实验一 离散模型的参数辨识
一、实验目的
1． 掌握随机序列的产生方法。
2． 掌握最小二乘估计算法的基本原理。
3． 掌握最小二乘递推算法。
二、实验内容
1． 基于Box--Jinkins 模型模拟一个动态过程，动态过程取为各种不同的情况，输入信号采用M 序列，实验者可尝试不同周期的M 序列。信噪比、观测数据长度也由实验者取为各种不同情况。
2． 模拟生成输入输出数据。
3． 根据仿真过程的噪声特性，选择一种模型参数估计算法，如RLS 、RIV 、RELS 、RGLS 、COR-LS 、STAA 、RML 或MLS 等，估计出模型的参数。
三、实验器材
计算机 1台
四、实验原理
最小二乘法是一种经典的有效的数据处理方法。它是1795年高斯（K.F.Guass ）在预测行星和彗星运动的轨道时提出并实际使用的。
最小二乘法也是一种根据实验数据进行参数估计的主要方法。这种方法容易被理解，而且由于存在唯一解，所以也比较容易实现。它在统计学文献中还被称为线性回归法，在某些辨识文献中还被称为方程误差法。正如各个学科都用到系统辨识技术建立模型一样，最小二乘法也用于很多场合进行参数估计，虽然不一定是直接运用，但很多算法是以最小二乘为基础的。
在系统辨识和参数估计领域中，最小二乘法是一种最基本的估计方法。它可用于动态系统，也可用于静态系统；可用于线性系统，也可用于非线性系统；可用于离线估计，也可用于在线估计。在随机的环境下利用最小二乘法时，并不要求知道观测数据的概率统计信息，而用这种方法所获得的估计结果，却有相当好的统计性质。
在系统辨识和参数估计领域中，应用最广泛的估计方法是最小二乘法和极大似然法，而其他的大多数算法都与最小二乘法有关。最小二乘法采用的模型为
11()()()()()A z y k B z u k e k --=+
最小二乘估计是在残差二乘方准则函数极小意义下的最优估计，即按照准则函数
????()()min T T J e
e Y Y ΦθΦθ==--= 来确定估计值?θ。求J 对?θ的偏导数并令其等于0，可得 ????()()()()0??T T T J Y Y Y Y ΦθΦθΦΦθΦΦθθ
θ??=--=----=?? 即?T T Y ΦΦθΦ=。当T ΦΦ为非奇异，即Φ列满秩时，有1?()T T LS
Y θΦΦΦ-=，此即参数的最小二乘估计值。 具体使用时不仅占用内存量大，而且不能用于在线辨识。一次完成算法还有如下的缺陷：
（1）数据量越多，系统参数估计的精度就越高。为了获得满意的辨识结果，矩阵T ΦΦ的阶数常常取得相当大。这样，矩阵求逆的计算量很大，存储量也很大。
（2）每增加一次观测量，都必须重新计算1,()T ΦΦΦ-。
（3）如果出现Φ列相关，即不满秩的情况，T ΦΦ为病态矩阵，则不能得到最小二乘估计值。 解决这个问题的办法是把它化成递推算法。依观测次序的递推算法就是每获得一次新的观测数据就修正一次参数估计值，随着时间的推移，便能获得满意的辨识结果。递推辨识算法具有无矩阵求逆，以及跟踪时变系统等特点，这样不仅可以减少计算量和储存量，而且能实现在线辨识。
最小二乘估计递推算法（RLS ）如下
1111???[]T N N N N N N G y θθ?θ++++=+-
11111N N N T N N N P G P ???++++=+ 111T N N N N N P P G P ?+++=-
递推过程如下：
得到 11
?,,,N N N N P u y θ++ 计算 111
?N N N P ?θ+++→→→下一步递推 五、实验步骤
1．熟悉各种辨识方法的基本原理。
2．设计实验方案，编制实验程序，上机调试，记录结果。
3．分析实验结果，完成书面实验报告，提供程序框图及其说明，并总结各种辨识算法的优缺点。
六、实验思考题
1． 认真阅读教材中的相关内容，总结最小二乘估计算法和最小二乘递推算法的基本原理。
八、实验报告要求
1． 分析最小二乘估计算法和最小二乘递推算法的基本原理。
2． 记录产生的输入输出数据，根据最小二乘估计算法和最小二乘递推算法估计系统模型参数。
3． 完成相应的思考题
实验二 离散模型的阶次辨识
一、实验目的
掌握极大似然估计算法。
二、实验原理
极大似然法需要构造一个以数据和未知参数为自变量的似然函数，并通过极大化这个似然函数，获得模型的参数估计值。
已知参数θ的条件下，观测量的概率密度为(|)P Y θ，在N 次测量12{,,
,}N y y y 后（独立测量），考虑
似然函数
1211(,,, |) (, ,|)(|) N N N i i L y y y P y y P y θθθ===∏
如果不要求θ的分布密度，只要问θ的值为多少（最可能的值），那么，就只要求θ使12(,,,|)max N L y y y θ=。对于确定了的观测值Y 而言，似然函数仅仅是参数θ的函数。由极大似然原理
可知，?ML
θ满足以下方程 ??0?ML
L
θθθ=?=?
考虑到似然函数一般为指数函数，而指数函数和对数函数都是单调的，为方便求解，上式等价于如下方程
??ln 0?ML
L θθθ=?=?
三、实验内容及步骤
1．熟悉各种辨识方法的基本原理。
2．设计实验方案，编制实验程序，上机调试，记录结果。
3．分析实验结果，完成书面实验报告，提供程序框图及其说明，并总结各种辨识算法的优缺点。
四、实验报告
1．分析极大似然估计算法的基本原理。
2．记录产生的输入输出数据，根据极大似然估计算法估计系统模型参数。
3．完成相应的思考题。
实验报告 --实验1.基于matlab的4阶系统辨识实验 课程：系统辨识 题目：基于matlab的4阶系统辨识实验 作者： 专业：自动化 学号：11351014 目录 实验报告 (1) 1.引言 (2) 2.实验方法和步骤 (2) 3.实验数据和结果 (2) 4.实验分析 (4)
1、 引言 系统辨识是研究如何确定系统的数学模型及其参数的理论。而模型化是进行系统分析、仿真、设计、预测、控制和决策的前提和基础。 本次实验利用matlab 工具对一个简单的4阶系统进行辨识，以此熟悉系统辨识的基本步骤，和matlab 里的一些系统辨识常用工具箱和函数。 这次实验所采取的基本方法是对系统输入两个特定的激励信号，分别反映系统的动态特性和稳态特性。通过对输入和输出两个系统信号的比较，来验证系统的正确性。 2、 实验方法和步骤 2.1 实验方法 利用matlab 对一个系统进行辨识，选取的输入信号必须能够反映系统的动态和稳态两个方面的特性，才能更好地确定系统的参数。本次实验采取了两种输入信号，为反映动态特性，第一个选的是正弦扫频信号，由下面公式产生： 选定频率范围 ，w(t)是时间t 的线性函数，具有扫频性质，可以反映系统的动态特性。 为反映稳态特性，选的输入信号是阶跃信号。以上的到两组数据，利用matlab 的merge()函数，对两组数据融合，然后用matlab 系统辨识工具箱中的基于子空间方法的状态空间模型辨识函数n4sid()来对系统进行辨识 2.2 实验步骤 (1)建立一个4阶的线性系统，作为被辨识的系统，传递函数为 3243211548765 ()125410865 s s s G s s s s s -+-+=++++ (2)产生扫频信号u1和阶跃信号u2 (3)u1、u2作为输入对系统进行激励，分别产生输出y1和y2 (4)画出稳态测试输入信号u1-t 的曲线，和y1-t 的曲线 画出动态测试输入信号u2-t 的曲线，和y2-t 的曲线 (5)使用merge()函数对u1-y1数据和u2-y2数据进行融合，并使用n4sid()函数对系统进行辨识。 (6)画出原系统和辨识出的系统的零极点图，画出原系统和辨识出的系统的阶跃响应特性曲线，通过对比，验证辨识出的系统的准确性。 3、 实验数据和结果 （1） 分别以扫频正弦函数、阶跃函数作为系统的激励，得到的输出：
实验一 Matlab使用方法和程序设计 一、实验目的 1、掌握Matlab软件使用的基本方法； 2、熟悉Matlab的数据表示、基本运算和程序控制语句 3、熟悉Matlab绘图命令及基本绘图控制 4、熟悉Matlab程序设计的基本方法 二、实验内容 1、帮助命令 使用help命令，查找sqrt（开方）函数的使用方法； 2、矩阵运算 （1）矩阵的乘法 已知A=[1 2;3 4]; B=[5 5;7 8]; 求A^2*B （2）矩阵除法 已知A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; B=[1 0 0;0 2 0;0 0 3]; A\B,A/B （3）矩阵的转置及共轭转置 已知A=[5+i,2-i,1;6*i,4,9-i]; 求A.', A' （4）使用冒号选出指定元素 已知：A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; 求A中第3列前2个元素；A中所有列第2，3行的元素； （5）方括号[] 用magic函数生成一个4阶魔术矩阵，删除该矩阵的第四列 3、多项式 （1）求多项式p(x) = x3 - 2x - 4的根 （2）已知A=[1.2 3 5 0.9;5 1.7 5 6;3 9 0 1;1 2 3 4] ， 求矩阵A的特征多项式; 求特征多项式中未知数为20时的值； 4、基本绘图命令 （1）绘制余弦曲线y=cos(t)，t∈[0，2π] （2）在同一坐标系中绘制余弦曲线y=cos(t-0.25)和正弦曲线y=sin(t-0.5)，t∈[0，2π] 5、基本绘图控制 绘制[0，4π]区间上的x1=10sint曲线，并要求： （1）线形为点划线、颜色为红色、数据点标记为加号； （2）坐标轴控制：显示范围、刻度线、比例、网络线 （3）标注控制：坐标轴名称、标题、相应文本； 6、基本程序设计 （1）编写命令文件：计算1+2+?+n<2000时的最大n值； （2）编写函数文件：分别用for和while循环结构编写程序，求2的0到n次幂的和。 三、预习要求 利用所学知识，编写实验内容中2到6的相应程序，并写在预习报告上。
控制工程基础实验指导书 自控原理实验室编印
（内部教材）
实验项目名称: （所属课 程: 院系: 专业班级: 姓名: 学号: 实验日期: 实验地点: 合作者: 指导教师: 本实验项目成绩: 教师签字: 日期: （以下为实验报告正文） 、实验目的 简述本实验要达到的目的。目的要明确，要注明属哪一类实验（验证型、设计型、综合型、创新型）。 二、实验仪器设备 列出本实验要用到的主要仪器、仪表、实验材料等。 三、实验内容 简述要本实验主要内容，包括实验的方案、依据的原理、采用的方法等。 四、实验步骤 简述实验操作的步骤以及操作中特别注意事项。 五、实验结果
给出实验过程中得到的原始实验数据或结果，并根据需要对原始实验数据或结果进行必要的分析、整理或计算，从而得出本实验最后的结论。 六、讨论 分析实验中出现误差、偏差、异常现象甚至实验失败的原因，实验中自己发现了什么问题，产生了哪些疑问或想法，有什么心得或建议等等。 七、参考文献 列举自己在本次准备实验、进行实验和撰写实验报告过程中用到的参考文献资 料。 格式如下 作者，书名（篇名），出版社（期刊名），出版日期（刊期），页码
实验一控制系统典型环节的模拟、实验目的 、掌握比例、积分、实际微分及惯性环节的模拟方法; 、通过实验熟悉各种典型环节的传递函数和动态特性; 、了解典型环节中参数的变化对输出动态特性的影响。 二、实验仪器 、控制理论电子模拟实验箱一台; 、超低频慢扫描数字存储示波器一台; 、数字万用表一只;
、各种长度联接导线。 三、实验原理 运放反馈连接 基于图中点为电位虚地，略去流入运放的电流，则由图 由上式可以求得下列模拟电路组成的典型环节的传递函数及其单位阶跃响应。 、比例环节 实验模拟电路见图所示 U i R i U o 接示波器 以运算放大器为核心元件，由其不同的输入网络和反馈网络组成的各种典型环节，如图所示。图中和为复数阻抗，它们都是构成。 Z2 Z1 Ui ,— U o 接示波器 得:
《系统辨识与自适应控制》实验报告 题目：最小二乘法在系统辨识中的应用 班级：工控08.1 指导老师： 学生姓名： 学号： 时间：2011.5.19 成都信息工程学院控制工程系
实验目的： 1、掌握系统辨识的基本步骤。 2、熟悉matlab 下系统辨识编程（M 文件）。 3、M 序列的产生方法。 4、用最小二乘法对系统进行辨识。 实验设备： 硬件：计算机一台（参数：主频2.8G 、奔腾4核处理器、内存512M ） 软件：matlab6.5 实验原理： 1、最小二乘法系统辨识结构： 把待辨识的过程看作“黑箱”。只考虑过程的输入输出特性。 图中，输入u(k)和输出z(k)是可测的；G （错误！未找到引用源。）是系统模型，用来描述系统的输入输出特性；N （错误！未找到引用源。）是噪声模型，v(k)是白噪声，e(k)是有色噪声，根据表示定理： 可以表示为 )()()()()(11k v k u q B k z q A +=-- （1） + + e (k ) 图1 SISO 系统辨识“黑箱” y (k ) u (k ) z (k ) v (k ) )(1-z N )(1-z G
???+++=++++=-------nb nb na na q b q b b q B q a q a q a q A ...21)(...211)(11211 （2） 由上两式可以表示： l k k v i k u bi i k z ai k z nb i na i ,...,2,1)....()(*)(*)(11=+-+--=∑∑== （3） 上式可以描述成如下最小二乘法格式： )()()(k v k h k z +=θ （4） 2、准则函数 设一个随机序列{}),,2,1(),(L k k z ∈的均值是参数θ的线性函数： {}θ)()(k h k z E T =，其中)(k h 是可测的数据向量，那么利用随机序列的一个实现，使准则函数： 21])()([)(∑=-=L k T k h k z J θθ (5) 达到极小的参数估计值∧ θ称作θ的最小二乘估计。 最小二乘格式： )()()(k e k h k z t +=θ，θ为模型参数向量，()k e 为零均值随机噪声。 3、最小二乘问题的解 考虑系统模型: )()()(k e k h k z t +=θ (6) 准则函数可写成： ()()()θθθL L L T L L H z H -Λ-=z J （7） 极小化准则函数得到：
计算机应用基础实验报告 系班级姓名学号 合作者无实验日期 指导教师李怀颖实验成绩 实验一计算机基础操作 一、实验目的和要求： 1．掌握掌握启动计算机与关闭计算机方法及微型计算机的基本操作， 2．熟练掌握一种输入法。 二、实验内容： 1．计算机的冷启动、热启动、复位启动方式及关闭方法； 2．鼠标的基本操作； 3．熟悉键盘上每个功能键的作用； 4．通过键盘输入特殊符号及标点符号。 三、实验操作步骤：（学生自己填写，以下可作参考） 1.观察实验所用计算机是什么牌子什么型号，及显示器规格（是多少寸？纯平或液晶？）主机、键盘、鼠标以及电源开关的位置。 2．基本开机操作： ①开机（冷启动）：先开显示器→再开主机电源→启动计算机进入Widows桌面。 ②热启动（或“死机”时）：同时按下Ctrl+Alt+Del恢复。 ③复位启动（或“死机”时）：按下Reset恢复。 3．鼠标使用： ①指向：把鼠标移动到某一对象上，一般可以用于选定对象。 ②左单击：按下鼠标左键一次，用于选定对象。 ③右单击：按下鼠标右键一次，往往会弹出对象的快捷菜单或帮助提示。 ④双击：快速按下并松开鼠标左键两次（连续两次单击），用于启动程序或打开窗口。 ⑤拖动：单击某对象，按住按钮，移动鼠标，在另一个地方释放按钮。常用于滚动条操作，标尺滑块操作或复制、移动对象的操作中。 4．了解键盘分区位置与各键的用途： A、键盘划分为三个区 ①F1--F12、ESC等。实现某特殊功能。 ② ③ B、常用键的说明 ①上档键shift: Ⅰ.输入上位( 例如shift + /? = ? ) Ⅱ.大写输入( 例如shift + a = A ) ②空格键spacebar: 按一下输入一个空格。 ③回车键Enter: Ⅰ.表示执行命令。
《计算机操作系统》 实验指导书 （适合于计算机科学与技术专业） 湖南工业大学计算机与通信学院 二O一四年十月
前言 计算机操作系统是计算机科学与技术专业的主要专业基础课程，其实践性、应用性很强。实践教学环节是必不可少的一个重要环节。计算机操作系统的实验目的是加深对理论教学内容的理解和掌握，使学生较系统地掌握操作系统的基本原理，加深对操作系统基本方法的理解，加深对课堂知识的理解，为学生综合运用所学知识，在Linux环境下调用一些常用的函数编写功能较简单的程序来实现操作系统的基本方法、并在实践应用方面打下一定基础。要求学生在实验指导教师的帮助下自行完成各个操作环节，并能实现且达到举一反三的目的，完成一个实验解决一类问题。要求学生能够全面、深入理解和熟练掌握所学内容，并能够用其分析、设计和解答类似问题；对此能够较好地理解和掌握，并且能够进行简单分析和判断；能够熟练使用Linux用户界面；掌握操作系统中进程的概念和控制方法；了解进程的并发，进程之间的通信方式，了解虚拟存储管理的基本思想。同时培养学生进行分析问题、解决问题的能力；培养学生完成实验分析、实验方法、实验操作与测试、实验过程的观察、理解和归纳能力。 为了收到良好的实验效果，编写了这本实验指导书。在指导书中，每一个实验均按照该课程实验大纲的要求编写，力求紧扣理论知识点、突出设计方法、明确设计思路，通过多种形式完成实验任务，最终引导学生有目的、有方向地完成实验任务，得出实验结果。任课教师在实验前对实验任务进行一定的分析和讲解，要求学生按照每一个实验的具体要求提前完成准备工作，如：查找资料、设计程序、完成程序、写出预习报告等，做到有准备地上机。进行实验时，指导教师应检查学生的预习情况，并对调试过程给予积极指导。实验完毕后，学生应根据实验数据及结果，完成实验报告，由学习委员统一收齐后交指导教师审阅评定。 实验成绩考核： 实验成绩占计算机操作系统课程总评成绩的20%。指导教师每次实验对学生进行出勤考核，对实验效果作记录，并及时批改实验报告，综合评定每一次的实验成绩，在学期终了以平均成绩作为该生的实验成绩。有以下情形之一者，实验成绩为不及格： 1.迟到、早退、无故缺勤总共3次及以上者； 2.未按时完成实验达3次及以上者； 3.缺交实验报告2次及以上者。
实验二二阶系统的瞬态响应分析 一、实验目的 1、熟悉二阶模拟系统的组成。 2、研究二阶系统分别工作在ξ=1，0<ξ<1，和ξ> 1三种状态下的单 位阶跃响应。 3、分析增益K对二阶系统单位阶跃响应的超调量σP、峰值时间tp和调 整时间ts。 4、研究系统在不同K值时对斜坡输入的稳态跟踪误差。 5、学会使用Matlab软件来仿真二阶系统，并观察结果。 二、实验仪器 1、控制理论电子模拟实验箱一台； 2、超低频慢扫描数字存储示波器一台； 3、数字万用表一只； 4、各种长度联接导线。 三、实验原理 图2-1为二阶系统的原理方框图，图2-2为其模拟电路图，它是由惯性环节、积分环节和反号器组成，图中K=R2/R1，T1=R2C1，T2=R3C2。 图2-1 二阶系统原理框图
图2-1 二阶系统的模拟电路 由图2-2求得二阶系统的闭环传递函 12 22 122112 /() (1)()/O i K TT U S K U S TT S T S K S T S K TT ==++++ :而二阶系统标准传递函数为 (1)(2), 对比式和式得 n ωξ== 12 T 0.2 , T 0.5 , n S S ωξ====若令则。调节开环增益K 值，不仅能改变系统无阻尼自然振荡频率ωn 和ξ的值，可以得到过阻尼(ξ>1)、 临界阻尼（ξ=1）和欠阻尼（ξ<1）三种情况下的阶跃响应曲线。 （1）当K >0.625， 0 < ξ < 1，系统处在欠阻尼状态，它的单位阶跃响应表达式为： 图2-3 0 < ξ < 1时的阶跃响应曲线 （2）当K =0.625时，ξ=1，系统处在临界阻尼状态，它的单位阶跃响应表达式为： 如图2-4为二阶系统工作临界阻尼时的单位响应曲线。 (2) +2+=222n n n S S )S (G ωξω ω1 ()1sin( ) (3) 2-3n t o d d u t t tg ξωωωω--=+=式中图为二阶系统在欠阻尼状态下的单位阶跃响应曲线 e t n o n t t u ωω-+-=)1(1)(
《系统辨识与自适应控制》硕士研究生必修课程考核（检测技术与自动化装置专业）2003．5. 22 可下载自https://www.doczj.com/doc/2c2752434.html,/xuan/leader/mrj/ 学生姓名：考核成绩： 一、笔试部分 (占课程成绩的 80% ) 考试形式：笔试开卷 答卷要求：笔答，可以参阅书籍，要求简明扼要，不得大段抄教材，不得相互抄袭 试题： 1 简述系统辨识的基本概念（概念、定义和主要步骤）（10分） 2 简述相关辨识的基本原理和基于二进制伪随机序列的相关辩识方法（原理、 框图、特点）。（10分） 3 简述离散线性动态（SI / SO）过程参数估计最小二乘方法（ＬＳ法）的主要 内容和优缺点。带遗忘因子递推最小二乘估计（ＲＬＳ法）的计算步骤和主要递推算式的物理意义（10分） 4 简述什么是时间序列？时间序列建模如何消除恒定趋势、线性趋势和季节性 的影响？（10分） 5 何谓闭环系统的可辨识性问题，它有那些主要结论？（10分） 6 何谓时间离散动态分数时滞过程？“分数时滞”对过程模型的零点和极点有 什么影响？（10分） 7 简述什么是自适应控制，什么是模型参考自适应控制（MRAC）？，试举一例说明MRAC的设计方法（10分）。 8 请设计以下过程( yr = 0 ) y(k) -1.6y(k-1)+0.8y(k-2) = u(k-2)- 0.5u(k-3)+ε(k)+1.5ε(k-1)+0.9ε(k-2) 的最小方差控制器（MVC）和广义最小方差控制器（GMVC）, 并分析他们的主要性能。（10分） 二、上机报告ＲＬＳ仿真（占课程成绩的 20%） 交卷时间：6月9日下午
<<计算机基础应用>> 实训指导 任 务 书 实习班级：09风能2班 指导老师：高鹏 实习地点：计算机中心机房 教研组审核： 审核时间 实习时间：2009年12 月14日至2009年12 月18 日
实训目的：《计算机应用基础与实训》是非计算机专业的一门公共基础课，旨在培养学生的计算机文化素质和应用计算机的基本能力。通过综合练习教学，使学生加深对所学知识的理解，掌握计算机的基本应用与基本操作技巧。它的目的和任务是：向学生介绍计算机的初步知识、操作系统的功能，字处理、表处理和幻灯片处理软件的基本使用方法和网络知识，使学生掌握使用计算机的基本技能。 实训内容:Windows XP操作系统的使用及基于此平台的应用软件Word 2003 、Excel 2003 、PowerPoint 2003 、IE 6.0等软件的使用；计算机基础知识和网络基本知识的掌握。 实训地点：计算机中心机房 实训时间：2009年12月14日至2009年12月18日 实训班级：09风电（2）班 实验教材和参考书:《计算机应用》、《计算机应用基础与实训教程》 注意事项： 1、每个学生要有安全用电的意识，做到安全用电，不准在机房充电。如发生问题，后果自负。 2、每个学生要爱护公物，如发现公物损坏或丢失，照价赔偿。 3、上机人员必须配合机房内的卫生保洁工作，不准随地吐痰，不乱写乱画，不乱仍纸屑，果皮等杂务，严禁携带零食，饮料，等入内，严禁吸烟。 4、每天按时完成老师布置的作业，每个学生交每天的实验报告，每个学生每人一份。 5、在走廊内不得大声喧哗，与他人打闹。 6、保持机房肃静，不准大声喧哗，不准打闹，不影响他人。 7、严格遵守设备操作规程，不得随便拆卸计算机配件，不得擅自更改设置和私设密码。严禁私自安装、卸载更改计算机程序。 8、上机结束，按要求关闭机器电源并做适当整理，方可离室。 考核办法： 要求学生每天按时完成任务，并及时对当天的实习内容按忧、良、及格、不及格四个等级进行评分，并要求在晚自习写出当天的实验报告，于次日上课前交回。 实训具体任务： 第一天实训任务： windows 基本操作 1.1文件及文件夹操作训练。 1.2 计算器的使用。 1.3数学公式的输入。
广东轻工职业技术学院 《计算机应用基础》课程实训指导书 （第三版） 计算机基础教研室 2009年3月
《计算机应用基础》课程实训指导书 一、目的 通过为一周的实训，巩固本学期所学习的知识，强化的各种基于工作的过程的各种操作技能，进一步培养学生熟练处理Word文档的综合应用、Excel高级数据管理、PowerPoint演示文稿高级制作技巧及Internet网络综合应用能力，并为学生参加计算机水平考试及办公自动化考试作好准备。 二、实训内容提要 1.Word中文处理的综合应用 2.Excel电子表格的综合应用 3.PowerPoint演示文稿的综合应用 4.申请邮箱、收发邮件、Outlook Express的使用 5.信息检索与信息的综合应用 6.利用Serv-U 软件创建与配置FTP站点，实现文件的上传与下载。 7.Web 站点的创建与配置，网页的浏览（选） 三、考核 1．考核方式 操作部分由各部分指导老师现场打分，最后由负责指导老师汇总。 2．成绩评定标准 考核内容包括：成绩评定为100分制。Word 高级应用25％，电子表格综合应用25％，PPT综合应用 10%，Internet操作10％，实操报告（心得体会，遇到的问题，解决办法，收获等）20%（包括考勤）,模拟题试题10%. 四、提交实训成果 1．实训成果（作业、作品等） 2．实训报告：按照实训报告模板的格式去写，包括实训中遇到的问题，解决办法，包含一些截图，一周实训的体会、收获及今后努力方向等，文字要在2500字以上。篇幅在4页左右（含截图）。
说明： 1．由于各个班级教学学时及专业的差异性相差很大，而实训内容丰富且有一定难度，而实训的时间较短且集中，因此实训指导老师根据班级实际情况与水平，在指训指导书中挑选实用性强且与计算机水平考试有一定关联的题目进行实训。 2．选择实训的原则： ●在1～10中选择8题 ●11～17中选择5至6题 ●18～21必选，22根据机房情况选择 ●模拟题选择一套 3.带实训的老师一定要认真负责，结束后及时登记实训成绩，收齐学生的实训成果，并写出该班的实训总结，记录成光盘交到计算机基础教研室。 第1部分实训内容 实训1 制作用户调查表 [操作要求] 按照下面的步骤编排出如图1样文所示，并以“实训一.doc”为文件名保存。 1．输入文字 ●在文档中，输入表格的标题及最后一行的文字。 2．插入表格 ●插入“样文”的表格及输入其中的字符； ●表格的前三行高固定值1厘米，各列宽3.5厘米，表格中的字符设为宋体、四号， 水平左对齐，垂直居中； 3．设置文本 ●表格标题设为黑体、二号字，居中对齐； ●表格末行设为幼圆、小四号字，其中，“回函请寄：”几字设为加粗; ●表格外边框的线宽为1.5磅。 4．编排格式 ●在文档头部插入一行由“剪刀”和“-”号组成的字符串； ●按“样文1”所示位置，插入艺术字库中第1行第2列式样的艺术字； ●艺术字设为隶书、36磅、红色，无环绕。
系统辨识实验内容与要求 实验题目：三温区空间晶体生长炉温度系统建模 实验对象：三温区空间晶体生长炉 单晶体是现代电子设备制造技术的一个必不可少的部分，它应用广泛，如二极管、三极管等半导体器件都需要用到单晶体。组分均匀（compositional uniformity）、结晶完整（crystallographic perfection）的高质量晶体材料是保证电子设备性能重要因素。 目前，单晶体制备主要靠晶体生长技术完成。其主要过程是：首先在坩埚等加热器皿中对籽晶进行加热，使其由固相转变为液相或气相，再降低器皿中温度，使液相或气相的籽晶材料冷却结晶，就可得到最终的单晶体。这个过程中，为保证晶体的组分均匀和结晶完整，必须使晶体内部各晶格的受力均匀。因此，为减小重力对晶体生长的影响，研究者提出在空间微重力环境下进行晶体生长的方案。我们研究的空间晶体生长炉就是该方案中的晶体加热设备。 我们研究的空间晶体生长炉采用熔体Bridgman生长方式，其结构如图1所示。炉身由三部分构成：外筒、炉管以及炉管外部的隔热层。炉管由多个加热单元组成，每个加热单元组成一个温区。加热单元由导热性能良好的陶瓷材料制成，两个加热单元之间有隔热单元隔开。加热单元的外测均匀缠绕加热电阻丝，内侧中间部位安装有测温热电偶。炉管外部的隔热层由防辐射绝热材料制成。 微重力环境下，晶体内部各晶格之间的热应力是影响晶体生长质量的关键因素，而热应力是由炉内温场决定的。因此，必须对晶体炉内各温区的温度进行控制，以构造一个具有一定的梯度的、满足晶体生长需要的温场。工作时，将装有籽晶的安瓿管按一定的速度插入晶体炉炉膛内，通过控制流过各温区加热电阻丝的电流控制炉内温场，通过热电偶在线获取各温区的实时温度值，进行闭环控制，。其中，流过电阻丝的电流通过PWM（脉宽调制）方式进行控制。另外，由于晶体炉工作温度的变化范围比较大，传感器热电偶难以在全量程范围内保持很高的线性度，因此，使用的热电偶的电压读数与实际温度值间需要进行查表变换。 本实验内容是运用系统辨识的方法建立晶体炉中某个温区的动力学模型，辨识数据已给出，见SI_Data.xls文件。
《控制工程基础》实验指导书常熟理工学院机械工程学院 2009.9
目录 1.MATLAB时域分析实验 (2) 2.MATLAB频域分析实验 (4) 3.Matlab校正环节仿真实验 (8) 4.附录：Matlab基础知识 (14)
实验1 MATLAB 时域分析实验 一、实验目的 1． 利用MATLAB 进行时域分析和仿真。 要求：(1)计算连续系统的时域响应（单位脉冲输入，单位阶跃输入，任意输入）。 2．掌握Matlab 系统分析函数impulse 、step 、lsim 、roots 、pzmap 的应用。 二、实验内容 1．已知某高阶系统的传递函数为 ()265432 220501584223309240100 s s G s s s s s s s ++=++++++，试求该系统的单位脉冲响应、单位阶跃响应、单位速度响应和单位加速度响应。 MATLAB 计算程序 num=[2 20 50]; den=[1 15 84 223 309 240 100]; t= (0: 0.1: 20); figure (1); impulse (num,den,t); %Impulse Response figure (2); step(num,den,t);%Step Response figure (3); u1=(t); %Ramp.Input hold on; plot(t,u1); lsim(num,den,u1,t); %Ramp. Response gtext(‘t’); figure (4); u2=(t.*t/2);%Acce.Input u2=(0.5*(t.*t)) hold on; plot(t,u2); lsim(num,den,u2,t);%Acce. Response
实验一 离散模型的参数辨识 一、实验目的 1． 掌握随机序列的产生方法。 2． 掌握最小二乘估计算法的基本原理。 3． 掌握最小二乘递推算法。 二、实验内容 1． 基于Box--Jinkins 模型模拟一个动态过程，动态过程取为各种不同的情况，输入信号采用M 序列，实验者可尝试不同周期的M 序列。信噪比、观测数据长度也由实验者取为各种不同情况。 2． 模拟生成输入输出数据。 3． 根据仿真过程的噪声特性，选择一种模型参数估计算法，如RLS 、RIV 、RELS 、RGLS 、COR-LS 、STAA 、RML 或MLS 等，估计出模型的参数。 三、实验器材 计算机 1台 四、实验原理 最小二乘法是一种经典的有效的数据处理方法。它是1795年高斯（K.F.Guass ）在预测行星和彗星运动的轨道时提出并实际使用的。 最小二乘法也是一种根据实验数据进行参数估计的主要方法。这种方法容易被理解，而且由于存在唯一解，所以也比较容易实现。它在统计学文献中还被称为线性回归法，在某些辨识文献中还被称为方程误差法。正如各个学科都用到系统辨识技术建立模型一样，最小二乘法也用于很多场合进行参数估计，虽然不一定是直接运用，但很多算法是以最小二乘为基础的。 在系统辨识和参数估计领域中，最小二乘法是一种最基本的估计方法。它可用于动态系统，也可用于静态系统；可用于线性系统，也可用于非线性系统；可用于离线估计，也可用于在线估计。在随机的环境下利用最小二乘法时，并不要求知道观测数据的概率统计信息，而用这种方法所获得的估计结果，却有相当好的统计性质。 在系统辨识和参数估计领域中，应用最广泛的估计方法是最小二乘法和极大似然法，而其他的大多数算法都与最小二乘法有关。最小二乘法采用的模型为 11()()()()()A z y k B z u k e k --=+ 最小二乘估计是在残差二乘方准则函数极小意义下的最优估计，即按照准则函数 ????()()min T T J e e Y Y ΦθΦθ==--= 来确定估计值?θ。求J 对?θ的偏导数并令其等于0，可得 ????()()()()0??T T T J Y Y Y Y ΦθΦθΦΦθΦΦθθ θ??=--=----=?? 即?T T Y ΦΦθΦ=。当T ΦΦ为非奇异，即Φ列满秩时，有1?()T T LS Y θΦΦΦ-=，此即参数的最小二乘估计值。 具体使用时不仅占用内存量大，而且不能用于在线辨识。一次完成算法还有如下的缺陷： （1）数据量越多，系统参数估计的精度就越高。为了获得满意的辨识结果，矩阵T ΦΦ的阶数常常取得相当大。这样，矩阵求逆的计算量很大，存储量也很大。 （2）每增加一次观测量，都必须重新计算1,()T ΦΦΦ-。 （3）如果出现Φ列相关，即不满秩的情况，T ΦΦ为病态矩阵，则不能得到最小二乘估计值。 解决这个问题的办法是把它化成递推算法。依观测次序的递推算法就是每获得一次新的观测数据就修正一次参数估计值，随着时间的推移，便能获得满意的辨识结果。递推辨识算法具有无矩阵求逆，以及跟踪时变系统等特点，这样不仅可以减少计算量和储存量，而且能实现在线辨识。
研究生课程实验封面 课程名称： 报告题目： 学生学号： 学生姓名： 任课教师： 学位类别： 1 系统辨识部分 1.1 题目 直流电动机的辨识与自适应系统设计与仿真
1.1.1 工作原理 图1是一台最简单的直流电动机的模型，N和S是一对固定的磁极(一般是电磁铁，也可以是永久磁铁)。磁极之间有一个可以转动的铁质圆柱体，称为电枢铁芯。铁芯表面固定一个用绝缘导体构成的电枢线圈abcd，线圈的两端分别接到相互绝缘的两个弧形铜片上，弧形铜片称为换向片，它们的组合体称为换向器。在换向器上放置固定不动而与换向片滑动接触的电刷A和B，线圈abcd通过换向器和电刷接通外电路。电刷铁芯、电刷线圈和换向器构成的整体称为电枢。 此模型作为电动机运行时，将直流电源加于电刷A和B，例如将电源正极加于电刷A，将电源负极加于电刷B，则线圈abcd中流过电流。在导体ab中，电流由a流向b，在导体cd中，电流由c流向d。载流导体ab和cd均处于N和S 极之间的磁场中，受到电磁力的作用。电磁力的方向由左手定则确定，可知这一对电磁力形成一个转矩，称为电磁转矩，转矩的方向为逆时针方向，使整个电刷逆时针方向旋转。当电刷旋转180度，导体cd和ab交换位置，如图1所示。由于电流仍从电刷A流入，使cd中的电流变为由d流向c，而ab中的电流由b流向a，从电刷B流出，用左手定则判别可知，电磁转矩的方向仍是逆时针方向。 由此可见，加于直流电动机的直流电流，借助换向器和电刷的作用，变为电枢线圈中的交变电流。这种将直流电流变为交变电流的过程称为逆变。由于电刷线圈所处的磁极也是同时交变的，这使电刷产生的电磁转矩的方向恒定不变，从而确保直流电动机朝确定的方向连续旋转。这就是直流电动机的基本工作原理。 图1 直流电机工作的基本工作原理 1.2 辨识目的 对于一个系统，为什么要对它进行辨识？辨识的意义又在哪里？这些问题在很久以前就有人提出过，也进行过深入的研究，并总结出一套成熟的方法：最小二乘辨识方法、最大似然辨识方法、梯度法辨识等等。然而，这些方法在线性问题上容易解决，而在非线性问题上却相对较复杂，且方法并非唯一，而且找不到统一的设计模式，只能是针对具体问题分析其分线性的问题所在，抓住其影响系统动、静态品质的要害，研究辨识非线性系统模型及控制的理论和方法，进而对系统进行辨识、补偿或控制。 所以，若能够通过辨识得到其精确的模型，则是控制问题的关键。而本设计中，涉及到的也是相同的问题，对于直流电机，我们给定输入，由输出与输入的相应关系，我们便可以通过辨识得到直流电机的模型参数，进行可以进行模型精确的控制，而避免了对模型的不确定控制。
实验一Windows的基本操作 一、实验目的及要求 1.通过本次实验对Windows操作系统有初步的认识，熟练使用鼠标，对系统进行合理、个 人化的设置，加深一些基本名词的理解。 2.掌握对任务栏的操作，了解窗口各部位的名称，能够熟练改变窗口的大小和位置。 3.掌握各种创建快捷方式的方法，能够根据不同的使用场合采用不同的方法创建快捷方 式。 4.熟练使用开始菜单提供的各种方法运行程序、对文档进行各种操作。 5.能够使用控制面板对系统进行一些基本的设置。 6.学会如何创建文件夹，从而能够合理有效的管理个人计算机。 二、实验内容 1．（1）设置屏幕保护程序为 （2）将系统的时间样式设置为“tt hh:mm:ss”，上午符号为“上午”，下午符号为“下午”。（3）在桌面上建立记事本程序“NOTEPAD.EXE”的快捷方式，快捷方式名为“notepad”。的位数“2”，其余缺省值。 2．（1）在桌面上建立进入"MS-DOS方式"的快捷方式，快捷方式名为"MS-DOS"。 （2）改变屏幕保护为"三维飞行物"，屏幕墙纸为居中的"Clouds"，外观方案为"枫树"。（3）将计算器程序"Calc.exe"的快捷方式添加到"开始"菜单"程序"项中，快捷方式名为"计算器"。 （4）设置系统数字样式：小数位数为"3"，数字分组符号为"，"，组中数字的个数为"3"。3．（1）设置屏幕的背景图案为“Bricks”，墙纸为的“Forest”、居中。 （2）设置Windows的货币符号为“$”，货币符号位置为“1.1¤”，负数格式为“-1.1¤”。（3）在桌面上建立画图程序“PBRUSH.EXE”的快捷方式，快捷方式名为“paint”。（4）设置Windows的数字格式为：小数点后面的位数“3”，数字分组符号“；”，组中的位数“2”，其余缺省值。 4．（1）在桌面上建立写字板程序"Write.exe"的快捷方式,快捷方式名为"写字板",并将此快捷方式添加到"开始"菜单"程序"项中，。 （2）设置屏幕保护程序为"飞行Windows"，飞行中的Windows数目为"20",密码为"123123"。 （3）设置任务栏"不显示时间"，并使任务栏"自动隐藏"。 （4）设置系统时间样式为"H:mm:ss"，短日期样式为"yy-MM-dd"。 5. 在桌面上新建一个以自己姓名为名称的文件夹。启动"计算器"程序，在其帮助系统的索引中查找关键字"扩展精度"，然后以所获得的帮助信息为内容，在以自己姓名为名称的文件夹中建立一个名为precision.txt的文本文件。
机械控制工程基础实验 指导书 Company number【1089WT-1898YT-1W8CB-9UUT-92108】
河南机电高等专科学校《机械控制工程基础》 实验指导书 专业：机械制造与自动化、起重运输机械设计与制造等 机械制造与自动化教研室编 2012年12月
目录
实验任务和要求 一、自动控制理论实验的任务 自动控制理论实验是自动控制理论课程的一部分，它的任务是： 1、通过实验进一步了解和掌握自动控制理论的基本概 念、控制系统的分析方法和设计方法； 2、重点学习如何利用MATLAB工具解决实际工程问题和 计算机实践问题； 3、提高应用计算机的能力及水平。 二、实验设备 1、计算机 2、MATLAB软件 三、对参加实验学生的要求 1、阅读实验指导书，复习与实验有关的理论知识，明确每次实验的目的，了解内容和方法。 2、按实验指导书要求进行操作；在实验中注意观察，记录有关数据和图 像，并由指导教师复查后才能结束实验。 3、实验后关闭电脑，整理实验桌子，恢复到实验前的情况。 4、认真写实验报告，按规定格式做出图表、曲线、并分析实验结果。字迹 要清楚，画曲线要用坐标纸，结论要明确。 5、爱护实验设备，遵守实验室纪律。 实验模块一 MATLAB基础实验 ——MATLAB环境下控制系统数学模型的建立 一、预备知识 的简介
MATLAB为矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，由美国MathWorks公司出品的商业数学软件。主要用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。 来源：20世纪70年代，美国新墨西哥大学计算机科学系主任Cleve Moler 为了减轻学生编程的负担，用FORTRAN编写了最早的MATLAB。1984年由 Little、Moler、Steve Bangert合作成立了的MathWorks公司正式把MATLAB推向市场。到20世纪90年代，MATLAB已成为国际控制界的标准计算软件。 地位：和Mathematica、Maple并称为三大数学软件，在数学类科技应用软件中，在数值计算方面首屈一指。 功能：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。 应用范围：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。 图1-1 MATLAB图形处理示例 的工作环境 启动MATLAB，显示的窗口如下图所示。 MATLAB的工作环境包括菜单栏、工具栏以及命令运行窗口区、工作变量区、历史指令区、当前目录窗口和M文件窗口。 (1)菜单栏用于完成基本的文件输入、编辑、显示、MATLAB工作环境交互性设置等操作。 (2)命令运行窗口“Command Window”是用户与MATLAB交互的主窗口。窗口中的符号“》”表示MATLAB已准备好，正等待用户输入命令。用户可以在“》”提示符后面输入命令，实现计算或绘图功能。 说明：用户只要单击窗口分离键，即可独立打开命令窗口，而选中命令窗口中Desktop菜单的“Dock Command Window”子菜单又可让命令窗口返回桌面（MATLAB桌面的其他窗口也具有同样的操作功能）；在命令窗口中，可使用方向
Harbin Institute of Technology 系统辨识与自适应控制 实验报告 题目：渐消记忆最小二乘法、MIT方案 与卫星振动抑制仿真实验 专业：控制科学与工程 姓名： 学号： 15S004001 指导老师： 日期： 2015.12.06 哈尔滨工业大学 2015年11月
本实验第一部分是辨识部分，仿真了渐消记忆递推最小二乘辨识法，研究了这种方法对减缓数据饱和作用现象的作用； 第二部分是自适应控制部分，对MIT 方案模型参考自适应系统作出了仿真，分别探究了改变系统增益、自适应参数的输出，并研究了输入信号对该系统稳定性的影响； 第三部分探究自适应控制的实际应用情况，来自我本科毕设的课题，我从自适应控制角度重新考虑了这一问题并相应节选了一段实验。针对挠性卫星姿态变化前后导致参数改变的特点，探究了用模糊自适应理论中的模糊PID 法对这种变参数系统挠性振动抑制效果，并与传统PID 法比较仿真。 一、系统辨识 1. 最小二乘法的引出 在系统辨识中用得最广泛的估计方法是最小二乘法(LS)。设单输入-单输出线性定长系统的差分方程为： ()()()()()101123n n x k a x k a k n b u k b u x k n k +-+?+-=+?+-=，，，， (1.1) 错误！未找到引用源。 式中:()u k 错误！未找到引用源。为控制量；错误！未找到引用源。为理论上的输出值。错误！未找到引用源。只有通过观测才能得到，在观测过程中往往附加有随机干扰。错误！未找到引用源。的观测值错误！未找到引用源。可表示为： 错误！未找到引用源。 (1.2) 式中:()n k 为随机干扰。由式(1.2)得 错误！未找到引用源。 ()()()x k y k n k =- (1.3) 将式(1.3)带入式(1.1)得 ()()()()()()()101111()n n n i i y k a y k a y k n b u k b u k b u k n n k a k i n =+-+?+-=+-+?+ -++-∑ (1.4) 我们可能不知道()n k 错误！未找到引用源。的统计特性，在这种情况下，往往把()n k 看做均值为0的白噪声。 设 错误！未找到引用源。 (1.5)
《大学计算机基础》 上机实验指导书暨实验报告 选课班级 ______________ 序号 ______________ 姓名 ______________ 任课教师 ______________ 电气与信息工程学院计算机工程系(2009年9月) 编
前言 《大学计算机基础》是新生入校后必修的一门公共基础课，其实践性要求很强。本书是为配合《大学计算机基础》教材一书编写的配套实验教材，主要目的是便于教师的教学和学生的学习。本书既可以作学生的实验指导书，也可以直接作学生的实验报告使用。 本书主要包括实验目的、实验内容及实验思考题，其中实验一是综合实验，要在专门的微机拆装实验室完成，其他实验的实验内容都在windows xp+office2003环境下调试通过。对比较难的实验操作，在实验内容中有操作提示。实验思考题是要结合课堂上的理论知识和本次上机实验的知识来思考回答，有利于更好的理解实验知识要点，达到实验的目的。 本书参考实验学时8学时，完了顺利并保质保量的完成实验任务，请同学们在实验的过程中，注意以下事项： 1. 提前预习实验好相关资料，充分做好实验准备工作。 2. 遵循实验室的相关规定，听从实验教师的教学安排。 3. 详细记录实验过程中的实验数据。 4. 实事求是地回答实验中的相关问题，严禁抄袭。 5. 认真独立地撰写实验报告。 欢迎老师和同学对本实验指导书的内容及在使用过程中遇到的问题提出宝贵的意见，以求使该指导书更适合教学。 电气与信息工程学院计算机工程系 2010年4月
湖北汽车工业学院实验报告 班号序号姓名 课程名称大学计算机基础第1 号实验完成日期年月日午 实验一微机拆装实验 一、实验目的 1. 能够正确的识别微型计算机的主要部件，掌握微型计算机主要部件技术参数的含义， 进一步掌握其在计算机中的作用。 2. 能够根据不同的使用要求确定硬件的配置方案，并能够根据实验部件，制定详细的拆 装方案，分析方案的合理性。 3. 掌握计算机拆装的注意事项，掌握计算机拆装的步骤和拆装方法，能够根据给定的部 件快速地、正确地组装好计算机。 4. 能够对在拆装过程中可能出现的问题提出合理的解决办法。 二、实验内容 2.1 实验要求 1. 检查组装所需的工具是否齐全；检查及准备好组装电脑的全部组件及连接各部件的各 类电缆。 2. 准备好拆装计算机的工作空间；详细熟悉组装计算机的流程；实验前释放身体上的 静电。实验过程中严禁带电拆装部件。 3. 装机过程中，遵循硬件产品的安装规范，轻拿轻放所有部件，尽量只接触板卡边缘， 部件对号入座，细心操作，安插到位，对需要螺钉紧固的部件，一次不可全拧紧，待所有螺钉上好后方可拧紧，切忌把螺丝拧的过紧，以免螺钉滑扣。 4. 插拔各种板卡时切忌盲目用力，以免损坏板卡。 5. 必须在全部部件组装完成，由实验教师检查完毕后方可通电试机。 6. 实验完成后，登记实验教学日志，由实验教师检查实验材料及工具是否完好以后，方 可离开实验室。