2010MATLAB及控制系统仿真_总复习
MATLAB 及控制系统仿真 主讲教师：姜萍 第一章 概述 第一章 概述 计算机仿真技术是一门利用计算机软件模拟实际环境进行科学实验的技术。 系统仿真是通过系统模型的试验去研究一个已存在或正在研究设计的系统的过程。它不是系统原型的复现，而是按研究的侧重面或实际需要对系统简化提炼，以利于抓住问题的本质或主要矛盾。 一、系统 1、定义：由相互联系、相互制约、相互依存的若干部分结合在一起形成的具体特定功能和运动规律的有机整体。 3、系统的性质 ①整体性 二、系统模型 是系统某种特定性能的一种抽象形式。 三、系统仿真 一个较流行于工程技术界的定义是：仿真是通过对系统模型的实验去研究一个存在的或设计中的系统。这种定义适用于概括了所有工程的(技术的)或非工程的(非技术的)系统。 2、计算机仿真的三个基本要素： 3、系统仿真的三个基本活动 ①数学模型建立：实际上是一个模型辩识的过程。所建模型常常是忽略了一些次要因素的简化模型。 5、系统仿真的一般步骤 ①根据仿真目的确定仿真方案 6、系统仿真的应用 ①系统分析与设计； 第一章 仿真软件—MATLAB基础与应用 1.1 引言 一、 MATLAB的历史背景 全名：矩阵实验室(MATrix LABoratory)是以数值计算、数据图示为基础，包含多种专业工具箱，适合多学科、多平台的功能强劲的大型软件。 70年代，由美国New Mexico大学计算机系主任Cleve Moler讲授线性代数时编写，受到师生的欢迎而广为流传。 1.2 MATLAB基础 1.2.1、 MATLAB基本操作 (１) 工作空间的管理 双击图标 可启动matlab，通常进入“命令窗口”，可实现对工作空间workspace的管理，可执行matlab所有的命令，创建文件、图形，完成运算等。 (2) 设置工作路径 路径设置很重要，否则可能无法读取某些文件，导致程序无法进行。 路径设置有两种方法： 命令方式：直接在命令窗口用path命令,显示已规定的搜索路径；path(path,’c:\aa\bb\cc’)可添加路径,但退出matlab后再次进入，不保留。 菜单方式：File?Set Path进入，可方便地添加和更改工作路径，而且只要save 后可保存住。 当前路径可在命令窗口的Current Directory处设置，可方便对文件进行open、save操作。 1.2.2、 MATLAB基本设计 1、变量 变量在使用前不需定义维数和大小。 命名规则：以字母打头、不含标点符号、最多不超过19个字符，区分字母的大小写，如X1、 x1、 a、 A等。另外要避免使用特殊变量。 变量可按需要定义成全局变量和局部变量： 函数文件中定义的变量为局部变量，在函数内有效。 全局变量的定义： global 变量名 2、 数据 MATLAB的数值计算都采用双精度浮点运算，指定精度运算需用符号工具箱处理。在数值计算中只能改变数值的显示格式。 改变数值显示格式的方法: 菜单方式： File ? Preference中Command Window ? Text display ? Numeric format中设置。 3、 常用标点符号 ，和 ；可用于隔开放在一行中的多条命令，或者命令的末尾，注意区别： 逗号，显示运行结果 分号；不显示运行的结果 … 如果一行中无法写下一个完整命令，可在行尾加入三个连续的点，表示命令余下的部分在下一行出现。 百分号%之后的所有文字为注释，注释为单行型。 4、简单数学运算 MATLAB可以象计算器一样进行一些简单的数学运算,如可直接输入16*12.2+25*1.82 计算。常用运算符有： MATLAB支持常用的基本数学函数，要注意只对弧度操作，如sin(30*pi/180)=0.5。 复数运算不需要特殊处理，用i、j和sqt(-x)表示，运算时与实数运算形式相同。还可以用real、imag、abs、angle命令来表示一个复数的实部、虚部、幅值和相角。 常用基本数学函数 1、矩阵表示和块操作 矩阵表达式 用[ ]表示，矩阵元素间用空格或逗号隔开，行用分号隔开。 如：a=[1 2 3;4 5 6],b=[7 8 9] 矩阵转置 用A’如：aa=a’ 矩阵块操作 可进行元素更改、插入子块、提取子块、重排子块、扩大子块等。