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1、MATLAB基础教程 本教程中使用的MATLAB关键语句:plot , polyval , roots , conv , deconv , inv , eig , poly , tf , zero 目录•向量•函数•绘图•多项式向量•用变量s表示的多项式•矩阵•输出•在MATLAB中使用m文件•在MATLAB中使用帮助指令 MATLAB是用于数值计算和数据可视化的交互式程序,在控制工程师进行分析和设计方面有着广泛的应用。MATLAB提供许多不同的工具箱,这使得MATLAB的基本功能扩展到不同的应用领域提供了保障,在本教程中,我们将广泛使用的
2、控制系统工具箱。MATLAB支持在Unix,Macintosh和Windows环境下运行,MATLAB的学生版可用于个人电脑。有关MATLAB的更多信息,请访问该页面顶部的MathWorks的链接。本教程的初衷是,您可以在一个窗口中运行MATLAB的同时在另一个窗口中查看它们。您能够从教程剪切和粘贴文本到MATLAB或m文件,从而重新做所有的教程的情节和计算。 向量 让我们通过创建简单的东西开始我们的学习,比如一个向量。在括号之间输入向量的每个元素(元素之间用空格分隔),让它相当于一个变量。例如,创建矢量a,在MATLAB中输入以下命令窗口(为
3、了方便,你可以从你的浏览器复制并粘贴到MATLAB,MATLAB应该返回以下值:t=0:2:20 a= 1 2 3 4 5 6 9 8 7 假设您希望创建一个向量,该向量的元素介于0和20之间并且是公差为2的等差数列(这种方法经常被用来创建一个时间向量:t=0:2:20 t= 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 使用向量跟创建它们一样容易。首先,假设您想让向量a中的每个元素加2。那么应该使用如下方程:b=a+2b= 3 4 5 6 7 8 11 10
4、9 现在假设,您想添加两个向量在一起。如果两个向量是相同的长度,计算非常容易,只需要将两个向量加起来即可,如下所示:c=a+b c= 4 6 8 10 12 14 20 18 16 同理也可以得到长度相同的向量的减法公式。 函数 为使计算更加方便,MATLAB包括许多标准函数。每个函数的代码完成特定的任务。MATLAB包含许多标准方程,比如sin,cos,log,exp,sqrt以及其他别的函数。一些常用的常数像π,i或j(-1的平方根)也包含在MATLAB中。sin(pi/4) ans= 0.7071
5、 要想得到不同函数的使用方法,只需要在MATLAB的command窗口里面输入help[functionname](中括号里面只需要输入自己想使用的函数名称即可)。 MATLAB甚至允许您编写自己的函数与函数命令;按照链接,学习如何编写自己的函数,看一下本教程中我们为您编写的函数 绘图 在MATLAB中绘图也是非常容易的,假设你想创建一个以时间为函数的正弦函数图像。首先创建一个时间向量(每条语句后面的分号告诉MATLAB我们不需要看到所有的运算结果),然后在每一个时间点计算正弦值,在plot函数后面的指令((title,xlabel,
6、ylabel)是用来给得到的图像添加注释的。t=0:0.25:7;y=sin(t);plot(t,y)title('SineWaveasaFunctionofTime')xlabel('Time(secs)')ylabel('Amplitude') 这个绘图结果包含大约一个周期的正弦图像,基本的绘图指令在MATLAB中是很简单的,当然plot指令还包括很多附加功能。在此建议您访问plot的相关页面来了解更多的相关信息。 多项式向量 在MATLAB中,多项式可以由一个向量表示。要在MATLAB中创建多项式,只需输入多项式从高次到低次的各项系
7、数,由此组成一个向量即可。举例来说,假设你有以下多项式: (1) 将此多项式输入MATLAB中,只需要将其按照如下的向量方式输入即可:x=[13-15-29]x= 1 3 -15 -2 9 MATLAB可以用一个n+1个元素的向量来代替一个n阶的多项式,如果多项式中缺少了某项,那么在向量的相应位置必须用0来补齐,例如: (2) 在MATLAB中将用如下的形式表示y=[10001]y=[10001]y= 1 0 0 0 1 你还可以利用polyval函数来得到多项式都额值,例如,当s=2时我们可以得
8、到上述多项式的值z=polyval([10001],2)z= 17 你也可以得到多项式