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Matlab
在自动控制原理中的应用
北京航空航天大学航空科学与工程学院
BUAA
程昊宇
Matlab概述
1
Matlab系统模型处理
2
Matlab时域响应分析
3
Matlab根轨迹绘制
4
Matlab频率特性分析
5
Matlab概述
Matlab语言是由美国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。
MATLAB的历史:
70年代后期美国新墨西哥大学cleve moler为linspack和eispack编写的接口程序。
80年代初,用C编写的MATLAB二代版本。
1984,MATHWORKS公司成立。(图形处理,数值计算、符号计算、文字处理、数学建模、实时控制、动态仿真)
MATLAB是一种直译式高级语言,比其它程序设计语言容易。
它将一个优秀软件的易用性与可靠性、通用性与专业性、一般目的的应用与高深的科学技术应用有机的相结合。
MATLAB已经不仅仅是一个“矩阵实验室”了,它集科学计算、图象处理、声音处理于一身,并提供了丰富的Windows图形界面设计方法
所以,由上可以看出Matlab的应用范围非常广,我们主要讲解Matlab在自动控制理论中的应用。
关于Matlab的基本操作,相关介绍书籍非常之多,请同学们查找相关书籍,自行学习。
Matlab语言功能
符号运算功能
符号运算即用字符串进行数学分析
允许变量不赋值而参与运算
用于解代数方程、微积分、复合导数、积分、二重积分、有理函数、微分方程、泰乐级数展开、寻优等等,可求得解析符号解
符号运算功能
MATLAB提供了丰富的矩阵运算处理功能,是基于矩阵运算的处理工具。
变量矩阵,运算矩阵的运算
例如 C = A + B ,A,B,C都是矩阵,是矩阵的加运算
即使一个常数,Y=5,MATLAB也看做是一个11的矩阵
Matlab语言功能
丰富的绘图功能与计算结果的可视化
具有高层绘图功能——两维、三维绘图
具有底层绘图功能——句柄绘图
使用plot函数可随时将计算结果可视化
图形化程序编制功能
动态系统进行建模、仿真和分析的软件包
用结构图编程,而不用程序编程
只需拖几个方块、连几条线,即可实现编程功能
Matlab语言功能
Matlab语言功能
丰富的MATLAB工具箱
MATLAB主工具箱
符号数学工具箱
SIMULINK仿真工具箱
控制系统工具箱
信号处理工具箱
图象处理工具箱
通讯工具箱
系统辨识工具箱
神经元网络工具箱
金融工具箱
许多学科,在MATLAB中都有专用工具箱,现已有30多个工具箱,但MATLAB语言的扩展开发还远远没有结束,各学科的相互促进,将使得MATLAB更加强大。
推荐一本书:《控制系统计算机辅助设计》
薛定宇著
Matlab语言功能
启动平台
工作空间窗口
命令历史记录
当前路径窗口
命令窗口
Matlab界面视图
与Windows的窗口界面类似,有菜单项File、Edit、Option、Windows、Help等项可以选择。
工作窗出现以后,即可进行各种操作
Matlab界面视图