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1、第一章MATLAB基础1系统仿真是依据被探讨的真实系统的数学模型探讨系统性能的一门学科,现在尤指利用计算机去探讨数学模型行为的方法,即数值仿真。2MATLAB集计算,可视化及编程于一身。其主要产品模块构成:(I)MATLAB(2)MATLABtoolbox(3)MATLABCompiler(4)Simulink(5)stateflow(6)Real-TimeWorkshop03MATLAB语言被称为第四代计算机语言。有以下几个主要特点:编程效率高;运用便利;高效便利的科学计算;先进的可视化工具;开放性,可扩展性强;运行时动态连接外部C或FORTRAN应用函数;在独立C或FORTRAN程序中调用
2、MATLAB函数;输入输出各种MATLAB及其他标准格式的数据文件;创建图文并茂的技术文档;特别应用工具箱;高效仿真工具SmUIink。4变量命名规则:变量名,函数名对字母大小写敏感;变量名第一个字母必需是英文字母(只能是英文,数字和下连线)。5 real(z)求复数Z实部imag(Z)求复数Z虚部abs(z)求复数Z的模angle(Z)求复数Z的相角(单位是弧度)CalIbaCk回校函数Didata=Csvread(*engdata.txt,)clc清除指令窗clf清除图形窗cd设置当前工作书目Clear清除工作空间保存的变量edit打开M文件编辑器exit,quit关闭,退出MATLAB6
3、 c=3+5ic=3+5*i(a=3;b=5;c=a+b*i)1.3e-42.78e23A转置S.*BS./BB.SA.X7CommandHistory(历史指令)窗记录着用户在叮嘱指令窗中所输入过的全部指令行,且全部这些被记录的指令行都能被复制,并送到指令窗中再运行。8WorkspaceBroWSer(工作空间阅读器)也叫内存阅读器,他保存了指令窗所运用过的全部变量(除非有意删除),可通过该阅读器对内存变量进行操作。10点击MATLAB桌面工具条上的?图标,或选择下拉菜单项【Help,都能供应扶植;MATLAB还供应现场扶植,用鼠标点亮指令并点击右键,在弹出的菜单中选择(HelpOnSele
4、ction0其次章数据及其运算1简洁数组生成方法:逐个元素输入法;冒号生成法x=a:intc:b;Ex=Iinspace(a,b,n)=a:(b-a)/(n-l):b;logspace(wl,w2,n)2diag(3,3,3)产生对角形数组ans=300030003eye(3)产生单位数组ans=100010001InagiC(3)产生魔方数组ans=8163 574 92OneS(3)产生全1数组ans=111111111rand(3)产生0,1间随机数组ans=0.81470.91340.27850.90580.63240.54690.12700.09750.9575ZerOS(3)产生全
5、0数组ans=000000000zeros(3,2)ans=0000003一位数组寻访X=2.00001.04721.73213.0000+5.OOOOiJ;xl=x(3)xl=1.7321x2=x(l24)x2=2.00001.04723.0000+5.OOOOix3=x(2:end)x3=1.04721.73213.0000+5.OOOOix4=x(4:-1:1)x4=3.0000+5.OOOOi1.73211.04722.00004二维数组寻访:A(:,j)表示A矩阵的第j列全部元素;A(i,:)表示A矩阵第i行全部元素;A(1:3,2:4)表示对A矩阵取第13行,第24列中全部元素。例
6、:A=rand(3,5)A=0.11900.49840.34040.58530.22380.75130.25510.50600.69910.89090.95930.54720.13860.14930.9597AlA1=A(1,:)=0.11900.34040.75130.69910.5472A2A2=A(1:2,2:5)=0.34040.75130.69910.54720.58530.25510.89090.1386A3=A(1,3,2,5)A3=0.34040.54720.22380.14935非数(NOtaNUmber)指的是0/0,ooo,08之类的运算,用NaN或Ilan表示。非数参及
7、运算所得结果也是非数,具有传递性;非数没有大小,不能比较两个非数的大小。6在MATLAB中,一空一数组除了用表示外,某维或若干维长度均为O的数组都是空数组。7逻辑运算符:&及I或非第三章数据和数组的可视化1例t=(0:pi/50:2*pi);%生成(IOlXI)的时间采样列向量线型符号一含义实线虚线点划线双划线色调符号bgrCmykW含义蓝绿红青品红黄黑白k=0.4:0.1:1;X=cos(t)*k;plot(X);Plot(t,X)%生成(1x7)的行向量%生成(IOlX7)的矩阵%绘制曲线,横坐标为每列元素对应的下标%以t为横坐标,X为纵坐标,按Y的列数绘制曲线gridoff不画分格线bo
8、xoff使坐标开启text(x,y,s)在(x,y)处写字符注释ylable(s)纵坐标轴名2gridon画出分格线boxon使坐标封闭title(s)书写图名xlable(s)横坐标轴名holdon,holdoff多层叠绘axis(0,1,-1,17)坐标范围alpha(0)完全透亮,alpha(0.5)半透亮,alpha(1)完全不透亮plotyy(XI,Yl,X2,Y2)双纵坐标shadingflat,interp,faceted3view(az,el)通过方位角,俯视角设置视点,例VieW(-82,58)View(vx,xy,xz)通过直角坐标设置视点3 M文件包括M脚本文件和M函数文
9、件;M脚本文件的执行过程及在指令窗中干脆输入指令的效果一样,但效率更高;M函数文件及脚本文件类似之处在于他们都是一个扩展名为“.m”的文件;M函数文件通常由以下几个部分组成:函数定义行,HI行,函数扶植文本,函数体,注释。legend(si,s2,)在图的右上角建立图例3例:t=(0:0.02:2)*pi;x=sin(t);y=cos(t);z=cos(2*t);plot3(x,y,z,b-,x,y,z,bd,)boxonlegend(,链,宝石)4 x=-4:4;y=x;X,Y=meshgrid(x,y);Z=X.2+Y.2;subplot(l,3,l),surf(X,Y,Z)%曲面图sub
10、plot(l,3,2),mesh(X,Y,Z)%网线图subplot(1,3,3),plot3(x,y,x.*2+y.2)?boxon%曲线图5x,y=meshgrid(-3:0.1:3,-2:0.1:2);z=(x.2+2*x).*exp(-.*2-y.*2-.*y);subplot(1,2,1),mesh(x,y,z)axis(-3,3,-2,2,-0.5,1.0)title(,toushi,)hiddenoff%透视被叠压图形subplot(1,2,2),mesh(x,y,z)titleCxiaoyin,)hiddenon%消隐被叠压图形axis(-3,3,-2,2,-0.5,1.0)第
11、四章MATLAB编程Iforx=array说明:循环体执行的次数由数组array的列数确定(commands)例:forx=0.2:0.2:0.8endb=sqrt(l-*2);end当expression为真时,执行循环体直if expression commands else2whileexpression说明:commands到为假end3ifexpressioncommandsendend4ezplot(f)其中f=f(x,y)为用符号函数表示的隐函数例:ezplot(,x*2+x*y+y*2-10,)5x,y=ginput(n)该指令用鼠标从图形上获得n个点的坐标(x,y)6例:用冒
12、泡法对数组A=l689356进行升序排序解:F=Iength(八);fori=l:r-lforj=i+krifAA(j)%A(i)A(j)时,进行降序排序temp=A(i);A(i)=A(j);A(j)=temp;endendendY=A第五章系统模型1计算机仿真过程:建模;模型实现;仿真分析。2num=5,3;den=l,6,11,6;%sys=tf(num,den)sys=tf(num,den)Transferfunction:5s+3s3+6s2+11s+6sys=tf(53,16116)Transferfunction:5s+3s3+6s2+11s+6z=-0.6;P=-3-2-1;s
13、ys=zpk(Z,P,K)k=5;sys=zpk(z,p,k)Zero/pole/gain:5(s+0.6)(s+3)(s+2)(s+l)sys=zpk(-0.6,-3-2-1,5)Zero/pole/gain:5(s+0.6)(s+3)(s+2)(s+l)z,p,k=zpkdata(sys,v,)z=-0.6000P=-3-2-1k=5num,den=tfdata(sys,v,)num=0053den=161163pzmap(sys)注:该指令将在S平面上用符号“0”表示零点,符号“X”表示极点。4例:延时模型。G(三)=-0.5t(5s+3/s*3+6s*2+lls+6)num=53;sy
14、s=tf(num,den,inputdelay,tao)den=l6116;sys=zpk(z,p,k,inputdelay,tao)sys=tf(num,den,inputdelay,0.5)Transferfunction:5s+3exp(-0.5*s)*s3+6s2+11s+65串联模型:sys=series(sysl,sys2)=sysl*sys2并联模型:sys=arallel(sysl,sys2)=sysl+sys2反馈连接:sys=feedback(sysl,sys2,sign)第六章系统时间响应及其仿真1对连续时间系统进行数字动态仿真,主要有两种方法:基于数值积分的仿真方法;基于离散相像法的仿真方法。2数值积分方法所得到的离散数值解只是精确解的近似,其误差来自于两个方面,即舍入误差和局部截断误差。舍入误差及计算步长h成反比,局部截断误差及h成正比,明显选择一个合适的积分步长可使总误差达到最小。3数值