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东 北 石 油 大 学

课 程 设 计

2020年6月30日

东北石油大学课程某某任务书

课程 自动化仿真软件应用实训

专业 自动化 姓名 王某某 学号 ***8

主要内容、基本要求、主要参考资料等

主要内容：

通过10个MATLAB和LABVIEW相关实训，基本掌握自动化系统仿真软件MATLAB和LABVIEW，并能够初步利用软件对复杂工程问题涉及到的自动控制系统进行分析与设计。

基本要求：

1、掌握MATLAB和LABVIEW仿真软件的基本操作；

2、基本掌握MATLAB和LABVIEW编程结构；

3、通过网络搜索等方法解决MATLAB和LABVIEW仿真软件实验和设计中存在的问题，提高自主学习能力。

主要参考资料：

[1]刘浩.MATLAB R2018a完全自学一本通[M].XX：电子工业出版社，2018.

[2]胡某某.MATLAB从入门到精通（第2版）[M].XX：人民邮电出版社，2018.

[3]天宫在线. 中文版LabVIEW 2018从入门到精通（实战案例版）[M].XX：水利水电出版社，2019.

[4]陈某某.LabVIEW宝典（第2版）[M].XX：电子工业出版社，2017.

完成期限 2020.6.30-2020.7.11

指导教师

专业负责人

2020年 6月 16 日

目 录

第1章 概述 1

第2章 MATLAB仿真软件实训 3

2.1 MATLAB数学运算基础实训 5

2.2 MATLAB二维及三维图形绘制实训 10

2.3 MATLAB基本程序编写实训 13

2.4 SIMULINK仿真基础实训 15

2.5 SIMULINK控制系统仿真实训 16

2.6本章小结 17

第3章 LABVIEW仿真软件实训 18

3.1 LABVIEW软件仿真实训一 18

3.2 LABVIEW软件仿真实训二 20

3.3 LABVIEW软件仿真实训三 23

3.4 LABVIEW软件仿真实训四 25

3.5 LABVIEW软件仿真实训五 28

3.6本章小结 30

实训心得 31

概述

?MATLAB名字由MATrix和LABoratory两词的前三个字母组合而成。那是20世纪七十年代后期的事：时任美国新墨西哥大学计算机科学系主任的Cleve Moler教授出于减轻学生编程负担的动机，为学生设计了一组调用LINPACK和EISPACK库程序的“通俗易用”的接口，此即用FORTRAN编写的萌芽状态的MATLAB

20世纪70年代中期，美国新墨西哥大学计算机系主任Cleve Moler博士和其同事美国国家自然科学基金的资助下，开发了调用Linpack 和Eispack 的FORTRAN子程序，20世纪70年代后期，Moler博士编写了相应的接口程序，并将其命名为MATLAB

经几年的校际流传，在Little的推动下，由Little、Moler、Steve Bangert合作，于1984年成立了MathWorks公司，继续MATLAB软件的研制与开发并着力将软件推向市场。从这时起，MATLAB的内核采用C语言编写，而且除原有的数值计算能力外，还新增了数据图视功能

MATLAB以商品形式出现后，仅短短几年，就以其良好的开放性和运行的可靠性，使原先控制领域里的封闭式软件包（如英国的UMIST，瑞典的LUND和SIMNON，德国的KEDDC）纷纷淘汰，而改以MATLAB为平台加以重建。在时间进入20世纪九十年代的时候，MATLAB已经成为国际控制界公认的标准计算软件

到九十年代初期，在国际上30几个数学类科技应用软件中，MATLAB在数值计算方面独占鳌头，而Mathematica和Maple则分居符号计算软件的前两名。Mathcad因其提供计算、图形、文字处理的统一环境而深受中学生欢迎

在国际学术界，MATLAB已经被确认为准确、可靠的科学计算标准软件。在许多国际一流学术刊物上，（尤其是信息科学刊物），都可以看到MATLAB的应用。在设计研究单位和工业部门，MATLAB被认作进行高效研究、开发的首选软件工具。如美国National?Instruments公司信号测量、分析软件LabVIEW，Cadence公司信号和通信分析设计软件SPW等，或者直接建筑在MATLAB之上，或者以MATLAB为主要支撑。又如HP公司的VXI硬件，TM公司的DSP，Gage公司的各种硬卡、 仪器等都接受MATLAB的支持。

MATLAB仿真软件实训

2.1 MATLAB数学运算基础实训

1、仿真目的

熟悉MATLAB命令窗口和编辑器的使用，掌握各类数学表达式的MATLAB书写规则以及常用函数、矩阵的运算规则。

2、仿真内容

（1）应用MATLAB求下列数学函数表达式的值。提示：求各点的函数值时用点乘运算。

1）

Z=2*sin(85*pi/180)/1+exp(2)

2）
，其中

Z=1/2*log([2 1+2i;-0.45 5]+sqrt(1+[2 1+2i;-0.45 5]^2))

（2）已知如下矩阵：
求下列表达式的值：

和
（其中I为单位矩阵）

A=[12 34 -4;34 7 87;3 65 7] B=[1 3 -1;2 0 3;3 -2 7] A+6*B

A=[12 34 -4;34 7 87;3 65 7] C=[1 1 1;1 1 1;1 1 1] I=eye(3)

2）A*B和A.*B

A=[12 34 -4;34 7 87;3 65 7]

B=[1 3 -1;2 0 3;3 -2 7]

A*B

A.*B

3、思考题

MATLAB指令clear, clc的区别是什么？

clc命令是清空历史窗口中的内容，但是其变量都不会消失，而clear命令是清空当前工作空间中的全部变量

2.2 MATLAB二维及三维图形绘制实训

1、仿真目的

掌握MATLAB二维图形和三维图形的绘制，以及图形的标注。

2、仿真内容

（1）绘制函数曲线，按要求写出MATLAB程序代码。

1）在区间[0:2π]均匀的取50个点，构成向量t。

t=(0:pi/25:2*pi)'

在同一窗口绘制曲线y1=sin(2*t-0.3); y2=3cos(t+0.5)；要求y1曲线为红色点划线，标记点为圆圈；y2为蓝色虚线，标记点为星号。

t=(0:pi/25:2*pi)';

y1=sin(2*t-0.3);

y2=3*cos(t+0.5);

subplot(1,2,1);plot(t,y1,'r-.');title('o');

subplot(1,2,2);plot(t,y2,'b:');title('*');

（2）用mesh或surf函数，绘制下面方程所表示的三维空间曲面，x和y的取值范围设为[-3，3]。

[X,Y]=meshgrid(-3:0.01:3);

Z=(-X.^2+Y.^2)/10;

mesh(X,Y,Z)

3、思考题

如果要将某图形窗口分成6个绘图区域，形成2行3列的图形窗口，在画第一个图前，应该用哪一条MATLAB语句？

subplot(2,3,1)

2.3 MATLAB基本程序编写实训

1、仿真目的

熟悉MATLAB的基本编程思想，熟悉MATLAB常用的顺序结构和选择结构程序的编写。

2、仿真内容

（1）编写程序实现分段函数输入，当输入x时，输出对应的y。

x=input('please input a number:');

If x

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