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1、控制系统的MATLAB计算及仿真哈尔滨工业大学（威海）信息科学与工程学院内容提要：1、MATLAB的基础知识2、MATLAB的控制工具箱3、Simulink与控制系统仿真MATLAB的基础知识MATLAB概述MATLAB的主要功能MATLAB的语言规则MATLAB的变量MATLAB数据的输入MATLAB的基本语句结构MATLAB的M-文件MATLAB的图形可视化MATLAB概述Matlab=MatrixLaboratory：矩阵实验室Matlab语言的首创人是C.Moler到九十年代初期，在国际上30几个数学类科技应用软件中，Matlab在数值计算方面独占鳌头，而Ma
2、thematica和Maple则分居符号计算软件的前两名。MATLAB的主要功能数值计算功能符号运算功能绘图功能编程功能丰富的工具箱(ToolBox)Simulink动态仿真集成环境命令窗口当前工作目录当前工作空间输入命令的历史记录命令提示符MATLAB的语言规则Matlab区分大小写，它的命令和函数全是小写的一行可以输入几个命令，用分号“;”或逗号“,”隔开续行符：“…”（三个点），如果语句很长，可用续行符将一个语句写成多行。续行符的前最好留一个空格。注释符：“%”，其后面的内容为注释，对Matlab的计算不产生任何影响MATLAB的变量Matlab中变量名是以字母
3、开头，可以由字母、数字或下划线组成who，whos，clc，clear系统预定义变量：eps,pi,Inf,NaN,i,jMATLAB数据的输入直接输入：同一行中各元素之间用“空格”或“,”(英文状态下)分开；行与行之间用“;”或“回车”分开a=[12;3,4]冒号“:”运算符：初值:步长:终值a=[1:5]，b=[0:pi/4:pi]由向量或小矩阵生成：X=[a;b]交互式输入：inputn=input('Pleaseinputn:')MATLAB的基本语句结构赋值语句直接赋值语句：赋值变量=赋值表达式（赋值表达式后无分号“;”:命令窗直接显示赋值结果赋值表达式后加
4、分号“;”：命令窗不显示结果，变量保留在workspace)函数调用语句：[返回变量列表]=函数名(输入变量列表)MATLAB的基本语句结构循环语句for语句：for变量=向量，循环体，end；s=0;fori=1:2:100s=s+i;endwhile语句：while(条件式)，循环体，end；s=0;i=1;while(i<=100)s=s+i;endMATLAB的基本语句结构跳转语句if语句：if(条件1)语句组1;elseif(条件2)语句组2;else语句组2;endMATLAB的基本语句结构跳转语句switch语句：case(表达式1)语句组1;case(
5、表达式2)语句组2;…,…otherwise语句组n;endMATLAB的M-文件M-脚本文件M-函数function[返回变量列表]=函数名(输入变量列表)function[a]=dbness(n)a=2*n;endMATLAB的图形可视化plot函数:clc;x=[-5:0.02:5];[m,n]=size(x);%返回矩阵x的维数fora=1:1:nifx(a)<-1.1y(a)=-1.1;elseifx(a)<=1.1&x(a)>=-1.1y(a)=x(a);elsey(a)=1.1;endendplot(x,y);内容提要：1、MATLAB的基础知识2、MA
6、TLAB的控制工具箱3、Simulink与控制系统仿真内容提要：1、MATLAB的基础知识2、MATLAB的控制工具箱3、Simulink与控制系统仿真MATLAB的控制工具箱连续线性系统的数学模型离散线性系统的数学模型系统模型的相互转换离散线性系统的性能分析连续线性系统的数学模型传递函数模型设单变量连续线性系统的传递函数为：传递函数表示为：例：num=[2,3];den=[111];G=tf(num,den);连续线性系统的数学模型传递函数模型MATLAB还支持一种特殊的传递函数的输入格式，在这样的输入方式下，应该先用s=tf(‘s’)，定义传递函数的算子，然后直接
7、输入系统的传递函数。例：s=tf(‘s’);G=(2*s+3)/(s^2+s+1);延迟环节:连续线性系统的数学模型零极点模型设单变量连续线性系统的传递函数为：例：Z=[-1;-2];P=[0;-3;-4];G=zpk(Z,P,2)传递函数表示为：pzmap(G):可以直接绘制传递函数的零极点分布图连续线性系统的数学模型状态方程模型设线性系统的状态方程为：状态方程表示为：离散线性系统的数学模型传递函数模型设单变量连续线性系统的传递函数为：传递函数表示为：例：num=[2,3];den=[111];H=tf(num,den,’Ts’,1);离散线性系统
