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1、控制系统仿真,Chapter 2 Matlab语言数值运算、符号计算、程序设计、绘图西南石油大学电信学院自动化教研室主讲：张悦,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,2,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,2,主要内容,4,Matlab语言的数值运算&符号计算,5,Matlab语言基本编程,Matlab绘图,6,2,电信学院-自动化教研室-张悦,2017/6/5,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,3,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,3,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,3,4,Matlab语言的数值运算&符号计算,5,Matla
2、b语言基本编程,Matlab绘图,6,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,4,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,4,常量（预定义变量）是指在Matlab中已经预先定义其数值的参量。常量分为：实数常量和复数常量Z=a+bi z=r*exp(*i)r-复数的模；-复数幅角的弧度数,4.1 Matlab变量与赋值4.1.1 Matlab常量、预定义变量,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,4,表4-1 Matlab中默认的常量,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,5,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,5,4.1.1 Matlab常量、预
3、定义变量,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,5,表4-1 Matlab中默认的常量（续）,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,6,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,6,变量是数值计算的基本单元。与C语言和其他语言不同的是，Matlab对于变量的使用无需提前定义，一个变量如果其名称在语句命令中第一次被合法使用，则此变量就被定义，同时Matlab会给该变量分配适当的内存。在运算表达式变量中不允许有未定义的变量。Matlab也不需要预先定义变量的类型。如果用户输入的变量已经存在，则Matlab则使用新输入的变量替换原有变量。,4.1.2 变量4. 变量的定义,
4、2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,6,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,7,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,7,变量名由任意字母、数字或下划线组成。变量名必须以英文字母开头。变量名不能包含有空格等标点符号。变量名长度不超过31位，超过部分将被忽略。变量名区分字母的大小写。特殊变量-全局变量：变量前加global，一般用大写字母书写全局变量。,4.1.2 变量2. 变量命名规则,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,7,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,8,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,8,4.1.2 变量3.
5、 变量赋值语句,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,8,变量=表达式,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,9,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,9,Matlab预定义变量（如pi，i，j）有特殊的含义，在对变量命名时，应避开使用这些变量名，并避免对这些变量重新赋值。有些预定义变量也可作为变量使用，如i在Matlab中表示虚数单位，但也可以作为变量使用。,4.1.2 变量4. 变量命名说明,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,9,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,10,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,10,4.1.2
6、 变量5. 变量的操作-变量查看,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,10,who和whos命令,Who和whos命令都用来列出matlab工作区中已驻留的变量清单。Whos给出变量的维数和性质。,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,11,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,11,4.1.2 变量5. 变量的操作-变量删除修改,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,11,方法1：workplace直接删除和修改方法2：Command window指令操作,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,12,2017/6/5,电信学院-自动化教研室
7、-张悦,12,4.2 Matlab运算符与函数1. 算术运算符,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,12,表4-2 Matlab中常用的算术运算符,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,13,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,13,4.2 Matlab运算符与函数2. 关系运算符,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,13,表4-3 Matlab中常用的关系运算符,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,14,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,14,4.2 Matlab运算符与函数3. 逻辑运算符,2017/6/5,电信学院-
8、自动化教研室-张悦,14,表4-4 Matlab中常用的逻辑运算符,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,15,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,15,4.2 Matlab运算符与函数4. 数学函数,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,15,表4-5 Matlab中常用的数学函数,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,16,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,16,4.2 Matlab运算符与函数4. 数学函数,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,16,表4-5 Matlab中常用的数学函数（续）,2017/6/5,电信学院
9、-自动化教研室-张悦,17,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,17,4.2 Matlab运算符与函数5. 三角函数,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,17,表4-6 Matlab中常用的三角函数,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,18,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,18,4.2 Matlab运算符与函数5. 三角函数,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,18,表4-6 Matlab中常用的三角函数（续）,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,19,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,19,4.2 Ma
10、tlab运算符与函数6. 运算优先级,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,19,表4-7 运算符的优先级次序,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,20,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,20,4.3 矩阵4.3.1 矩阵构建-1.直接输入法,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,20,矩阵中的元素需要用（）括住；矩阵中每行的元素之间需要用逗号（,）或空格符隔开；矩阵中行与行之间需要分号（;）或回车键隔开，以便区分；矩阵中的元素可以是数值类型或表达式类型。,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,21,2017/6/5,电信学院-自动化教研
11、室-张悦,21,4.3.1 矩阵的构建2. 通过语句构造生成矩阵1,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,21,first-向量的起始值；step-步长值；last-向量的结束值。,first：step：last语句,当step省略时默认步长值为1。,first：last语句,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,22,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,22,矩阵就是由mn个数排列成m行n列的数表，可以是复数。向量是由m个实数组成的有序数组，是一个n1的矩阵（n维列向量），或一个1m的矩阵（m维行向量）。向量组就是有限个相同维数的行向量或列向量组成的一组矩阵。
12、一个向量是一个矩阵，一个向量组是n个矩阵；一个1n或n1矩阵可称为是一个向量，一个mn矩阵不是向量，也不是向量组。,4.3.1 矩阵的构建向量和矩阵完全相同吗 不完全,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,22,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,23,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,23,4.3.1 矩阵的构建2. 通过语句构造生成矩阵2,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,23,x=linspace(first,last,num),first-行向量的起始值；last-行向量的结束值；num-行向量中所含元素个数。如果num缺省，默认值为1
13、00。,x=logspace(a,b,n),线性等分向量,对数等分向量,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,24,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,24,4.3.1 矩阵的构建3. 通过矩阵生成函数构造特殊矩阵,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,24,表4-8 特殊矩阵函数,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,25,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,25,4.3.1 矩阵的构建3. 通过矩阵生成函数构造特殊矩阵,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,25,表4-8 特殊矩阵函数（续）,2017/6/5,电信学院-自动化
14、教研室-张悦,26,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,26,4.3.1 矩阵的构建3. 通过矩阵生成函数构造特殊矩阵,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,26,表4-8 特殊矩阵函数（续）,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,27,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,27,如果矩阵为空矩阵，则可以直接写成A=。空矩阵是Matlab中定义大小为0的变量。当没有其他合适的结果时，在Matlab中的许多函数返回空矩阵。空矩阵作用如下：（1）在没有空矩阵参与运算时，计算结果中的“空”可以合理地解释所得结果的含义；（2）运用空矩阵对其他非空矩阵赋值，可以
15、使矩阵变小，但不能改变被赋值矩阵的维数。,4.3.1 矩阵的构建4. 空矩阵,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,27,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,28,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,28,4.3.2 矩阵元素操作,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,28, %列矩阵元素数据的获取 B=1; 3; 5; 7; 9; B(3) %表示取出列矩阵B的第3个元素ans = 5 B(5,1) %表示取出列矩阵B的第5行第1列元素ans = 9 B(2:4) %列矩阵第24个元素ans = 3 5 7, %行矩阵元素数据获取 A=3 5 -2 6 0 9; A(2) %表示取出行矩阵A的第2个元素ans = 5 A(1,4) %表示取出行矩阵A的第1行第4列的元素ans = 6 A(3:5) %表示取出行矩阵A的第35个元素ans = -2 6 0,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,29,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,29,4.3.2 矩阵元素操作,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,29,一般矩阵元素数据的获取,2017/6/5,电信学院-自动化教研室-张悦,30,2017/6/5,
