第一篇：00講稿實(shí)驗(yàn)二 用MATLAB實(shí)現(xiàn)線性系統(tǒng)的時(shí)域分析

實(shí)驗(yàn)二

用MATLAB實(shí)現(xiàn)線性系統(tǒng)的時(shí)域分析

[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯 1．研究線性系統(tǒng)在典型輸入信號(hào)作用下的暫態(tài)響應(yīng)； 2．熟悉線性系統(tǒng)的暫態(tài)性能指標(biāo)；

3．研究二階系統(tǒng)重要參數(shù)阻尼比ξ對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響； 4．熟悉在MATLAB下判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法； 5．熟悉在MATLAB下求取穩(wěn)態(tài)誤差的方法。

[實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)] MATLAB中有兩類用于求解系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)的方法。

其一是利用 MATLAB 中的控制系統(tǒng)工具箱(Control System Toolbox)提供的函數(shù)（命令）；

其二是Simulink仿真，它主要用于對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行建模和仿真。

一、用MATLAB函數(shù)（命令）進(jìn)行暫態(tài)響應(yīng)分析 1 求取線性連續(xù)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)的函數(shù)——step

基本格式為： step(sys)

step(num,den)

step(A,B,C,D)step(sys,t)step(sys1,sys2,…,t)y=step(sys,t)[y,t]=step(sys)[y,t,x]=step(sys)

其中模型對(duì)象的類型如下：

sys = tf(num,den)多項(xiàng)式模型 sys = zpk(z,p,k)零點(diǎn)極點(diǎn)模型 sys = ss(a,b,c,d)狀態(tài)空間模型 參數(shù)無t，表示時(shí)間向量t的范圍自動(dòng)設(shè)定。

參數(shù)有t，表示給定時(shí)間向量t，應(yīng)該有初值，時(shí)間增量，末值，如t=0:0.01:2。

前5種函數(shù)可以繪出階躍響應(yīng)曲線；后3種函數(shù)不繪階躍響應(yīng)曲線，而是返回響應(yīng)變量y，時(shí)間向量t，以及狀態(tài)變量x。求取線性連續(xù)系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)的函數(shù)——impulse

基本格式為： impulse(sys)impulse(num,den)impulse(sys,tf)impulse(sys,t)impulse(sys1,sys2,…,t)y=impulse(sys,t)[y,t]=impulse(sys)[y,t,x]=impulse(sys)求取線性連續(xù)系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)

MATLAB沒有直接求系統(tǒng)斜坡響應(yīng)的功能函數(shù)。在求取控制系統(tǒng)的斜坡響應(yīng)時(shí)，通常用階躍響應(yīng)函數(shù)step()求取傳遞函數(shù)為 G(s)/s的系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，則其結(jié)果就是原系統(tǒng)G(s)的斜坡響應(yīng)。原因是，單位階躍信號(hào)的拉氏變換為1/s，而單位斜坡信號(hào)的拉氏變換為1/s2。4．求取線性連續(xù)系統(tǒng)對(duì)任意輸入的響應(yīng)的函數(shù)——lsim 其格式為

y=lsim(sys,u,t)

其中，t為仿真時(shí)間，u為控制系統(tǒng)的任意輸入信號(hào)。5．暫態(tài)響應(yīng)性能指標(biāo)

在階躍響應(yīng)曲線窗口，使用右鍵彈出浮動(dòng)菜單，選擇其中的Characteristics子菜單，有4個(gè)子項(xiàng)：

①Peak Response

峰值響應(yīng)，點(diǎn)擊將出現(xiàn)標(biāo)峰值記點(diǎn)，單擊此標(biāo)記點(diǎn)可獲得峰值幅值，超調(diào)量和峰值時(shí)間。

②Settling Time

調(diào)節(jié)時(shí)間，點(diǎn)擊將出現(xiàn)調(diào)節(jié)時(shí)間標(biāo)記點(diǎn)，單擊此標(biāo)記點(diǎn)即可獲得調(diào)節(jié)時(shí)間。

③Rise Time

上升時(shí)間，點(diǎn)擊將出現(xiàn)上升時(shí)間標(biāo)記點(diǎn)，單擊此標(biāo)記點(diǎn)即可獲得上升時(shí)間。

④Steady State

穩(wěn)定狀態(tài)，若系統(tǒng)穩(wěn)定，點(diǎn)擊將在穩(wěn)態(tài)值處出現(xiàn)標(biāo)記點(diǎn)，單擊此標(biāo)記點(diǎn)即可獲得穩(wěn)態(tài)值；若系統(tǒng)不穩(wěn)定，標(biāo)記點(diǎn)不會(huì)出現(xiàn)。

對(duì)于不同的系統(tǒng)響應(yīng)類型，Characteristics菜單的內(nèi)容并不相同。雖然不同響應(yīng)曲線的特 性參數(shù)不相同，但是均可以使用類似的方法從系統(tǒng)響應(yīng)曲線中獲得相應(yīng)的信息。

Step Response1.5 System: sys Settling Time: 3.4 1.5Step ResponseAmplitude0.5Amplitude110.5 System: sys Peak amplitude: 1.11 Overshoot(%): 10.8 At time: 2.22 00123450024Time(sec)68Time(sec)

6、其它

①hold on 命令：可以允許在已經(jīng)畫曲線的圖形窗口上再畫新曲線；hold off命令取消該功能。

②figure（i）命令：打開第i個(gè)圖形窗口，把曲線繪在該圖形窗口。③grid on命令：使圖上出現(xiàn)網(wǎng)格。

④subplot(m,n,p)命令；把一個(gè)畫面分成m×n個(gè)圖形區(qū)域, p代表當(dāng)前的區(qū)域號(hào)，可在每個(gè)區(qū)域中分別畫一個(gè)圖。

⑤也可以通過主界面菜單file/new/figure打開1個(gè)新圖形窗口，系統(tǒng)自動(dòng)為其編號(hào)。7．舉例

例1：系統(tǒng)傳遞函數(shù)為G(s)?20s?33，求其階躍響應(yīng)、脈沖響應(yīng)、斜坡響應(yīng)、2s?2s?10①分3個(gè)圖形窗口分別顯示的程序：

>> n=[20,33];d=[1,2,10];sys=tf(n,d);step(sys);figure(2);impulse(sys);n1=[20,33];d1=[1,2,10,0];sys1=tf(n1,d1);figure(3);step(sys1)運(yùn)行結(jié)果：

Step Response7 System: sys Peak amplitude: 6.68 Overshoot(%): 103 At time: 0.607 65Amplitude4 System: sys Rise Time: 0.142 System: sys Settling Time: 4.13 System: sys DC gain: 3.3 32100123Time(sec)456

Impulse Response20 System: sys Peak amplitude: 20 At time: 0 1510Amplitude5 System: sys Settling Time: 3.5 0-5-100123Time(sec)456

Step Response353025Amplitude20***5Time(sec)678910

③在1個(gè)窗口中的3個(gè)子圖形窗口顯示的程序：

>> figure(1);n=[20,33];d=[1,2,10];sys=tf(n,d);subplot(2,2,1);impulse(sys);subplot(2,2,2);n1=[20,33];d1=[1,2,10,0];sys1=tf(n1,d1);step(sys1);subplot(2,2,3);step(sys)運(yùn)行結(jié)果：

Impulse Response204030AmplitudeStep ResponseAmplitude10201000-1002Time(sec)4605Time(sec)10Step Response86Amplitude42002Time(sec)46

例2：系統(tǒng)傳遞函數(shù)為G(s)?10，求輸入分別是自定義的1(t)和4*1(t)時(shí)的響應(yīng)。2s?2s?10①2個(gè)輸入和2個(gè)輸出波形分別在4個(gè)子圖形窗口顯示的程序：

>> figure(7);n=[10];d=[1,2,10];sys=tf(n,d);subplot(2,2,1);u=1+0*t;t=0:0.01:10;plot(t,u);subplot(2,2,3);y=lsim(sys,u,t);plot(t,y);>> u1=4+0*t;subplot(2,2,2);plot(t,u1);subplot(2,2,4);y1=lsim(sys,u1,t);plot(t,y1)

運(yùn)行結(jié)果：

21.510.5054.543.53051005101.56140.520051000510 ②2個(gè)輸入和2個(gè)輸出波形在1個(gè)圖形窗口同時(shí)顯示的程序：

>> n=[10];d=[1,2,10];sys=tf(n,d);t=0:0.01:10;u=1+0*t;sys2=tf([1],[1]);lsim(sys2,u,t);hold on;lsim(sys,u,t);u1=4+0*t;plot(t,u1);lsim(sys,u1,t)

Linear Simulation Results654Amplitude3210012345Time(sec)678910

例3：系統(tǒng)傳遞函數(shù)為G(s)?20，求輸入分別是自定義的1(t)+3*sin(t)時(shí)的響應(yīng)。2s?2s?10程序；

>> n=[20];d=[1,2,10];sys=tf(n,d);t=0:0.001:15;u=1+sin(t);sys2=tf([1],[1]);figure(16);lsim(sys2,u,t);hold on;lsim(sys,u,t)

Linear Simulation Results105Amplitude0-505Time(sec)1015

例4：系統(tǒng)傳遞函數(shù)為G(s)?20，求系統(tǒng)的階躍響應(yīng)。

s3?2s2?2s?10程序；

>> n=[20];d=[1,2,6,10];sys=tf(n,d);figure(24);step(sys)

Step Response32.52Amplitude1.510.5005101520Time(sec)25303540

二、用Simulink進(jìn)行暫態(tài)響應(yīng)分析

1．系統(tǒng)仿真方框圖的建立

方框圖的建立與實(shí)驗(yàn)一中所述相同，不同點(diǎn)是不用輸入點(diǎn)與輸出點(diǎn)標(biāo)記，輸入點(diǎn)安置信號(hào)發(fā)生器，比如階躍輸入信號(hào)；輸出點(diǎn)安置示波器。需要如下操作：

打開Simulink→Sources子庫，將step模塊（階躍輸入信號(hào)）復(fù)制到（拽到）模型文件窗口，放到相應(yīng)位置。（或其他輸入信號(hào)模塊）

打開Simulink→Sinks子庫，將scope模塊（示波器）復(fù)制到（拽到）模型文件窗口，放到相應(yīng)位置。

輸入信號(hào)模塊和示波器模塊都可以進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。2．設(shè)置仿真控制參數(shù)

打開Simulation菜單，找到Parameters選項(xiàng)，可打開參數(shù)設(shè)置對(duì)話框。它包括仿真時(shí)間范圍的選擇、仿真算法的選擇、仿真步長(zhǎng)的指定及仿真精度（誤差）的定義等。

3．運(yùn)行

可選擇 Simulation→ Start。點(diǎn)擊示波器，在示波器窗口中可以看到響應(yīng)仿真曲線。

舉例；系統(tǒng)方框圖和階躍輸入下示波器顯示的響應(yīng)曲線如下：

s+242s +s+10StepTransfer FcnScope

三、在MATLAB下判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性

首先求得閉環(huán)傳遞函數(shù)，再使用MATLAB函數(shù)（命令）roots(den)解出特征方程的根，即閉環(huán)極點(diǎn)，再根據(jù)極點(diǎn)位置，判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定。

舉例：判斷系統(tǒng)G(s)?程序和結(jié)果：

>> d=[1 2 8 5 26];roots(d)ans =

-1.4509 + 2.1633i

-1.45091.9049i 分析判斷：有2個(gè)根在s平面右半部分，系統(tǒng)不穩(wěn)定?；蛘撸?/p>

>> n=[50];d=[1 2 8 5 26];sys=tf(n,d)

Transfer function:

50---------s^4 + 2 s^3 + 8 s^2 + 5 s + 26

是否穩(wěn)定。

s4?2s3?8s2?5s?26>> roots(sys.den{1})

ans =

-1.4509 + 2.1633i

-1.45091.9049i

四、在MATLAB下求取穩(wěn)態(tài)誤差

求取穩(wěn)態(tài)誤差終值的函數(shù)（命令）為dcgain()調(diào)用格式為

dcg=dcgain(G)其中

G=s·R(S)·φe(S)

R(S): 輸入信號(hào)的拉氏變換；

φe(S)：誤差傳遞函數(shù)；

舉例：系統(tǒng)前向通道傳遞函數(shù)為G(s)?50，反饋通道傳遞函數(shù)為322s?8s?5s?8H(s)?4/25，求輸入為r(t)=1(t)時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差。

1?解：?e(s)?1?G(s)H(s)程序和結(jié)果：

12s3?8s2?5s?8?3

5042s?8s2?5s?161?3?2s?8s2?5s?825>> n=[50];d=[ 2 8 5 8];sys=tf(n,d);n1=4;d1=25;sys1=tf(n1,d1);sys2=1+sys*sys1;sys3=tf(sys2.den,sys2.num);n4=[1,0];d4=[1];sys4=tf(n4,d4);n5=1;d5=[1 0];r=tf(n5,d5);dcg=dcgain(sys3*sys4*r)dcg =

0.5000 [實(shí)驗(yàn)內(nèi)容] 1．研究一階系統(tǒng)對(duì)階躍輸入、脈沖輸入、斜坡輸入、自定義輸入的響應(yīng)及性能指標(biāo)。一階系統(tǒng)系統(tǒng)具體參數(shù)自定。

2．研究二階系統(tǒng)對(duì)階躍輸入、脈沖輸入、斜坡輸入、自定義輸入的響應(yīng)及性能指標(biāo)。具體參數(shù)自定。哪一個(gè)參數(shù)變化及變化方案自定。

①典型二階系統(tǒng)在階躍輸入下，阻尼比或自然振蕩頻率改變對(duì)某1項(xiàng)性能指標(biāo)的影響。②非典型二階系統(tǒng)與典型二階系統(tǒng)在階躍輸入下的響應(yīng)有什么不同。

3．高于二階的系統(tǒng)對(duì)階躍輸入、脈沖輸入、斜坡輸入、自定義輸入的響應(yīng)。具體參數(shù)自定。4．自定一系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)，計(jì)算在r(t)=1(t)、t、0.5t2下的給定穩(wěn)態(tài)誤差。5．自定一系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)，判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性。[實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求] 1．寫明實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理。實(shí)驗(yàn)原理中簡(jiǎn)要說明得到系統(tǒng)暫態(tài)響應(yīng)的方法和采用的語句或函數(shù)，說明求取給定穩(wěn)態(tài)誤差的方法及采用的語句或函數(shù)，說明判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性方法。

2．在實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果中，要列項(xiàng)目反映各自的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，編寫的程序，運(yùn)行結(jié)果，按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容對(duì)結(jié)果的分析與判斷。程序和運(yùn)行結(jié)果（圖）可以從屏幕上復(fù)制，打印報(bào)告或打印粘貼在報(bào)告上。不方便打印的同學(xué)，要求手動(dòng)從屏幕上抄寫和繪制。

3．簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)心得和問題或建議。

第二篇：第5章高等數(shù)學(xué)計(jì)算的MATLAB實(shí)現(xiàn)講稿

第5章 高等數(shù)學(xué)計(jì)算的MATLAB實(shí)現(xiàn)

高等數(shù)學(xué)是大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的基本內(nèi)容。利用MATLAB的符號(hào)工具箱，可以解決極限、導(dǎo)數(shù)、微分、積分、級(jí)數(shù)和微分方程等方面的問題。

5.1 函數(shù)和極限

5.1.1 函數(shù)

使用符號(hào)表達(dá)式，可以進(jìn)行復(fù)合函數(shù)運(yùn)算和反函數(shù)運(yùn)算，下面分別予以介紹。

⒈ 復(fù)合函數(shù)運(yùn)算

在MATLAB中，符號(hào)表達(dá)式的復(fù)合函數(shù)運(yùn)算主要是通過函數(shù)compose來實(shí)現(xiàn)的。compose函數(shù)的調(diào)用格式如下：

●compose(f,g)：返回復(fù)合函數(shù)f(g(y))。在這里f?f(x),g?g(y)。其中，x是findsym定義的f函數(shù)的符號(hào)變量，y是findsym定義的g函數(shù)的符號(hào)變量。

●compose(f,g,z)：返回自變量為z的復(fù)合函數(shù)f(g(z))。在這里，f=f(x),g=g(y)，x，y分別是findsym定義的f函數(shù)和g函數(shù)的符號(hào)變量。

●compose(f,g,x,z)：返回復(fù)合函數(shù)f(g(z))，并且使x成為f函數(shù)的獨(dú)立變量。如：f=cos(x/t),compose(f,g,x,z)返回cos(g(z)/t)，而compose(f,g,t,z)返回cos(x/g(z))。

●compose(f,g,x,y,z)：返回復(fù)合函數(shù)f(g(z))，并且使x與y分別成為函數(shù)f與g的獨(dú)立變量。

例5－1 將f?x和x?tany復(fù)合到一個(gè)函數(shù)中，指定x和y為它們的獨(dú)立變量，自變量為z。

程序：

syms x y t z;g=tan(y);f=x^t;compose(f,g,x,y,z)%求復(fù)合函數(shù) 運(yùn)行結(jié)果： ans = tan(z)^t ⒉ 符號(hào)表達(dá)式的反函數(shù)運(yùn)算 在MATLAB中，符號(hào)表達(dá)式的反函數(shù)運(yùn)算主要是通過函數(shù)finverse來實(shí)現(xiàn)的。finverse函數(shù)的調(diào)用格式如下。

5.2 導(dǎo)數(shù)

5.2.1 求函數(shù)的導(dǎo)數(shù)

在MATLAB中，微分和求導(dǎo)都可以由函數(shù)diff實(shí)現(xiàn)。diff函數(shù)可同時(shí)處理數(shù)值和符號(hào)兩種情況下的求導(dǎo)和微分。該函數(shù)的調(diào)用格式如下所示。

●diff(F)：對(duì)findsym函數(shù)返回獨(dú)立變量求微分，F(xiàn)為符號(hào)表達(dá)式。●diff(F,'a')：對(duì)a變量求微分，F(xiàn)為符號(hào)表達(dá)式。

●diff(F,n)：對(duì)findsym函數(shù)返回的獨(dú)立變量求n次微分，F(xiàn)為符號(hào)表達(dá)式?！馾iff(F,'a',n)或diff(F,n,'a')：對(duì)變量a求n次微分，F(xiàn)為符號(hào)表達(dá)式。

(x?1)5例5－4 求f(x)?的二階導(dǎo)數(shù)。

x?1程序： syms x f=(x-1)^5/(x+1);df=diff(f,1);%求導(dǎo)數(shù) d2f=diff(f,2);df=simplify(df)%化簡(jiǎn) d2f=simplify(d2f)運(yùn)行結(jié)果： df = 2*(x-1)^4*(2*x+3)/(x+1)^2 d2f = 4*(x-1)^3*(3*x^2+9*x+8)/(x+1)^3 5.2.2 求隱函數(shù)的導(dǎo)數(shù)

例5－5 求隱函數(shù)

1F(x,y)?x?y?siny

2所確定的導(dǎo)數(shù)dy。dx程序：

%求隱函數(shù)的導(dǎo)數(shù)

f=sym('x-y+1/2*sin(y)');fx=diff(f,'x');fy=diff(f,'y');

5.3.1 漸近線

求函數(shù)圖形的水平漸近線，需要求x趨于無窮時(shí)f的極限，即

limit(f,inf)limit(f,-inf)求f的垂直漸近線，使分母等于0，用下面的命令進(jìn)行求解。roots=solve(denom)%返回方程x?x?3?0的解。綜合程序： syms x num=3*x^2+6*x-1;denom=x^2+x-3;f=num/denom;a=limit(f,inf);b=double(a);roots=solve(denom);ezplot(f)%符號(hào)函數(shù)作圖命令。

hold on%在原有的圖形上面疊加圖形。plot([-2*pi 2*pi],[b b], 'g')%繪水平漸近線

plot(double(roots(1))*[1 1],[-5 10], 'r')%繪垂直漸近線 plot(double(roots(2))*[1 1],[-5 10], 'r')%繪垂直漸近線 title('水平漸近線和垂直漸近線')hold off%取消圖形疊加 運(yùn)行結(jié)果見圖5－1。5.3.2 極值

23x2?6x?1從圖5－1可以看出，函數(shù)f(x)?至少有2個(gè)極值點(diǎn)，求解

x2?x?3程序：

syms x num=3*x^2+6*x-1;denom=x^2+x-3;f=num/denom;a=limit(f,inf);b=double(a);roots=solve(denom);ezplot(f)%符號(hào)函數(shù)作圖命令。

hold on%在原有的圖形上面疊加圖形。plot([-2*pi 2*pi],[b b], 'g')%繪水平漸近線

圖5－2 表示函數(shù)的漸近線和極值

5.3.3 拐點(diǎn)

求函數(shù)的拐點(diǎn)，需要先求函數(shù)的2階導(dǎo)數(shù)，后面的處理方法與求極值方法相似。

5.4 不定積分和定積分

MATLAB中，用符號(hào)工具箱的int函數(shù)求函數(shù)的不定積分和定積分。int函數(shù)的調(diào)用格式如下所示。

●int(F)：對(duì)findsym函數(shù)返回獨(dú)立變量求不定積分，F(xiàn)為符號(hào)表達(dá)式。

●int(F,v)：對(duì)v變量求不定積分，F(xiàn)為符號(hào)表達(dá)式。

●int(F,a,b)：對(duì)findsym函數(shù)返回獨(dú)立變量求從a到b的定積分，F(xiàn)為符號(hào)表達(dá)式。

●int(F,v,a,b)：對(duì)v變量求從a到b的定積分，F(xiàn)為符號(hào)表達(dá)式。

5.4.4 定積分的應(yīng)用

例5－11 計(jì)算由兩條拋物線y2?x，y?x2所圍成的圖形的面積。程序：

%求曲線的交點(diǎn)

[x1,y1]=solve('y^2=x','y=x^2');x1=double(x1);y1=double(y1);n=numel(x1);%下面尋找實(shí)數(shù)解 m=1;x0=[];y0=[];for k=1:n

if isreal(x1(k))&&isreal(x1(k))

x0(m)=x1(k);y0(m)=y1(k);

m=m+1;

end end x0=sort(x0);y0=sort(y0);%排序 %下面計(jì)算定積分 syms x f=sqrt(x)-x^2;A=int(f,x,x0(1),x0(2))運(yùn)行結(jié)果： A = 1/3 x2y2例5－12 計(jì)算由橢圓2?2?1所圍成的圖形繞x軸旋轉(zhuǎn)而成的旋轉(zhuǎn)ab體的體積。

V??程序：

syms a b x f=pi*b*b*(a*a-x*x)/a/a;V=int(f,x,-a,a)運(yùn)行結(jié)果： V = 4/3*pi*b^2*a 例5－13 計(jì)算由曲線y?a?a?b2a2(a2?x2)dx

23/2x上相應(yīng)于x從a到b的一段弧的長(zhǎng)度。3-9

0 d =

-3 f =

-1 g =

-3 例5－16 已知三點(diǎn)M(1,1,1)、A(2,2,1)和B(2,1,2)，求?AMB。程序：

M=[1 1 1];A=[2 2 1];B=[2 1 2];ma=A-M;mb=B-M;c=dot(ma,mb)/sqrt(dot(ma,ma))/sqrt(dot(mb,mb));amb=acos(c)運(yùn)行結(jié)果： amb =

1.0472 例5－17 已知三角形ABC的頂點(diǎn)是A(1,2,3)、B(3,4,5)和C(2,4,7)求三角形ABC的面積。

程序：

A=[1 2 3];B=[3 4 5];C=[2 4 7];ab=B-A;ac=C-A;S=sqrt(dot(cross(ab,ac),cross(ab,ac)))/2 運(yùn)行結(jié)果： S =

3.7417 5.5.2 曲面及其方程

利用MATLAB提供的繪圖函數(shù)，可以繪制給定函數(shù)的曲面。相關(guān)內(nèi)容在前面已介紹過，請(qǐng)參見4.2.4小節(jié)。

5.6 多元函數(shù)的極限和求導(dǎo)

對(duì)于函數(shù)有多個(gè)變量的情況，求極限和導(dǎo)數(shù)時(shí)需要指定函數(shù)對(duì)哪個(gè)變量進(jìn)行求取。在MATLAB中仍然使用limit和diff函數(shù)求多元函數(shù)的極限和導(dǎo)數(shù)。5.6.1 求多元函數(shù)的極限

例5－18 求極限limsin(x?y)?sin(x)。

y?0y-11●symsum(s)：求符號(hào)表達(dá)式s相對(duì)于符號(hào)變量k的和，k由findsym函數(shù)確定，取值從0到k-1。

●symsum(s,v)：求符號(hào)表達(dá)式s相對(duì)于符號(hào)變量v的和，v從0到v-1?！駍ymsum(s,a,b)和symsum(s,v,a,b)：指定符號(hào)表達(dá)式s從v=a累加到v=b。

?1例5－21 求級(jí)數(shù)?k、?2和?xk(x?1)。

i?0k?1kk?0n?1?程序：

syms x k n s1=symsum(n)s2=symsum(1/k^2,1,inf)s3=symsum(x^k,k,0,inf)運(yùn)行結(jié)果： s1 = 1/2*n^2-1/2*n s2 = 1/6*pi^2 s3 =-1/(x-1)5.7.2 泰勒級(jí)數(shù)展開

用taylor函數(shù)進(jìn)行泰勒級(jí)數(shù)展開。該函數(shù)的調(diào)用格式如下：

●taylor(f,n,v)：返回f的n-1階馬克勞林多項(xiàng)式近似。f為表示函數(shù)的符號(hào)表達(dá)式，v指定表達(dá)式中的獨(dú)立變量。v可以是字符串或符號(hào)變量。

●taylor(f,n,v,a)：返回f關(guān)于a的n-1階泰勒級(jí)數(shù)近似。變量a可以是數(shù)值、符號(hào)或表示數(shù)值值或未知值的字符串。n，v和a的順序沒有先后之分。taylor函數(shù)根據(jù)變量的位置和類型確定它們的用途。還可以忽略n,v,a等變量中的任何一個(gè)。如果不確定v，taylor函數(shù)用findsym函數(shù)確定函數(shù)的獨(dú)立變量。n的默認(rèn)值為6。

f(n)(a)泰勒級(jí)數(shù)：f(x)??(x?a)n。

n!n?01例5－22 求函數(shù)f(x)?的泰勒級(jí)數(shù)展開，取前9項(xiàng)。

5?4cosx?程序： syms x f=1/(5+4*cos(x));t=taylor(f,9)運(yùn)行結(jié)果：

3?d2y?2?cos2x?y?dx例5－24 求解微分方程?yx?0?1

?dy?x?0?0dx?程序：

y=dsolve('D2y=cos(2*x)-y','y(0)=1','Dy(0)=0','x');%求解微分方程 y=simplify(y)%化簡(jiǎn)y的形式。運(yùn)行結(jié)果： y = 4/3*cos(x)-2/3*cos(x)^2+1/3

習(xí)題五

1、完成實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的實(shí)驗(yàn)五的上半部分。

第三篇：武漢工程大學(xué)matlab實(shí)驗(yàn)二離散時(shí)間信號(hào)的分析實(shí)驗(yàn)

武漢工程大學(xué)

數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告二

專業(yè)班級(jí)：

14級(jí)通信03班 學(xué)生姓名：秦重雙 學(xué)號(hào)：

1404201114 實(shí)驗(yàn)時(shí)間：

2017年5月3日 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：

4B315 指導(dǎo)老師：楊述斌

實(shí)驗(yàn)一離散時(shí)間信號(hào)的分析實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

① 認(rèn)識(shí)常用的各種信號(hào)，理解其數(shù)學(xué)表達(dá)式和波形表示。② 掌握在計(jì)算機(jī)中生成及繪制數(shù)值信號(hào)波形的方法。③ 掌握序列的簡(jiǎn)單運(yùn)算及計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)與作用。

④ 理解離散時(shí)間傅里葉變換、Z變換及它們的性質(zhì)和信號(hào)的頻域特性。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

計(jì)算機(jī)，MATLAB語言環(huán)境。

三、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)理論

1、序列的相關(guān)概念

離散時(shí)間信號(hào)用一個(gè)稱為樣本的數(shù)字序列來表示。一般用{x[n]}表示，其中自變量n的取值范圍是﹣∞到﹢∞之間的整數(shù)。為了表示方便，序列通常直接用x[n]表示。

離散時(shí)間信號(hào)可以是一個(gè)有限長(zhǎng)序列，也可以是一個(gè)無限長(zhǎng)序列。有限長(zhǎng)（也稱為有限時(shí)寬）序列僅定義在有限的時(shí)間間隔中：﹣∞≤N1 ≤N2 ≤+∝.有限長(zhǎng)序列的長(zhǎng)度或時(shí)寬為N=N1-N2+1。

滿足x[n+kN]=x[n](對(duì)于所有n)的序列稱為周期為N的周期序列，其中N取任意正整數(shù)；k取任意整數(shù)；

2、常見序列

常見序列有單位取樣值信號(hào)、單位階躍序列、矩形序列、斜變序列、單邊指數(shù)序列、正弦序列、復(fù)指數(shù)序列等。

3、序列的基本運(yùn)算

序列的基本運(yùn)算有加法、乘法、倒置（反轉(zhuǎn)）、移位、尺度變換、卷積等。

4、離散傅里葉變換的相關(guān)概念

5、Z變換的相關(guān)概念

四．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟

1、知識(shí)準(zhǔn)備

認(rèn)真復(fù)習(xí)以上基礎(chǔ)理論，理解本實(shí)驗(yàn)所用到的實(shí)驗(yàn)原理。

2、離散時(shí)間信號(hào)（序列）的產(chǎn)生

利用MATLAB語言編程和繪制單位樣值信號(hào)、單位階躍序列、指數(shù)序列、正弦序列及隨機(jī)離散信號(hào)的波形，以加深對(duì)離散信號(hào)時(shí)域表示的理解。① 單位取樣值信號(hào)

Matlab程序

x=0;y=1;stem(x,y);title('單位樣值');axis([-2,2,0,1]);

② 單位階躍序列 Matlab程序

n0=0;n1=-5;n2=5;n=[n1:n2];x=[(n-n0)>=0];stem(n,x);xlabel('n');ylabel('x(n)');title('單位階躍序列');

③ 指數(shù)序列、正弦序列 Matlab程序

n=[0:10];x=(1/3).^n;stem(n,x);xlabel('n');ylabel('x(n)');title('指數(shù)序列');

n=[-20:20];x=2*sin(0.5.*n);stem(n,x);xlabel('n');ylabel('x(n)');axis([-20,20,-3,3]);title('正弦序列');

④ 隨機(jī)離散信號(hào)矩形序列 Matlab程序

n=[1:10];x=rand(1,10);stem(n,x);xlabel('n');ylabel('x(n)');title('隨機(jī)序列');

3、序列的運(yùn)算

數(shù)字信號(hào)處理的目的，就是從一個(gè)或幾個(gè)給定的離散時(shí)間信號(hào)中產(chǎn)生一個(gè)具有所需性質(zhì)的信號(hào)。處理算法由加法、乘法、倒置（反轉(zhuǎn)）、移位、尺度變換、卷積等基本運(yùn)算組合構(gòu)成。此部分實(shí)驗(yàn)將通過幾個(gè)簡(jiǎn)單常見的例子說明這些基本運(yùn)算的實(shí)際運(yùn)用，以便進(jìn)一步理解序列的簡(jiǎn)單運(yùn)算及計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)與作用。（1）信號(hào)平滑 利用MATLAB語言編程實(shí)現(xiàn)信號(hào)平滑運(yùn)算。信號(hào)平滑是數(shù)字信號(hào)處理應(yīng)用中的一個(gè)常見的算法，以慮出被加性噪聲污染的信號(hào)中的噪聲。假定信號(hào)s[n]被噪聲d[n]所污染，得到了一個(gè)含有加性噪聲的信號(hào)x[n]=s[n]+d[n]。要得到無污染的信號(hào)，可用簡(jiǎn)單的信號(hào)平滑即信號(hào)的加法實(shí)現(xiàn)。例如，采用三點(diǎn)（可選，以信號(hào)特點(diǎn)來定）平滑來實(shí)現(xiàn)。y[n]=(x[n-1]+x[n]+x[n+1])/3 由此可以理解平滑濾波的處理方法。

Matlab程序

r=65;

d=0.8*(rand(r,1)-0.5);m=0:r-1;s=2*m.*(0.9.^m);x=s+d';subplot(2,1,1);

plot(m,d','r-',m,s,'g--',m,x,'b-.');xlabel('n');ylabel('振幅');

legend('d[n]','s[n]','x[n]');x1=[0 0 x];x2=[0 x 0];x3=[x 0 0];y=(x1+x2+x3)/3;subplot(2,1,2);

plot(m,y(2:r+1),'r-',m,s,'g--');legand('y[n]','s[n]');xlabel('n');ylabel('振幅');

（2）調(diào)制信號(hào)的產(chǎn)生

利用MATLAB語言編程實(shí)現(xiàn)信號(hào)的調(diào)制。調(diào)制信號(hào)是工程應(yīng)用中常用的一類信號(hào)，調(diào)制信號(hào)的產(chǎn)生可以通過序列的乘法運(yùn)算得到。例如，用低頻調(diào)制信號(hào)xL[n]=cos(wln)來調(diào)制高頻正弦信號(hào)xH[n]=cos(wHn),就可得到振幅調(diào)制信號(hào)y[n]。

y[n]=A(1+m*xL[n])xH[n]=A(1+mcos(wLn))cos(wHn)其中m稱為調(diào)制指數(shù)，用來確保（1+m*xL[n]）在所有可能的n的情況下m都是正數(shù)。以上式進(jìn)行編程即可實(shí)現(xiàn)調(diào)制的目的。

Matlab程序

Fm=10;Fc=100;Fs=500;k=0:199;t=k/Fs;x=sin(2*pi*Fm*t);y=x.*cos(2*pi*Fc*t);X=fft(x,256);Y=fft(y,256);subplot(2,2,1);plot(x);

xlabel('t(s)');ylabel('x');title('原信號(hào)');

subplot(2,2,2);plot(X);

plot([-128:127],fftshift(abs(X)));xlabel('w');ylabel('X(jw)');title('原信號(hào)頻譜');

subplot(2,2,3);plot(y);xlabel('t(s)');ylabel('y');title('調(diào)制信號(hào)');subplot(2,2,4);

plot(Y);plot([-128:127],fftshift(abs(Y)));xlabel('w');ylabel('Y(jw)');title('調(diào)制信號(hào)頻譜');

（3）卷積的計(jì)算

用MATLAB語言編程可實(shí)現(xiàn)信號(hào)卷積運(yùn)算。卷積是數(shù)字信號(hào)處理中非常重要的一個(gè)運(yùn)算，用卷積可以計(jì)算一個(gè)序列通過離散系統(tǒng)后的響應(yīng)信息。如可以編程實(shí)現(xiàn)9點(diǎn)對(duì)7點(diǎn)（序列長(zhǎng)度可以自己設(shè)定）的序列卷積運(yùn)算。

Matlab程序

x=[0 0.5 1 1.5 0];nx=0:4;h=[1 1 1 0 0];nh=0:4;[y,ny]=conv_m(x,nx,h,nh);subplot(2,2,1);stem(nx,x);title('序列x');xlabel('n');ylabel('x(n)');subplot(2,2,2);stem(nh,h);title('序列h');xlabel('n');ylabel('h(n)');subplot(2,2,3);stem(ny,y);title('');xlabel('n');ylabel('y(n)');

conv_m函數(shù)程序

function[y,ny]=conv_m(x,nx,h,nh)%信號(hào)處理的卷積程序

%[y,ny]=conv_m(x,nx,h,nh)%y=卷積結(jié)果

%ny=y的基底（support）;%nx=x的基底;%h=基底nh上的第二個(gè)信號(hào) %nh=h的基底 nyb=nx(1)+nh(1);nye=nx(length(x))+nh(length(h));ny=[nyb:nye];y=conv(x,h);end

兩

序

列

卷

積

（4）序列的離散傅里葉變換，Z變換及信號(hào)頻域特性 ? 用MATLAB語言編程實(shí)現(xiàn)信號(hào)離散傅里葉的正反變換。Matlab程序

xn=[1,1,1,1];N=4;k=dft(xn,N)' Xk=[4,0,0,0];N=4;Xk=idft(xn,N)' xn=[1,1,1,1];N=length(xn);n=0:N-1;k=0:N-1;Xk=xn*exp(-j*2*pi/N).^(n'*k);x=(Xk*exp(j*2*pi/N).^(n'*k))/N;subplot(1,2,2);stem(k,abs(Xk));grid on;title('|X(k)|');axis([-1,N,1.1*min(abs(Xk)),1.1*max(abs(Xk))]);subplot(1,2,1);stem(n,xn);grid;title('x(n)');axis([-1,N,1.1*min(xn),1.1*max(xn)]);

dft函數(shù)程序

function[Xk]=dft(xn,N)n=[0:1:N-1];k=n;WN=exp(-j*2*pi/N);nk=n'*k;WNnk=WN.^nk;Xk=xn*WNnk;end

idft函數(shù)程序

function[Xk]=idft(xn,N)n=[0:1:N-1];k=n;WN=exp(-j*2*pi/N);nk=n'*k;WNnk=WN.^(-nk);Xk=xn*WNnk/N;

end

? 用MATLAB語言編程實(shí)現(xiàn)信號(hào)的圓周移位、圓周卷積、驗(yàn)證DFT的圓周時(shí)移、圓周卷積性質(zhì)和圓周卷積與線性卷積的關(guān)系。

圓周移位 Matlab程序

n=[0:10];M=6;N=11;x=10*0.8.^n;y=cirshift(x,M,N);subplot(2,1,1);stem(n,x);

title('?-DòáD2¨D?');xlabel('n');ylabel('x(n)');subplot(2,1,2);stem(n,y);

title('?2?üò???DòáD2¨D?');xlabel('n');ylabel('y(n)');

sigmod函數(shù)程序

function[ m ]= sigmod(n,N);m=rem(n,N);m=m+N;m=rem(m,N);end

cirshift函數(shù)程序

function[ y ]= cirshift(x,m,N);if length(x)>N

error('N must be greater than length(x)');end

x=[x zeros(1,N-length(x))];n=[0:N-1];n=sigmod(n-m,N);y=x(n+1);end

圓周卷積

Matlab程序

x1=[1 2 2];n1=[0:2];x2=[1 2 3 4];n2=[0:3];disp('N=5');n3=[0:4];N=5;y=circonvt(x1,x2,N)subplot(3,1,1);stem(n1,x1);title('x1');xlabel('n1');ylabel('x1(n)');subplot(3,1,2);stem(n2,x2);title('x2');xlabel('n2');ylabel('x2(n)');subplot(3,1,3);stem(n3,y);title('圓周卷積');xlabel('n3');ylabel('y(n)');

circonvt函數(shù)程序

function [y] = circonvt(x1,x2,N);if length(x1)>N error('Length(x1)is not great than N');end if length(x2)>N error('Length(x2)is not great than N');end x1=[x1, zeros(1,N-length(x1))];x2=[x2, zeros(1,N-length(x2))];m=[0:N-1];x2=x2(mod(-m,N)+1);H=zeros(N,N);for n=1:N;H(n,:)=cirshift(x2,n-1,N);end y=x1*H';end

? 驗(yàn)證一個(gè)實(shí)周期序列奇偶部分的DFT與此序列本身的DFT之間的關(guān)系。Matlab程序

function[xe,xo,m]=evenodd(x,n)if any(imag(x)~=0)error end

m=-fliplr(n);m1=min([m,n]);m2=max([m,n]);m=m1:m2;

nm=n(1)-m(1);n1=1:length(n);x1=zeros(1,length(m));x1(n1+nm)=x;x=x1;xe=0.5*(x+fliplr(x));xo=0.5*(x-fliplr(x));n=[0:10];x=stepseq(0,0,10)-stepseq(10,0,10);[xe,xo,m]=evenodd(x,n);

subplot(2,2,2);stem(m,xe);title('偶部');xlabel('n');ylabel('xe(n)');subplot(2,2,4);stem(m,xo);title('奇部');xlabel('n');ylabel('xo(n)');

? 用MATLAB語言編程實(shí)現(xiàn)信號(hào)的Z變換及其反變換、Z變換的零極點(diǎn)分布。

a=[1 1-6];b=[0 5 0];

[r,p,k]=residuez(b,a);subplot(121);zplane(b,a);

title('零極點(diǎn)分布圖');[H,w]=freqz(b,a,100);magH=abs(H);phaH=angle(H);figure(2)

subplot(222);plot(w/pi,magH);grid xlabel('frequency in pi units');title('magnitude part');

subplot(223),plot(w/pi,phaH/pi);grid xlabel('frequency in pi units');title('Angle part');

五、實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展思考

① 編程產(chǎn)生方波信號(hào)序列和鋸齒波信號(hào)序列。

x=[0:1/256:8];y1=square(pi*x);

subplot(2,1,1);plot(x,y1);axis([0,8,-2,2]);title('方波');xlabel('x');ylabel('y1');grid on;y2=sawtooth(pi*x);subplot(2,1,2);plot(x,y2);title('鋸齒波');xlabel('x');ylabel('y2');grid on;

② 實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生的正弦序列的頻率是多少？怎樣才能改變它？分別是哪些參數(shù)控制該序列的相位、振幅和周期？

正弦序x[n=]Asin(w0n+Φ)頻率f=w0/2pi通過改變w0改變頻率f;Φ控制序列相位，A控制序列振幅，w0控制序列周期。

③ 編程實(shí)現(xiàn)序列長(zhǎng)度為N的L點(diǎn)的正反離散傅里葉變換，并分析討論所得出的結(jié)果，其中L≧N，如L=8，N=6。

function[Xk]=dft(xn,N)n=[0:1:8-1];k=n;WN=exp(-1j*2*pi/N);nk=n'*k;WNnk=WN.^nk;Xk=xn*WNnk;

function[Xk]=idft(xn,N)n=[0:1:8-1];k=n;WN=exp(-1j*2*pi/N);nk=n'*k;WNnk=WN.^(-nk);Xk=xn*WNnk/N;

④ 由實(shí)驗(yàn)說明離散傅里葉變換的對(duì)稱關(guān)系，說明序列的時(shí)域和頻域的關(guān)聯(lián)特性。

離散傅里葉變換具有共軛對(duì)稱性

（1）復(fù)共軛序列的DFT。設(shè)x*(n)為x(n)的復(fù)共軛序列，長(zhǎng)度為N，X(k)=DFT[x(n)],則DFT[x*(n)]=X*(N-K),0<=k<=N-1（2）DFT的共軛對(duì)稱性。

定義圓周共軛對(duì)稱分量xep(n)和圓周共軛反對(duì)稱分量xop(n)xep(n)=1/2[x(n)+x*(N-n)]，xop(n)=1/2[x(n)-x*(N-n)]則 DFT[xep(n)]=Re[X(k)], DFT[xop(n)]=jIm[X(k)] 序列的時(shí)域和頻域的關(guān)聯(lián)特性（1）時(shí)域卷積對(duì)應(yīng)頻域相乘

設(shè)f[x(n)]=X(ejw),f[h(n)]=H(ejw),y(n)=x(n)*h(n), 則Y(e^jw)=1/2pi[X(e^jw)*H(e^jw)]（2）時(shí)域相乘對(duì)應(yīng)于1/2*pi的頻域卷積 設(shè)f[x(n)]=X(e^jw),f[h(n)]=H(e^jw),y(n)=x(n)h(n),則Y(e^jw)=1/2*pi[X(e^jw)*H(e^jw)] ?

六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求

1、實(shí)驗(yàn)中的主要結(jié)論：圓周卷積與線性卷積之間的關(guān)系。

設(shè)圓周卷積y(n)=∑x1(m)x2(n-m)LRL(n),線性卷積y1(n)=x1(n)*x2(n),則y（n）=[∑y1(n+rL)]Rl(n),及當(dāng)L>=N1+N2-1,y(n)=y1(n)。

2、通過編寫程序，讓我更熟練的使用MATLAB，能更好的理解書本所學(xué)的內(nèi)容

3、心得體會(huì):在使用matlab軟件定義函數(shù)時(shí)，必須對(duì)函數(shù)的含義理解清楚，要不然很容易定義函數(shù)出現(xiàn)錯(cuò)誤。其次要對(duì)matlab自帶函數(shù)的含義用法理解清楚。這次實(shí)驗(yàn)我最大的收獲就是對(duì)離散時(shí)間序列的理論基礎(chǔ)的概念有了一個(gè)很好的復(fù)習(xí)和更深刻的認(rèn)識(shí)。遇到最大的問題就是定義函數(shù)時(shí)考慮不夠全面。但是我相信隨著后面實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，我能將matlab這個(gè)工具與課本的理論基礎(chǔ)知識(shí)完美的結(jié)合起來。??

第四篇：實(shí)驗(yàn)8 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析和實(shí)現(xiàn)(綜合設(shè)計(jì)性)

實(shí)驗(yàn)八網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析和實(shí)現(xiàn)

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆站W(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的開發(fā)方法；

掌握Client/ Server結(jié)構(gòu)軟件的設(shè)計(jì)與開發(fā)方法

掌握Socket機(jī)制的工作原理

2.實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備

閱讀教材關(guān)于TCP/IP協(xié)議和Socket的相關(guān)內(nèi)容；

閱讀WinSock編程指南；

閱讀本實(shí)驗(yàn)所附內(nèi)容；

熟悉VC++6.0開發(fā)工具

3.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

學(xué)生可以從以下實(shí)驗(yàn)題目中任選一個(gè)來完成也可以自己命題。

（1）用掌握的語言和所學(xué)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)FTP的客戶端；

（2）用掌握的語言和所學(xué)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)收發(fā)郵件的客戶端；

（3）使用Winsock實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信；

（4）對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)中的停止等待協(xié)議或滑動(dòng)窗口協(xié)議的程序提出改進(jìn)并實(shí)現(xiàn)；

（5）自己設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)要求條件，對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)需求分析（包括對(duì)條件的分析和實(shí)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的選擇，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞倪x擇，經(jīng)費(fèi)的考慮，以及網(wǎng)絡(luò)的可容性、可擴(kuò)充性等），并劃出拓?fù)鋱D。

（6）按照所給綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)1或是綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)2的要求分別配置構(gòu)建符合要求的網(wǎng)絡(luò)，并給相應(yīng)的配置說明。

4.實(shí)驗(yàn)要求

學(xué)生可以根據(jù)所選題目大小，獨(dú)立或兩人一組完成實(shí)驗(yàn)。要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)包括所選實(shí)驗(yàn)題目和一些必備內(nèi)容。

若選擇具體網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的實(shí)現(xiàn)，則應(yīng)該能夠在理解所選擇的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行分析和實(shí)現(xiàn)，要求給出分析和實(shí)現(xiàn)的過程，以及必要的程序代碼。程序語言不限，但不能直接調(diào)用模塊實(shí)現(xiàn)，必須通過調(diào)用socket或底層網(wǎng)絡(luò)接口實(shí)現(xiàn)。

若是選擇組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，則必須對(duì)網(wǎng)絡(luò)做出詳細(xì)的需求分析，包括對(duì)條件的分析和實(shí)現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的選擇、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞倪x擇、經(jīng)費(fèi)的考慮、網(wǎng)絡(luò)的可容性、可擴(kuò)充性、安全性等等，并劃出網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。

若選擇綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)1或綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)2，需給出相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜团渲谜f明。