：确定车牌号的区域 对于一张图像 在matlab中，在处理图像元素时用（x,y,z）三坐标的形式表达的灰度集时，其中，x和y是空间坐标，z是f 在坐标（x,y）处的值，就可以表达图像在该坐标轴上的点。再将，将f(x,y)的数值简单地显示为一个矩阵，就可以定量地表达了一幅数值图像。 矩阵中的每个元素称为像素。 所以，如果我们想要截取一段车牌号的图像，我们就可以扫描图像每一个点的像素。然后我们进行恢复处理，算子边缘检测，腐蚀，闭操作，删除小对象得到 我们就可以利用RGB的值找到白色区域的边界，然后我们利用边界，截取我们的原图像就可以得到我们所需要的车牌号的区域了。 第二步：进行文字的分割 在进行分割之前，就需要将我们所获得的车牌号的区域的图像进行进一步的处理，突出我们需要的文字部分。 灰度处理 彩色的图片占用的空间比较大，处理会花费很长的时间，先将图片进行灰度处理

二值化 再将图片二值化，将图片的256个灰度级强制减少到只有{0，255}2个灰度级，更加方便了后续的文字识 别识别。 均值滤波 均值滤波是对是对图像进行局部平均, 以平均值来代表该像素点的灰度值。矩形滤波器对这个二维矢量的每一个分量进行独立的平滑处理。获得一张比较干净清晰的图像。 腐蚀和膨胀 腐蚀可以分割独立的图像元素，膨胀用于连接相邻的元素，更加利于图像的分割 进行完图像的预处理，就可以开始图像的切割了 首先进行边缘的切割，处理完后的图像为黑底白字。其中黑色为0，白色1为。这样我们就可以从四个边缘进行扫描，若行或者列像素之和0的话，就为背景，这样就可以继续向内推移，直到和不为0的位置为止。这样就进行了边缘的切割。 接下来，先进行文字的切割，文字和字母、数字在长度和宽度上有较大的差别，所以需要单独的拿出来。因为号码是平铺过来的，所以我们进行列的扫描。先从最左边进行扫描，若列像素之和不为0的话，则说明有文字，直到和为0的时候停止。但是如果扫描出来的宽度太小的话就说明背景可能有白色区域干扰。这时，应该将刚刚扫描出来的区域置黑，再次进行扫描，截取图像。同理，数字和字母可同样按着上面的方式扫描，截取。 截取后的图像 模板的配对 所有的文字数字和字母都截取下来后，我们需要将所得的图片统一的量化为同样大小的图像方便比对。 统一量化后的图像 完成了这部的操作之后，就需要建立一个小型的模板库。将车牌号常见的文字、十个数字和26个英文字母存储为上面同样大小的二值化图片，并且以对应字符的名称命名。

大连理工优化方法大作业MATLAB编程

function [x,dk,k]=fjqx(x,s) flag=0; a=0; b=0; k=0; d=1; while(flag==0) [p,q]=getpq(x,d,s); if (p<0) b=d; d=(d+a)/2; end if(p>=0)&&(q>=0) dk=d; x=x+d*s; flag=1; end k=k+1; if(p>=0)&&(q<0) a=d; d=min{2*d,(d+b)/2}; end end %定义求函数值的函数fun，当输入为x0=（x1，x2）时，输出为f function f=fun(x) f=(x(2)-x(1)^2)^2+(1-x(1))^2; function gf=gfun(x) gf=[-4*x(1)*(x(2)-x(1)^2)+2*(x(1)-1),2*(x(2)-x(1)^2)]; function [p,q]=getpq(x,d,s) p=fun(x)-fun(x+d*s)+0.20*d*gfun(x)*s'; q=gfun(x+d*s)*s'-0.60*gfun(x)*s'; 结果：

s=[-1,1]; [x,dk,k]=fjqx(x,s) x =-0.0000 1.0000 dk =1.1102e-016 k =54 function f= fun( X ) %所求问题目标函数 f=X(1)^2-2*X(1)*X(2)+2*X(2)^2+X(3)^2+ X(4)^2- X(2)*X(3)+2*X(1)+3*X(2)-X(3); end function g= gfun( X ) %所求问题目标函数梯度 g=[2*X(1)-2*X(2)+2,-2*X(1)+4*X(2)-X(3)+3,2*X(3)-X(2)-1,2*X(4)]; end function [ x,val,k ] = frcg( fun,gfun,x0 ) %功能：用FR共轭梯度法求无约束问题最小值 %输入：x0是初始点，fun和gfun分别是目标函数和梯度 %输出：x、val分别是最优点和最优值，k是迭代次数 maxk=5000;%最大迭代次数 rho=0.5;sigma=0.4; k=0;eps=10e-6; n=length(x0); while(k