实验一 指导书 matlab 在控制系统模型建立与仿真中的应用

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1、实验一MATLAB在控制系统模型建立与仿真中的应用一、MATLAB基本操作与使用1.实验目的1)熟悉MATLAB工作环境平台及其各个窗口，掌握MATLAB语言的基本规定，MATLAB图形绘制功能、M文件程序设计。2)学习使用MATLAB控制系统工具箱中线性控制系统传递函数模型的相关函数。2.实验仪器PC计算机一台，MATLAB软件1套3.实验内容CommandWindow1)MATLAB工作环境平台图1在英文Windows平台上的MATLAB6.5MATLAB工作平台①命令窗口（CommandWindow）命令窗口是对MATLAB进行操作的主要载体，默认的情况下，启动MAT

2、LAB时就会打开命令窗口，显示形式如图1所示。一般来说，MATLAB的所有函数和命令都可以在命令窗口中执行。掌握MALAB命令行操作是走入MATLAB世界的第一步。命令行操作实现了对程序设计而言简单而又重要的人机交互，通过对命令行操作，避免了编程序的麻烦，体现了MATLAB所特有的灵活性。在运行MATLAB后，当命令窗口为活动窗口时，将出现一个光标，光标的左侧还出现提示符“>>”，表示MATLAB正在等待执行命令。注意：每个命令行键入完后，都必须按回车键！当需要处理相当繁琐的计算时，可能在一行之内无法写完表达式，可以换行表示，此时需要使用续行符“…”否则MATLAB将只计算

3、一行的值，而不理会该行是否已输入完毕。使用续行符之后MATLAB会自动将前一行保留而不加以计算，并与下一行衔接，等待完整输入后再计算整个输入的结果。在MATLAB命令行操作中，有一些键盘按键可以提供特殊而方便的编辑操作。比如：“↑”可用于调出前一个命令行，“↓”可调出后一个命令行，避免了重新输入的麻烦。当然下面即将讲到的历史窗口也具有此功能。②历史窗口（CommandHistory）历史命令窗口是MATLAB6新增添的一个用户界面窗口，默认设置下历史命令窗口会保留自安装时起所有命令的历史记录，并标明使用时间，以方便使用者的查询。而且双击某一行命令，即在命令窗口中执行该命令。

4、③当前目录窗口（CurrentDirectory）在当前目录窗口中可显示或改变当前目录，还可以显示当前目录下的文件，包括文件名、文件类型、最后修改时间以及该文件的说明信息等并提供搜索功能。④工作空间管理窗口（Workspace）工作空间管理窗口是MATLAB的重要组成部分。在工作空间管理窗口中将显示所有目前保存在内存中的MATLAB变量的变量名、数据结构、字节数以及类型，而不同的变量类型分别对应不同的变量名图标。2)MATLAB的基本规定（1）数值的表示MATLAB的数值采用十进制，可以带小数点或负号。以下表示都合法。0，-100，0.008，12.752，1.8e-6，8

5、.2e52（2）变量命名规定①变量名、函数名：字母大小写表示不同的变量名。如A和a表示不同的变量名；sin是MATLAB定义的正弦函数，而Sin，SIN等都不是。②变量名的第一个字母必须是英文字母，不能是数字，最多可包含31个字符（英文、数字和下连字符）。如A21是合法的变量名，而3A21是不合法的变量名。③变量名中不得包含空格、标点，但可以有下连字符。如变量名A_b21是合法变量名，而A，21是不合法的。（3）基本运算符表1MATLAB表达式的基本运算符数学表达式MATLAB运算符MATLAB表达式加a+b+a+b减a－b－a－b乘a×b*a*b除a÷b/或a/b或a

6、b幂ab^a^b点乘两矩阵元素相乘.*a.*b（4）MATLAB默认的预定义变量在MATLAB中有一些预定义变量（predefinedvariable）。每当MATLAB启动，这些变量就被产生。用户在定义变量时，尽量避开表2所列预定义变量名，以免产生混淆。表2MATLAB的预定义变量预定义变量含义预定义变量含义ans计算结果的缺省变量名NaN或nan未定式，如0/0eps机器零阈值nargin函数输入宗量数目flops浮点运算次数nargout函数输出宗量数目Inf或inf无穷大，如1/0realmax最大正实数i或j虚单元i=j=realmin最小正实数pi圆周率π对《自

7、动控制理论》书p409－410中简单数学运算的例子，请在MATLAB命令窗口中对这些运算进行验证。（5）MATLAB的矩阵运算（课本P410－411）矩阵的输入和矩阵的运算对课本p410－411中矩阵运算的例子，请在MATLAB命令窗口中对这些运算进行验证。3）MATLAB图形绘制在二维曲线绘制中，最基本的指令是plot（）函数。如果用户将x和y两组数据分别在向量x和y中存储，且它们的长度相同，调用该函数的格式为：plot（x，y）这时将在一个图形窗口上绘出所需要的二维图形。在MATLAB命令窗口提示符“>>”下键