MATLAB复习知识点Word下载.docx
《MATLAB复习知识点Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《MATLAB复习知识点Word下载.docx（15页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
（2）系统辨识工具箱
（3）模型预测控制工具箱
（4）鲁棒控制工具箱
（5）神经网络工具箱
7、MATLAB系统的构成
（1）开发环境
（2）数学函数库（3）MATLAB语言（4）图形处理系统（5）应用程序接口
8、常用工具箱
（1）控制类工具箱
（2）应用数学类工具箱（3）信号处理类工具箱（4）其他常用工具箱
9、MATLAB语句形式：
>
变量=表达式
10、MATLAB常用命令
diff（f,v,n）求表达式f对变量v的n阶微分
int（f）求表达式f对缺省变量的积分
int（f,v）求表达式f对变量v的积分
int（f,v,a,b）求表达式f在区间（a,b）上对变量v的定积分
20、已知f（x）=ax2+bx+c，求f（x）的微分和积分。
解：
symsabcx
>
f=sym（‘a*x^2+b*x+c’）
f=
a*x^2+b*x+c
diff（f,a）
ans=
x^2
int（f）
1/3*a*x^3+1/2*b*x^2+c*x
int（f,x,0,2）
8/3*a+2*b+2*c
21、MATLAB绘图命令
例在[0,2]用红线画sinx,用绿圈画cosx.
x=linspace（0,2*pi,30）;
%%（30等分）
y=sin（x）;
z=cos（x）;
plot（x,y,'
r'
x,z,'
go'
）
符号函数（显函数、隐函数和参数方程）画图
ezplot命令
（1）ezplot（‘f（x）’,[a,b]）
表示在a<
x<
b绘制显函数f=f（x）的函数图.
（2）ezplot（‘f（x,y）’,[xmin,xmax,ymin,ymax]）
表示在区间xmin<
xmax和ymin<
y<
ymax绘制隐函数f（x,y）=0的函数图.
（3）ezplot（‘x（t）’,’y（t）’,[tmin,tmax]）
表示在区间tmin<
t<
tmax绘制参数方程x=x（t）,y=y（t）的函数图.
例在[-2，0.5]，[0，2]上画隐函数
的图.
输入命令：
ezplot（'
exp（x）+sin（x*y）'
[-2,0.5,0,2]）
例在[-1，2]上画
的图形.
先建M文件myfun1.m：
functionY=myfun1（x）
Y=exp（2*x）+sin（3*x.^2）
再输入命令：
fplot（‘myfun1’,[-1,2]）
处理图形
（1）GRIDON:
加格栅在当前图上GRIDOFF:
删除格栅
（2）hh=xlabel（string）:
在当前图形的x轴上加图例string
hh=ylabel（string）:
在当前图形的y轴上加图例string
hh=zlabel（string）:
在当前图形的z轴上加图例string
hh=title（string）:
在当前图形的顶端上加图例string
（3）holdon保持当前图形,以便继续画图到当前图上
holdoff释放当前图形窗口
22、Simulink仿真实例
例题1、使用Simulink创建系统,求解非线性微分方程
.其初始值为
绘制函数的波形.
例题2、力-质量系统，要拉动一个箱子（拉力f=1N），箱子质量为M（1kg），箱子与地面存在摩擦力[（b=0.4N（/m/s）],其大小与车子的速度成正比。
其运动方程式为：
拉力作用时间为2s，建构的模型为
例题3、力-弹簧-阻尼系统，假设箱子与地面无摩擦存在，箱子质量为M（1kg），箱子与墙壁间有线性弹簧（k=1N/m）与阻尼器（b=0.3N/ms-1）。
阻尼器主要用来吸收系统的能量，吸收系统的能量转变成热能而消耗掉。
现将箱子拉离静止状态2cm后放开，试求箱子的运动轨迹。
运动方程式为：
23、控制系统数学模型
1、传递函数（TransferFunction：
TF）模型
num＝［b0，b1，…，bm-1，bm］，den＝［a0，a1，…，an-1，an］
在MATLAB中，控制系统的分子多项式系数和分母多项式系数分别用向量num和den表示，即
2、零极点增益（Zero-Pole-Gain：
ZPK）模型
在MATLAB中，控制系统的零点和极点分别用向量Z和P表示，即
Z=［z1,z2,…,zm］,P=［p1,p2,…,pn］
3、传递函数模型
sys＝tf（num，den）生成传递函数模型sys
直接生成传递函数模型。
在MATLAB命令窗口中输入：
sys＝tf（［132］，［1573］）
4、零极点增益模型
sys＝zpk（z，p，k）%建立连续系统的零极点增益模型sys。
z，p，k分别对应系统的零点向量，极点向量和增益
sys2＝tf（sys）%将零极点增益模型转换为传递函数模型
【例2.1】已知控制系统的传递函数为，用MATLAB建立其数学模型
【解】
（1）生成连续传递函数模型。
num＝［132］；
den＝［1573］；
sys＝tf（num，den）
【例2.3】系统的零极点增益模型为，用MATLAB建立其传递函数模型。
【解】在MATLAB命令窗口中输入：
z＝［-0.1，-0.2］；
p＝［-0.3，-0.3］；
k＝1；
sys＝zpk（z，p，k）%建立系统的零极点增益模型
5、模型连接
（1）串联连接
格式：
sys＝series（sys1，sys2）
（2）并联连接
sys＝parallel（sys1，sys2）
（3）反馈连接
sys＝feedback（sys1，sys2，sign）
24、时域分析
时域响应性能指标求取
1、峰值时间
[Y,k]=max（y）%求出y的峰值及相应的时间
timetopeak=t（k）%获得峰值时间
2、超调量
C=dcgain（G）%求取系统的终值
percentovershoot=100*（Y-C）/C%计算超调量
3、上升时间
C=dcgain（G）
n=1
whiley（n）<
C
n=n+1
m=1;
risetime=t（n）
4、调节时间
C=dcgain（G）
i=length（t）
while（y（i）>
0.98*C）&
（y（i）<
1.02*C）
i=i-1
Settingtime=t（i）
※※例1已知二阶系统传递函数为
，编程求取系统的性能指标。
G=zpk（[],[-1+3*i,-1-3*i],3）;
%计算最大峰值时间和它对应的超调量
[y,t]=step（G）;
plot（t,y）
grid
[Y,k]=max（y）;
timeopeak=t（k）%取得最大峰值时间
n=1%计算上升时间
n=n+1
i=length（t）;
%计算稳态响应时间
while（y（i）>
i=i-1;
settingtime=t（i）
例2已知单位负反馈系统，其开环传递函数为
，其中ωn=1，试绘制ζ分别为0,0.2,0.4,0.6,0.9,1.2,1.5时其单位负反馈系统的单位阶跃响应曲线。
wn=1
sigma=[0,0.2,0.4,0.6,0.9,1.2,1.5]
figure
（1）;
holdon
num=wn*wn
t=linspace（0,20,200）'
%将t在0到20之间均等分成200份
fori=sigma
den=conv（[1,0],[1,2*wn*i]）;
s1=tf（num,den）
sys=feedback（s1,1）
step（sys,t）
grid
title（'
典型二阶系统取不同阻尼比时的单位阶跃响应'
gtext（'
sigma=0'
）;
sigma=0.2'
sigma=0.4'
sigma=.6'
sigma=0.9'
sigma=1.2'
sigma=1.5'
例3已知单位负反馈的二阶系统，其开环传函为
其中T=1,试绘制k分别为0.1，0.2，0.5，0.8，1.0，2.4时，其单位负反馈系统的单位阶跃响应曲线。
T=1
k=[0.1,0.2,0.5,0.8,1.0,2.4]
num=1;
den=conv（[1,0],[T,1]）
forj=1:
6
s1=tf（num*k（j）,den）
sys=feedback（s1,1）
y（:
j）=step（sys,t）;
plot（t,y（:
1:
6））;
title（‘典型二阶系统取不同开环增益时的单位阶跃响应'
k=0.1'
k=0.2'
k=0.5'
k=0.8'
k=1.0'
k=2.4'
例4已知单位负反馈的二阶系统，其中T=1,K=1，试绘制分别为0,0.05,0.2,0.5,1.0,2.4时，其单位负反馈系统的单位阶跃响应曲线。
k=1
tou=[0,0.05,0.2,0.5,1.0,2.4]
num=1
den=conv（[1,0],[T,1+tou（j）]）
s1=tf（num*k,den）
典型二阶系统采用输出微分反馈时的单位阶跃响应'
tou=0'
tou=0.05'
tou=0.2'
tou=0.5'
tou=1.0'
tou=2.4'
25、生成特定的激励信号的函数gensig（）
[u,t]=gensig（type,tau）
功能：
按指定的类型type和周期tau生成特定类型的激励信号u。
其中变元type可取字符为：
‘sin’（正弦）、‘square’（方波）、‘pulse’（脉冲）。
26、单位冲激响应函数impulse（）
impulse（sys）
例：
系统传递函数为：
求脉冲响应。
MATLAB程序如下：
sys=tf（4,[114]）;
%生成传递函数模型
impulse（sys）;
%计算并绘制系统的单位冲激响应
脉冲响应'
27、任意输入的响应函数lsim（）
lsim（sys,u,T）
计算和绘制LTI模型sys在任意输入u、持续时间T的作用下的输出y，不返回数据，只返回图形。
※※例：
求系统：
的方波响应，其中方波周期为6秒，持续时间12秒，采样周期为0.1秒。
MATLAB程序为：
[u,t]=gensig（'
square'
6,12,0.1）;
%生成方波信号
plot（t,u,'
--'
holdon;
%绘制激励信号
sys=tf（[1,1],[1,2,5]）;
lsim（sys,u,t）;
%系统对方波激励信号的响应
27、阶跃响应函数step（）格式：
step（sys）
28、Bode图绘制与Nyquist图绘制
Bode图绘制
bode（sys）
Nyqusit图绘制
nyquist（sys）
试绘制开环系统H（s）的Nyquist曲线，判断闭环系统的稳定性，并求出闭环系统的单位冲激响应。
其中
k=50;
z=[];
p=[-5,2];
sys=zpk（z,p,k）;
nyquist（sys）;
Nyquist曲线图'
figure
（2）;
sb=feedback（sys,1）;
impulse（sb）;
单位冲激响应'
29、MATLAB常用操作界面包括命令窗口、工作空间窗口（浏览器）、命令历史窗口、当前目录窗口、内存数组编辑器、M文件编辑/调试器、帮助导航/浏览器、图形窗口等。
30、MATLAB中clf用于清除图形窗、clc用于清除指令窗中显示内容、clear用于清除MATLAB工作空间中保存的变量。
31、为了使两个plot的图形在同一个坐标显示，可以用（holdon）命令进行图形保持，一个图形窗口上绘制多个图形可以用（subplot（））函数进行分割窗口。
可以使用___gridon____命令为图形添加网格。
32、求可逆矩阵A的逆矩阵的指令是__inv（A）__.
33、M文件包括__M脚本__文件和__M函数__文件.
34、在一个元胞数组A中寻访第2行第3列元胞元素用A（2,3）；
寻访数组第2行第3列元胞中的内容用A{2,3}。
35、“左除”与“右除”有什么区别？
在通常情况下，左除x=a\b是a*x=b的解，右除x=b/a是x*a=b的解，一般情况下，a\b
b/a。
升级会员 