MATLAB与控制系统仿真.pptx
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1、u MATLAB作为线性系统的一种分析和仿真工具,是理工科大学生应该掌握的技术工具,它作为一种编程语言和可视化工具,可解决工程工程、科学计算科学计算和数学学科数学学科中许多问题。u MATLAB建立在向量、数组和矩阵的基础上,使用方便,人机界面直观,输出结果可视化。u 矩阵是MATLAB的核心第1页/共52页1 1、变量、变量 MATLAB中变量的命名规则命名规则是:(1)变量名必须是不含空格的单个词;(2)变量名区分大小写;(3)变量名最多不超过19个字符;(4)变量名必须以字母打头,之后可以是任意字母、数字或下划线,变量名中不允许使用标点符号.一、变量与函数一、变量与函数第2页/共52页2
2、 2、数学运算符号及标点符号、数学运算符号及标点符号(1)MATLAB的每条命令后,若为逗号或无标点逗号或无标点符号,则显示命令的结果;若命令后为分号分号,则禁止显示结果.(2)“%”后面所有文字为注释.(3)“.”表示续行.第3页/共52页3 3、数学函数、数学函数第4页/共52页4 4、M M文件文件M文件建立方法:1.在Matlab中,点:File-New-M-file2.在编辑窗口中输入程序内容3.点:File-Save,存盘,M文件名必须与函数名一致。Matlab的应用程序也以M文件保存。第5页/共52页MATLAB工作界面命令窗口工作空间 历史命令 当前路径第6页/共52页MATL
3、AB编辑窗口设置断点取消断点单步运行进入函数跳出函数退出调试继续运行第7页/共52页程序控制语句 循环语句MATLAB中的循环语句包括for循环和while循环两种。ufor循环的基本格式为:for 循环变量=起始值:步长:终止值循环体end 步长的缺省值是1。步长可以在正实数或负实数范围内任意指定,对于正数,循环变量的值大于终止值时,循环结束;对于负数,循环变量的值小于终止值时,循环结束。第8页/共52页程序控制语句uwhilewhile循环的基本格式为:循环的基本格式为:while while 表达式表达式循环体循环体endend 若若表表达达式式为为真真,则则执执行行循循环环体体的的内内
4、容容,执执行行后后再再判判断断表表达达式式是是否否为为真真,若若为假则跳出循环体,向下继续执行,否则继续执行循环体。为假则跳出循环体,向下继续执行,否则继续执行循环体。break:从循环体中跳出,并使循环结束从循环体中跳出,并使循环结束第9页/共52页程序控制语句ifelseelseif语句if格式:if 逻辑表达式执行语句end 当当逻逻辑辑表表达达式式的的值值为为真真,则则执执行行该该结结构构中中的的执执行行语语句句内内容容,执执行行完完后后向向下下继继续续执执行行,若若逻逻辑辑表表达达式式的的值值为为假假,跳过结构中的执行语句继续向下执行。跳过结构中的执行语句继续向下执行。第10页/共5
5、2页程序控制语句if-else格式if 逻辑表达式执行语句1else执行语句2end 逻逻辑辑表表达达式式的的值值为为真真则则执执行行语语句句1 1,若若逻逻辑辑表表达达式式的的值值为为假假,则则跳跳过过执执行行语语句句1 1而执行语句而执行语句2 2,然后向下执行。,然后向下执行。第11页/共52页程序控制语句if-elseifif-elseif格式格式if 逻辑表达式1执行语句1elseif 逻辑表达式2执行语句2elseif 逻辑表达式n执行语句n else执行语句el end 如如果果逻逻辑辑表表达达式式的的值值为为真真,则则执执行行语语句句1 1,若若逻逻辑辑表表达达式式的的值值为为
6、假假,则则判判断断逻逻辑辑表表达达式式2 2的的值值,若若为为真真,则则执执行行语语句句2 2,否否则则向向下下执执行行,若若所所有有表表达达式均为假,执行语句式均为假,执行语句el el。第12页/共52页程序控制语句switch语句switch语句的格式为:switch表达式(标量或字符串)case值1语句1case值2语句2case 值n语句notherwise语句owend表达式的值和哪种情况(case)的值相同,就执行哪种情况中的语句,如果都不同,则执行otherwise中的语句。第13页/共52页 MATLAB程序编写及调试MATLBA程序设计基本原则:后面的内容是程序的注解,要善
7、于运用注解使程序更具可读性。养成在主程序开头用clear指令清除变量的习惯,以消除工作空间中其他变量对程序运行的影响。但注意在子程序中不要用clear。参数值要集中放在程序的开始部分,以便维护。要充分利用MATLAB工具箱提供的指令来执行所要进行的运算,在语句行之后输入分号使其及中间结果不在屏幕上显示,以提高执行速度。第14页/共52页MATLBA程序设计基本原则程序尽量模块化,也就是采用主程序调用子程序的方法,将所有子程序合并在一起来执行全部的操作。充分利用Debugger来进行程序的调试(设置断点、单步执行、连续执行)设置好MATLAB的工作路径,以便程序运行。第15页/共52页 图形绘制
8、图形绘制图形标注图形控制plot(x,y)plot(y)plot(x1,y1,option1,x2,y2,option2,)第16页/共52页plot控制功能:在调用函数plot时,可以指定线型,颜色,和数据点的图标。格式:plot(x,y,color_linestyle_marker)说明:参数color_linestyle_marker 为一个字符串,由颜色、线型、数据点的图标组成。第17页/共52页图形加注功能将标题、坐标轴标记、网格线及文字注释加注到图形上,这些函数为:title 给图形加标题 xlable 给x轴加标注 ylable 给y轴加标注 text 在图形指定位置加标注 gt
9、ext 将标注加到图形任意位置 grid on(off)打开、关闭坐标网格线 legend 添加图例 axis 控制坐标轴的刻度第18页/共52页例:t=0:0.1:10y1=sin(t);y2=cos(t);plot(t,y1,r,t,y2,b-);x=1.7*pi;1.6*pi;y=-0.3;0.8;s=sin(t);cos(t);text(x,y,s);title(正弦和余弦曲线);legend(正弦,余弦)xlabel(时间t),ylabel(正弦、余弦)gridaxis square第19页/共52页第20页/共52页 axis的用法还有:axis(xmin xmax ymin ym
10、ax)用行向量中 给出的值设定坐标轴的最大和最小值。如axis(-2 2 0 5)axis(equal)将两坐标轴设为相等 axis on(off)显示和关闭坐标轴的标 记、标志 axis auto 将坐标轴设置返回自动缺 省值第21页/共52页线性和颜色字符定义表字符定义字符定义线型线型字符定义字符定义线型线型-实线(默认)实线(默认)-虚线虚线:点划线点划线-.-.点连线点连线nonenone无线无线 字符定义字符定义颜色颜色字符定义字符定义颜色颜色y yyellowyellow(黄)(黄)m mmagentamagenta(洋红)(洋红)c ccyancyan(青)(青)r rredre
11、d(红)(红)g ggreengreen(绿)(绿)b bblueblue(兰)(兰)默认默认w wwhitewhite(白)(白)k kblackblack(黑)(黑)第22页/共52页图形绘制图形绘制图形标注图形控制 text(x,y,字符串)gtext(字符串)title(字符串)xlabel(字符串),ylabel(字符串)第23页/共52页图形绘制图形绘制图形标注图形控制figure(1);figure(2);figure(n)grid on;grid offhold on;hold offaxis(xmin xmax ymin ymax)subplot(mnk)semilogx;s
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