MatLab常用知识.doc

Matlab第1章 小知识1.1 常用命令clear 清除变量等clc 清空工作空间内容Clear Command Windowload 载入open 打开系统自带函数源代码第2章 矩阵知识2.1 语法x(:)相当于定义x为符号变量。X(:,1),X(:,2),X(:,3)表示提取矩阵X的第一、二、三列X（end）或者X（end，：）获取最后一个或者最后一行2.2 数组的创建Linspace(a,b,n)生成矩阵Linespace(0,5,100) %在0到5之间产生100个数X=（1：0.3:8）MeshgridRepmat2.3 矩阵的创建X = randn(n,3)随机数产生矩阵直接输入使用逗号、空格隔开时表示是不同列元素，使用分号隔开时，表示是不同行。2.4 点运算的意义y = x. 2 （x为向量）点运算是指对矩阵中的每个元素进行运算。这是一种不同于矩阵的乘除运算的另外一种运算法则。注意：点运算符必须放在乘号、除号和指数符号的前面。因为直接写成y=x2表示的意思是：两个矩阵相乘，而此时两个行矩阵相乘不满足相乘条件。故必然会出错。而如果x是符号向量，则y=x2是正确的。y = 1./x 22.5 向量的点积、叉积和混合积dot()cross()2.6 矩阵运算矩阵的乘法A*B2.7 矩阵提取2.8 矩阵的扩充直接增加：x=x,y %在x后面直接增加y第3章 绘图3.1 问题如何使自变量的步长是不同的?3.2 二维图形绘制plot函数向量绘图、其中plot（Y）非常方便，可以直接将一个向量进行绘图ezplot函数符号函数的绘图对于常用的数学函数我们经常采用ezplot更简单，基本形式为：syms xy=sin(x)+x2+log(x)+3xezplot(y)ezplot函数隐函数绘图3.3 三维图形绘制3.3.1 三维曲线plot3（）3.3.2 三维曲面绘制mesh( ) 、surf（）、contour（）3.3.3 离散三维绘图stem3 stairs3.3.4 方向、速度图3.4 符号函数的绘图符号曲线绘图ezplot符号曲面绘图ezmesh（easy mesh之意）ezcontour 画等高线 ezcontour(x*sin(t),-4,4)ezcontourf 画带填充颜色等高线 ezcontourf(x*sin(t),-4,4)ezmesh 画三维网线图 ezmesh(sin(x)*exp(-t),cos(x)*exp(-t),x,0,2*pi)ezmeshc 画带等高线的三维网线图 ezmeshc(sin(x)*t,-pi,pi)ezpolar 画极坐标图 ezpolar(sin(t),0,pi/2)ezsurf 画三维曲面图 ezsurf(x*sin(t),x*cos(t),t,0,10*pi)ezsurfc 画带等高线的三维曲面图 ezsurfc(x*sin(t),x*cos(t),t,0,pi,0,2*pi)3.5 强大的图形修饰功能Matlab中集成了LATEX（一种科学文档排版系统），可以将上下标很好的表现出来。3.6 辅助功能Figure创建一个新窗口Hold保留当前figure功能Hold on 将多图放在一个图上Subplot子窗口显示各轴范围xlim, ylim, zlim注释titleLineSpec线属性：颜色、线型等plot(t,sin(2*t),-mo, LineWidth,2, MarkerEdgeColor,k, MarkerFaceColor,.49 1 .63, MarkerSize,12)第4章 插值与拟合4.1 interp插值yi = interp1(x,Y,xi,method) 一维ZI = interp2(X,Y,Z,XI,YI); 二维4.2 polyfit多项式拟合p=polyfit(x,y,6);第5章 多项式5.1 符号变量syms X Y Z Lz Lcx CTzm=1 0 0 0;0 1 0 0; 0 0 1 Z;0 0 0 1Tmx=1 0 0 -X;0 1 0 0; 0 0 1 Lz;0 0 0 1Txc=cos(C) -sin(C) 0 0;sin(C) cos(C) 0 0; 0 0 1 Lcx;0 0 0 15.2 多项式的构造方式矩阵形式 A=1 2 3 表示 y=x2+2x+3 在Matlab中经常使用矩阵表示多项式，其实Mat lab将很多东西都是采用矩阵表示。利用符号变量 f=sym(x2+2x+3) 其实符号变量有更大的适用范围，而不仅仅是表示多项式，它可以表示绝大数常见的数学函数。5.3 常见数学函数（符号变量形式）的处理(1) 微积分 diff（f） int（f）另外，还可以进行多阶微积分处理(2) 求根 solve（f）(3) 极限 limit（f）(4) 傅里叶变换 fourier（f）(5) 拉普拉斯变换 laplace（f）(6) 级数 常见数学函数（矩阵形式）的处理5.4 Mat lab 多项式poly的运用：通过Mat lab 可以进行求根、求值、求导。sym（symbol）函数进行使用多项式，也有很多好处。这是数值运算与符号运算的区别一般，sym形式的符号多项式更具有优势，更常用。而数值式的多项式适合于工程中的近似处理5.5 Subs函数非常有用将符号表达式中的变量使用特定值代替；Single Substitution. subs(a+b,a,4) returns 4+b. Multiple Substitutions. subs(cos(a)+sin(b),a,b,sym(alpha),2) returns cos(alpha)+sin(2)第6章 函数6.1 S函数6.2 M文件6.2.1 脚本式M文件、函数式M文件脚本式M文件，可以通过M文件的文件名字进行调用，可以理解为将command line写在m文件中，即命令的简单叠加，类似于批处理。没有特殊的格式，不需要写function关键词。而函数式M文件，以function关键词开头。也是通过文件名字进行调用，不过一般让文件名与函数名相同。以下是比较标准的格式：6.2.2 函数句柄fhandle = functionname在M函数名字之前加一个符号，就可以将句柄赋值给fhandle。fhandle(arg1, arg2, ., argn)调用的时候，就将句柄当函数名字使用。6.2.3 主函数、子函数6.2.4 函数调用函数调用可以在Command Window或者在另一个M文件中。functionname（）fhandle（）6.3 专题数字PID控制的仿真6.3.1 SimuLink和M文件的联合使用在M文件中，建立一个函数。在Simulink中添加一个MATLAB Fcn控件，然后将其属性参数中的函数设定为用户将要建立的M文件的函数名。6.4 相关内容Z变换第7章 MatLab Simulink相关知识7.1 快捷键7.1.1 Simulink模块Ctrl+R 模块旋转90 +I 模块旋转180+T 开始仿真+E 配置参数对话框7.2 求解器7.2.1 系统方程的刚性7.2.2 ode45求解器这是最常用的一个方法，精度适中，是很多时候的首选。它是利用Taylor级数取近似解，主要误差是Taylor的截断项。ode45采用4、5阶Taylor级数分别进行计算，并将这两个值进行相减，如果大于系统设定值，则缩短步长，如果远小于则放大步长。7.2.3 ode23求解器其与ode45非常类似，只不过是使用Taylor的2、3阶进行处理。一般其步长要比ode45小，从而达到与之同样的精度。处理“中度刚度”问题的能力更强。7.2.4 ode113求解器其是一个多步预报校正算法。采用多项式方法，从而计算导数次数比前两个少，在处理光滑系统时，速度更快。7.2.5 ode15s ode23s ode23tb求解刚性方程。7.3 Scope的设置如何一个scope上显示多个视图双击Scope模块，弹出显示模块，然后单击工具栏中parameters，进行设置。将多条曲线显示到一个Scope中 如何设置scope的参数7.4 设置仿真性能与计算精度7.4.1 设置对话框提高精度的常用方法：选择适当的求解器：系统是刚性的，则选择odel15s或ode23t等求解器；系统不是刚性的，则选择ode45确定误差：多次尝试，以找到合适误差设置值调整仿真步长：多次尝试，以找到合适步长7.5 子系统、子系统的封装选择框图，右键生成子系统（Create Subsystem）；将