实验一 MATLAB的实验环境及基本命令

* 控制系统CAD与仿真实验 唐士杰 tangshijie@guet.edu.cn 控制系统CAD与仿真实验安排： 学时：24学时 安排：1、MATLAB的实验环境及基本命令(2课时) 2、程序文件与函数文件的应用 (2课时) 3、控制系统的数学模型及转换方法 (2课时) 4、控制系统的时域分析和仿真 (2课时) 5、控制系统的频域分析和仿真 (2课时) 6、SIMULINK对经典控制系统的设计仿真(2课时) 7、控制系统的PI校正设计 (4课时) 8、控制系统的PD校正设计 (4课时) 9、控制系统的PID校正设计(2课时) 10、考核。考核方式: 单人、单机。 (2课时) 实验一 MATLAB 的实验环境及基本命令 实验目的： 1、学习了解MATLAB的实验环境 2、在MATLAB系统命令窗口练习有关MATLAB命令 的使用。 matlab语言是由美国的Clever Moler博士于1980年开发的。设计者的初衷是为解决“线性代数”课程的矩阵运算问题，取名MATLAB即Matrix Laboratory 矩阵实验室的意思。 经过几十年的研究与不断完善，已成为应用代数、数理统计、数字信号处理、自动控制理论等课程的基本教学工具，成为学生需要掌握的基本软件之一。 简 介 1.1 Matlab的实验环境 在Windows桌面上，用鼠标双击MATLAB图标，即可进入MATLAB系统命令窗口： 1、命令窗口 在命令提示符>>后输入合法命令并按Enter键，MATLAB会自动执行所输入命令并给出执行结果。 2、历史命令记录窗口 显示最近运行过的命令 3、工作空间窗口 运行程序时，其变量和结果被加入到工作空间 4、当前目录窗口 1.2 基本原理 Matlab运算的基本单元是实数或复数元素组成的长方 形矩阵。标量和向量是特殊的矩阵，标量为1x1阶矩 阵，而向量是只有一行或一列的矩阵。 1.2.1 简单矩阵的输入 (1) 直接输入矩阵元素； (2) 由所建立的语句和函数产生； (3)由M文件产生； (4)由外部的数据文件装入。 输入简单矩阵的最简单的方法是采用直接输入法。直接输入的元素用 空格或逗号隔开，用“；”表示一行的结束，并用中括号 [ ] 将所有元 素括起来以形成矩阵。 输出结果为： 例如：输入下面一句： A=[ 1，2，3；4，5，6；7，8，9 ] 较大的矩阵可以分成若干行输入，以回车键 代替分号，例如上面的A矩阵，可以用三行输 入表示： A= 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A=[1 2 3 4 5 6 7 8 9] 1.2.2 矩阵元素 矩阵的元素可以是 Matlab 表达式，例如： X＝[-1.3 sqrt(3) (1+2+3)*4/5 ] 结果为： X= -1.3000 1.7321 4.8000 每个矩阵元素用圆括号及其中的下标值表示，例如上例中： X(2) ans= B=X(3) B= 若继续给出： X(5)=abs(X(1)) 1.7321 则X的结果为： X= 4.8000 -1.3000 1.7321 4.800 0.0000 1.3000 注意，矩阵X的大小将自动与新输入的元素相适应，而矩阵中没有定义 的中间元素按置零处理。 A= 在组成较大矩阵时，可以将小矩阵作为它的元素，例如已经输入A矩阵为： A=[ 1，2，3；4，5，6；7，8，9 ] 若在A矩阵中附加一行： 1 4 2 5 3 6 A=[A；[10，11，12] ] 7 8 9 10 11 12 1.2.3 语句和变量 Matlab语言是一种“表达式”语言。用户所输入的表达式将被Matlab系 系统解释并求值。Matlab语句的通常形式为： 变量＝表达式 或简单写为： 表达式 例如： 1900/81 ans= 23.4568 a=1900/81 a= 23.4568 一个语句一般以回车键表示终止。如果语句的最后一个字符是分号 “；”，则执行后的结果将不被显示，但语句照常完成。若