MATLAB 使用教學 (3)
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MATLAB 使用教學 (3)
教授 : 張 仁 宗 教授助教 : 鄭志羿
林柏伸
Version 3.0
自 動 控 制
![Page 2: MATLAB 使用教學 (3)](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813298550346895d992e92/html5/thumbnails/2.jpg)
目錄 聯立微分方程式 利用解題器求解聯立微分方程式 (1)-(2) 隨堂練習一 利用解題器求解聯立微分方程式 (3)-(6) 隨堂練習二
![Page 3: MATLAB 使用教學 (3)](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813298550346895d992e92/html5/thumbnails/3.jpg)
聯立微分方程式 (1)
Does A equal B??
1)0(y,0)0(y),t(uy6y5y s (A)
1)0(y,00y,)t(uy5y6y
yy21
s212
21
(B)
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聯立微分方程式 (2)
When 21 yy,yy
1)0(y,0)0(y),t(uy6y5y s (A)
1)0(y,00y,)t(uy5y6y
yy21
s212
21
(B)
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聯立微分方程式 (3)
then 1)0(y,00y,
)t(uy5y6y
yy21
s212
21
1
0
)0(y
)0(y,
u
0
y
y
56
10
y
y
2
1
s2
1
2
1
BAXX are vectors
is a matrix
BXX 、、A
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利用解題器求解聯立微分方程式 (1)
solver.mfunction dy = solver( t, y )dy = zeros( 2, 1 );dy(1) = y(2);dy(2) = 2*y(2)-y(1);
ode45.m[ t, y ] = ode45( 'solver‘, [0 10], [0 1] );plot( t, y( :, 1 ), ‘b-', t, y( :, 2 ), ‘r- -', t, t.*exp(t), ‘y*‘, t, t.*exp(t)+exp(t), ‘g+’);
1
0
)0(y
)0(y,
y
y
21
10
y
y
2
1
2
1
2
1
![Page 7: MATLAB 使用教學 (3)](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813298550346895d992e92/html5/thumbnails/7.jpg)
利用解題器求解聯立微分方程式 (2)
時間 t
輸出
y
‘-’ 為 y1 曲線
‘--’ 為 y2 曲線
‘*’ 為 y1 手算結果
‘+’ 為 y2 手算結果
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隨堂練習一 (1)(2)
利用 MATLAB 解題器求解下列聯立微分方程式 ( t = [ 0 10 ] )
(1)
(2)
1
0
)0(y
)0(y,
y
y
22
10
y
y
2
1
2
1
2
1
1
0
)0(y
)0(y,
y
y
20
10
y
y
2
1
2
1
2
1
![Page 9: MATLAB 使用教學 (3)](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813298550346895d992e92/html5/thumbnails/9.jpg)
隨堂練習一 - 解答 (1)
時間 t
輸出
y
‘-’ 為 y1 曲線
‘--’ 為 y2 曲線
‘*’ 為 y1 手算結果
‘+’ 為 y2 手算結果
1
0
)0(y
)0(y,
y
y
22
10
y
y
2
1
2
1
2
1
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隨堂練習一 - 解答 (2)
時間 t
輸出
y
‘-’ 為 y1 曲線
‘--’ 為 y2 曲線
‘*’ 為 y1 手算結果
‘+’ 為 y2 手算結果
1
0
)0(y
)0(y,
y
y
20
10
y
y
2
1
2
1
2
1
![Page 11: MATLAB 使用教學 (3)](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813298550346895d992e92/html5/thumbnails/11.jpg)
利用解題器求解聯立微分方程式 (3)
solver.mfunction dy = solver( t, y )dy = zeros( 3, 1 );dy(1) = y(2);dy(2) = y(3);dy(3) = y(3)-2*y(1);
ode45.m[ t, y ] = ode45( 'solver', [ 0 10 ], [ 0 0 1 ]);plot(t, y( :,1 ), ‘b-', t, y( :, 2 ), ‘r--', t, y( :, 3 ), ‘k-.', t, 0.2.*exp(-t)+0.2.*exp(t).*(2.*sin(t)-cos(t)), ‘y*‘, t, 0.2.*exp(-t)+0.2.*exp(t).*(2.*sin(t)-cos(t))+0.2.*exp(t).*(2.*cos(t)+sin(t)),'g+', t, 0.2.*exp(-t)+0.2.*exp(t).*(2.*sin(t)-cos(t))+0.4.*exp(t).*(2.*cos(t)+sin(t))+0.2.*exp(t).*(-2.*sin(t)+cos(t)),'co'););
1
0
0
)0(y
)0(y
)0(y
,
y
y
y
102
100
010
y
y
y
3
2
1
3
2
1
3
2
1
![Page 12: MATLAB 使用教學 (3)](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813298550346895d992e92/html5/thumbnails/12.jpg)
利用解題器求解聯立微分方程式 (4)
時間 t
輸出
y
‘-’ 為 y1 曲線
‘--’ 為 y2 曲線
‘-.’ 為 y3 曲線
‘*’ 為 y1 手算結果
‘+’ 為 y2 手算結果
‘o’ 為 y3 手算結果
![Page 13: MATLAB 使用教學 (3)](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813298550346895d992e92/html5/thumbnails/13.jpg)
利用解題器求解聯立微分方程式 (5)
solver.mfunction dy = solver( t, y )dy = zeros( 2, 1 );dy(1) = y(2);dy(2) = -5*y(2) - 6*y(1) + 1;
ode45.m[ t, y ] = ode45( 'solver‘, [0 10], [0 1] );plot( t, y( :, 1 ), ‘b-', t, y( :, 2 ), ‘r- -', t, 0.5.*exp(-2.*t)-2/3.*exp(-3.*t)+1/6, 'y*', t, -exp(-2*t)+2*exp(-3*t), 'g+‘, t, 1/6, ‘co’, t, 0, ‘m^’ );
1
0
)0(y
0y,)t(u
0
y
y
56
10
y
y
2
1
s2
1
2
1
![Page 14: MATLAB 使用教學 (3)](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813298550346895d992e92/html5/thumbnails/14.jpg)
利用解題器求解聯立微分方程式 (6)
時間 t
輸出
y
‘-’ 為 y1 曲線
‘--’ 為 y2 曲線
‘*’ 為 y1 手算結果
‘+’ 為 y2 手算結果
‘o’ 為 y1 特解
‘△’ 為 y2 特解
![Page 15: MATLAB 使用教學 (3)](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813298550346895d992e92/html5/thumbnails/15.jpg)
隨堂練習二 (1)(2)
利用 MATLAB 解題器求解下列聯立微分方程式 ( t = [ 0 10 ] )
(1)
(2)
1
0
)0(y
0y,)tsin(
0
y
y
04
10
y
y
2
1
2
1
2
1
1 1 1
2 2 2
0 1 0 00,
2 1 3 1(0)
y y y
y y t y
![Page 16: MATLAB 使用教學 (3)](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813298550346895d992e92/html5/thumbnails/16.jpg)
隨堂練習二 - 解答 (1)
1
0
)0(y
0y,)tsin(
0
y
y
04
10
y
y
2
1
2
1
2
1
![Page 17: MATLAB 使用教學 (3)](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813298550346895d992e92/html5/thumbnails/17.jpg)
隨堂練習二 - 解答 (2) 1 1 1
2 2 2
0 1 0 00,
2 1 3 1(0)
y y y
y y t y
![Page 18: MATLAB 使用教學 (3)](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813298550346895d992e92/html5/thumbnails/18.jpg)
謝謝各位同學光機電實驗室 12F 研究室 91C09 分機 :62262