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1、 MATLAB仿真技术刘卫国 主编 多媒体教学课件石家庄铁道学院四方学院 电气系：秦 华 E-mail :MATLAB课程介绍课程性质：公共基础选修课（16+16）教材：刘卫国主编MATLAB程序设计与应用 （第二版） 高等教育出版社绪论 MATLAB语言概述1. MATLAB语言的发展：MATLAB是由美国Math Works公司推出的一个科技 应用软件。它是英文MATrix（矩阵）LABoratory （实验室）的 缩写，雏形是1980年美国的Clever Moler博士为了解决线 性代数中的矩阵问题而编写的。目前，它已经成为一种广泛应用于研究和解决各种具 体工程问题的新型高级语言。MAT
2、LAB在欧美已经作为大学工科学生必修的计算机语 言之一。近年来，MATLAB语言已在我国也开始流行，现在 已应用于各学科研究部门和许多高等院校。n数学教学，特别是线性代数；n航天航空，国防工业，包括汽车工业；n教育，科学研究；n金融财务，对数据进行分析、处理；n管理科学，可以进行概率统计、解决最优化问题 、做投入产出分析；n电子学、控制理论和医药卫生等科学学科方面的 教学与研究等。2. MATLAB应用领域有哪些？例1、求解线性方程组的解。3X1 + X2 - X3 = 3.6X1 + 2X2 + 4X3 = 2.1 - X1 + 4X2 + 5X3 = -1.4对于线性系统有Ax=bA=3
3、1 -1;1 2 4;-1 4 5;b=3.6;2.1;-1.4; x=Abx =1.4818-0.46060.3848n工具性：丰富的函数和工具箱；仿真模块库。n图形具有强大的可视化功能：2D，3D绘图工具； 面向图形对象的操作；程序动画的操作。n速度快：矢量化运算。n具有良好的工作平台（公用性）：与C、C+、 FORTRAN转换；与WORD共享界面。3.MATLAB特点：例2、用简短命令计算并绘制在0x6范围内的sin(2x) 、sin(x2 )、sin2x。x=linspace(0,6) y1=sin(2*x),y2=sin(x.2),y3=(sin(x).2; plot(x,y1,x,
4、 y2,x, y3)4.什么是动态仿真系统（SIMULINK ），仿真能 做什么事情？5.怎样看待MATLAB所含的工具箱？6.学习方法掌握基础，注重动手；自学为主，讲授为辅 。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。例3，下图所示电路中，已知相应的R、C、L、VS值 ，以及换路前的电容电压，电感电流,用SIMULINK进 行元件仿真，求解 ,第一章 基础准备及入门1.2 Matlab界面介绍1.3 帮助系统1.1 安装及工具包的选择本章重点1. 指令窗的基本操作方法和规则。2. 常用的3个窗口界面。3. 帮助体系和求助方法。 1.1 安装及工具包的选择n安
5、装MATLAB 7.0系统，要求Windows 2000或 Windows XP平台。选择Typical是安装Matlab上的所有功能及工具包 上并且硬盘自由内存远远大于3G，否则，Custom。1.2 Matlab界面介绍1. Desktop桌面的启动（1）方法一 只要直接点击桌面图标 即可启动MATLAB 。 （2）方法二 假如Windows桌面上没有MATLAB图标，那末点 击matlab 文件夹下的快捷方式图标。2. Desktop操作桌面简介该桌面的上层铺放着三个最常用的界面：指令窗（Command Window）；当前目录窗（Current Directory）；历史指令窗（Com
6、mand History）；内存工作空间（Workspace）。（在当前目录窗的后面 ）1） 命令窗口 （Command Window ）各命令输入以及计算机执行的结果甚至是错误提 示都在命令窗口表现。如给X赋一矩阵的结果如下：赋值n变量名、函数名是对字母大小写敏感的。n变量名的第一个字符必须是英文字母。n变量名中不得包含空格、标点、运算符，但 可以包含下连符。nm文件名和程序中（%后面的说明除外）， 全部在英文状态下，并满足上述规则，否则 无法运行。sin,SIN,Sin，变量命名规则my_var_01n面向复数的运算n面向数组设计的运算MATLAB运算的两个特点：标量被看做1*1的数组，这
7、样就加快了计算速度（ 向量化处理）；“.*”表示乘法在两个数组相同位置上进行的。“矩阵相乘”的指令格式与“标量相乘”的格式一样 ，避免了循环。默认的预定义变量及运算符表达式MATLAB指令窗中实施指令编辑的常用操作键n记录用户在Matlab命令窗口中输入的所有的命令n包括每次启动Matlab的时间和每次启动所有的命 令行n对历史命令的编辑（复制/运行/创建m文件等）2） 历史命令窗口（command history）显示和改变当前目录，并可显示当前目录下的 文件及提供搜索功能。3） 当前目录窗口（current directory）4 工作空间浏览器（workspace ）显示所有目前内存中的
8、变量、数学结构、类型， 关闭即自动消失； 还可以利用图形显示变量；同时可 在命令窗口利用操作命令查阅和删除内存变量。最常用的几种格式： clear 清除工作空间中的所有变量 clear a b 清除工作空间中的a、b变量 clear all 清除工作空间中所有的变量、全局变量 、 M函数。 clear fun1 fun2 清除工作空间函数fun1和fun2 clc 清除指令窗显示的内容1） 清除工作空间中变量和函数的指令clear内存变量的操作命令2）数据文件和变量的存取利用save , load 指令实现数据文件存取 。 save 存工作空间所有变量名到固定 的matlab.mat的二进制文
9、件中 save date 存工作空间所有变量名到固定 的date.mat的二进制文件中 save date a b 把工作空间变量a 和b存到固 定的date.mat的二进制文件中 改变路径：save f:qh date a b load date 将date文件中的变量加载到工作空间后缀.mat3）数据的输出格式:日常计数法如：3.1233、-9+3i、和科学计数法如：1.2343e2、4.78E2i、 其中E和e 表示以10为底的指数。 多为双精度数来表示存储。若改变格式用：format 格式符，例如:format bank4）内存变量的显示: who 内存变量列表 whos 内存变量列表
10、详细列表3 . M脚本文件编写初步使用编辑器把复杂的程序先编辑储存以便于调 试，文件扩展名是“.m”：。M文件编辑器的启动方法有以下几种： 1）单击桌面图标 ，或选中File：New：M- File ，或直接在指令窗输入指令edit，都可以打开 空白的M文件编辑器。2）单击桌面图标 ，或选中File：Open ，填 写好所选文件名后，点Open键。3)用鼠标左键双击当前目录窗中的所需M文件，可 直接引出展示相应文件的M文件编辑器。 4 . 开始按钮（start）MATLAB 主窗口左下角有一个 Start按 钮，单击该按钮会弹出一个菜单。可以查阅 MATLAB包含的各种资源。 n帮助系统分三种
11、方式来达到帮助的目的。1.3 MATLAB7.0的帮助系统点 打开，或help菜单，或输入helpwin。1.联机帮助系统，直接从计算机里寻求帮助1） help帮助命令：help +待查询的函数 若命令窗口输入： help plot 则得到画图命令的 所有的相关详细信息。2） lookfor指令：lookfor +完整或不完整的关键词help需要事先知道函数准确的名字，如果不能确 定时，可用lookfor进行搜索。如： lookfor fft ；检索出各种与傅立叶有关的函数2.命令窗口寻求帮助3） 其它帮助命令nwhat 目录中文件列表nwhich 确定文件位置3.联机演示系统DEMOS在主菜单下面HelpDemos，可选择不同的 选择系统：学科专业性的、MATLAB编程技巧 、入门导航等等。该演示程序的示范作用是独特的，包括用户 指南，所以用户想要学习掌握MATLAB,不可不 看相关演示。再 见
