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时间:2018-07-16
《现代控制理论实验指导书(09年修改)》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、《现代控制理论》实验指导书编写人:胡皓电子电气工程系2009年9月前言本实验是在学生掌握线性系统状态空间分析与综合的基础上,通过学习学生需掌握线性系统的基本性能分析与解算,并能使用MATLAB软件进行系统的综合。这有助于加深学生对课堂教学的理解和巩固所学的知识,同时也训练了学生如何综合运用计算机来解决一些实际问题的能力,对学生在今后的学习和工作中将有较大的帮助。为了使学生更好地理解和深刻地把握这些知识,并在此基础上,训练和培养学生阅读有关参考书和自己动手独立编写、调试一些程序的技能,具体设置了八个个实验项目。前四个为基本实验,后四个为选做实验,供有兴趣的学生进一
2、步提高时选作。本指导书对每一个实验的原理、方法及步骤进行了详细说明,只要认真消化,就可以完成所列的每一个实验。本指导书的实验内容按控制类专业来编写,其它专业在使用时可对其进行适当剪裁。基础训练:矩阵基本操作(一)常用知识1、MATLAB的功能:①数值和矩阵计算功能;②符号计算;③文字处理功能;④强大的SIMULINK动态仿真功能;⑤与其他编程语言可以混合编程;⑥功能齐全的各式工具箱;⑦声音处理,制作动画等。2、启动和退出MATLAB启动:计算机安装好MATLAB之后,双击MATLAB图标,就可以进入命令窗口,此时意味着系统处于准备接受命令的状态,可以在命令窗口中
3、直接输入命令语句。退出:要退出MATLAB,键入quit或exit或点击右上角的“×”号。注意:quit、exit结束MATLAB会话。程序完成,如果没有明确保存,则变量中的数据丢失。而Ctrl+c中断一个MATLAB任务。3、百分符号%在MATLAB中用做注释符号,矩阵用大写,字母开头命名,而向量以小写字母开头。MATLAB能用于计算,并以二维和三维图形显示各种函数。在MATLAB函数中包括了所有主要的数学函数和大量的高级函数。4、">>"是MATLAB的提示符号(Prompt),但在PC中文视窗系统下,由於编码方式不同,此提示符号常会消失不见,但这并不会影响
4、到MATLAB的运算结果。在MATLAB下进行基本数学运算,只需将运算式直接打入提示号(>>)之後,并按入Enter键即可。5、命令行编辑器(1)方向键和控制键可以编辑修改已输入的命令↑:回调上一行命令↓:回调下一行命令(2)命令窗口的分页输出moreoff:不允许分页moreon:允许分页more(n):指定每页输出的行数回车前进一行,空格键显示下一页,q结束当前显示。(3)多行命令(…)如果命令语句超过一行或者太长希望分行输入,则可以使用多行命令继续输入。例:S=1-12+13+4+…9-4-18;相当于S=1-12+13+4+9-4-186、区别[],()
5、,{}用中括号,则矩阵里的元素是单个数值。用大括号,则矩阵里的元素是一个小矩阵。用圆括号,则取矩阵的下标。例:%分别输入下列命令看其区别a1=[123;456]%用中括号,则矩阵里的元素是单个数值.pause;%按任意键继续a2={123;456}%用大括号,则矩阵里的元素是一个小矩阵.pause;a3={a1a2}%a3=(123,456)是错误的pause;b1=size(a1)%分别求它们的大小pause;b2=size(a2)pause;7、MATLAB将所有变数均存成double的形式,所以不需经过变量声明(Variabledeclaration)。M
6、ATLAB同时也会自动进行内存的使用和回收,而不必像C语言,必须由使用者一一指定.这些功能使的MATLAB易学易用,使用者可专心致力於撰写程式,而不必被软体枝节问题所干扰。8、MATLAB常用的基本数学函数abs(x):纯量的绝对值或向量的长度;angle(z):复数z的相角(Phaseangle);sqrt(x):开平方;real(z):复数z的实部;imag(z):复数z的虚部;conj(z):复数z的共轭复数;round(x):四舍五入至最近整数;fix(x):无论正负,舍去小数至最近整数;floor(x):地板函数,即舍去正小数至最近整数;ceil(x)
7、:天花板函数,即加入正小数至最近整数;rat(x):将实数x化为分数表示;rats(x):将实数x化为多项分数展开;sin(x):正弦函数;cos(x):馀弦函数;tan(x):正切函数;asin(x):反正弦函数;acos(x):反馀弦函数;atan(x):反正切函数9、数值类型MATLAB的数值类型众多:数字、字符串、矩阵、元胞数组、结构数值等。数值之间可以转换,为其计算功能开拓了广阔的空间。(二)矩阵运算1、建立矩阵:以“[”开头,以“]”结束,每一行用“;”分割,每个元素之间用空格或“,”分隔。①直接赋值:a=[12;34]②在现有矩阵基础上添加元素:b
8、=[a;789]③已有矩
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