控制系统CAD与仿真实践：函数绘图与分析

本资源主要涉及两个方面的实验内容：一是利用MATLAB或类似软件进行控制系统CAD和系统仿真，二是通过编程实现图形绘制和数据分析。以下是详细的知识点概述： 1. 练习2-1：在这个部分，学生被要求使用MATLAB或其他类似工具，如Simulink，创建一个包含两个窗口的图形环境。首先，通过`clearall; clf;`清除当前工作空间并清空屏幕。然后，创建变量`wt`，表示角频率时间，通过`sin`函数生成正弦波形。在左窗口（ subplot(1,2,1)），分别绘制电压`v=120*sin(wt)`（红色线）和电流`i=100*sin(wt - π/4)`（绿色线），显示相位差。在右窗口，通过点积`v.*i`绘制功率曲线，并使用星号标记（'r:*'）。此部分涉及信号处理、基本图形绘制以及MATLAB子图功能。 2. 练习2-2：这部分实验要求绘制衰减振荡指数函数。通过定义时间变量`t`和函数`y`，学生需要学会如何设置坐标轴标签（"Time"和"Amplitude"）、添加标题以及使用`xlabel`, `ylabel`, 和 `title` 函数来定制图形。同时，要计算指定时间点（t=0和t=10）的函数值，这涉及到函数求值和理解角度与弧度之间的转换。 3. 继续绘制其他函数图形： a. 在0到10的区间内，同时绘制两个函数，一个是一阶衰减振荡函数，另一个是直线（x=0.625）加上余弦波（y=1.23*cos(2.83*t+240*pi/180)+0.625），并通过`spline`函数拟合数据点（t=0和t=10）。 b. 生成第三个图形，展示指数衰减余弦波形，其中`exp`函数用于模拟指数衰减，`cos`函数表示正弦波，`gridon`用于网格线显示，帮助观察数据。 4. 最后一项实验要求在0到20的时间区间内，同时绘制两个函数，并找出其中一个函数y1的最小值和最大值。这可能需要学生使用数值方法（如`min`和`max`函数）对函数进行遍历和分析，以确定函数的极值点。 这些实验不仅锻炼了学生的编程技能，特别是图形界面设计和数据分析能力，还涵盖了控制系统中常见的信号处理和数学模型的可视化呈现。通过这些实践，学生可以加深理解控制系统的工作原理，并掌握MATLAB等软件在工程中的实际应用。