MATLAB复习.ppt

1、MATLAB变量的命名规则：,（1）第一个字母必须是英文字母，后可接英文字母、数字和下划线3种字符。 （2）字母间不可留空格 注意： （1）避免取与常量同名的变量 （2）MATLAB变量名区分大小写,Matlab算术运算符和关系运算符,已知方程组 用矩阵除法求解。,矩阵的除法分为AB和A/B， 一般来说， 是方程 的解，且,x = input(prompt)，或 x= input(prompt,s) 在屏幕上显示一个提示符，等待用户从键盘输入，并 读取用户输入到工作空间中。 第一种方式供输入数字，而后一种方式供输入字符串。,通过提示语句输入矩阵或数组,通过函数产生矩阵,1.符号运算基本函数,创

2、建符号型数据变量有专门的函数sym和 syms。 syms需要在具体创建一个符号表达式之前，将表达式所包含的全部符号变量创建完毕。 sym函数的用处之一是创建单个的符号变量。,MATLAB的基本符号运算,2.符号代数方程求解,solve函数对代数方程求解,演示：求解方程 演示：求解方程组,演示：求微分方程 的通解，及当 时的特解。,dsolve函数对符号常微分方程求解。,条件转移结构： if 条件表达式1 语句段1 elseif 条件表达式2 语句段2 else 语句段3 end,MATLAB语言的流程结构,开关结构结构： switch 开关表达式 case 表达式1 语句段1 case 表达

3、式2，表达式3，.，表达式m 语句段2 otherwise 语句段n end,for语句循环结构 for 循环变量 = v 语句段 end,二维图形的绘制,绘制二维曲线的最基本函数plot，它的基本调用格式为： plot(x,y) 其中x和y为长度相同的向量，分别用于存储x坐标和y坐标数据。 演示 绘制 的图形。,曲线参数设置表,图形参数的设置,演示 用不同的修饰方式画出y=cosx和 y=sinx+cosx的曲线,图形坐标轴设置 axis(xmin xmax ymin ymax) %设定横坐标与纵坐标的起始与终止值 坐标背景网格的设置 grid on %显示网格线 grid off%去除网格

4、线 坐标框设置 box on %添加坐标边界 box off%去除坐标边界 通过hold命令保持上次的图形 hold on %保持当前坐标系和图形 hold off%不保持当前坐标系和图形,图形标注的添加,图形的标注，可以分为图名标注、坐标轴标注、图例标注和文字注释。 图名标注：title(string) 坐标轴标注：xlabel(string)，ylabel(string)为横纵坐标添加标注。,使用subplot函数进行多图绘制,subplot(m,n,p)%将图形窗口分为mn幅子图，第p幅成为当前图 subplot(mnp) %意义同上，省略“，”,使用plotyy绘制双纵坐标图,plot

5、yy(X1,Y1,X2,Y2)以左右不同纵轴绘制2条曲线。,三维图形绘制函数,三维曲线绘制函数的基本调用格式： plot3(X1,Y1,Z1,.) 其中X1,Y1,Z1为维数相同的向量，分别存储三个坐标 的值。,例：绘制 所表示的曲线。,传递函数的MATLAB相关函数,例：已知传递函数模型，将其输入到MATLAB工作空间中，并提取系统的分子和分母多项式。,zpk函数的具体用法,建立零极点函数模型实例,例：将零极点模型 输入MATLAB工作空间。,例：已知一系统的传递函数 求其零极点向量及增益，得到系统的零极 点增益模型，并绘制系统零极点分布图。,2.状态空间函数,演示:将以下系统的状态方程模型

6、输入到MATLAB工作空间中。,把其它类型的模型转换为函数表示的模型自身,将本类型传递函数参数转换为其它类型传递函数参数,演示:已知一系统的零极点模型 求其tf模型及状态空间模型。,2、系统模型连接化简函数,演示：化简如图系统，求系统的传递函数。,线性连续系统稳定性的判定,对于线性连续系统： 如果系统的所有特征根(极点)的实部为负，则系统是稳定的； 如果有实部为零的根，则系统是临界稳定的（在实际工程中视临界稳定系统为不稳定系统）； 如有正实部的根，则系统不稳定。 总结：系统的闭环传递函数的极点均位于左半s平面内。,系统稳定性的MATLAB直接判定函数,演示：某控制系统的方框图如图所示。试用MA

7、TLAB确定当系统稳定时，参数K的取值范围（假设 ）。,MATLAB直接判定实例,MATLAB图形化判定实例,演示：已知一控制系统框图，如图所示，试判断系统的稳定性。,系统阶跃响应函数用法,演示：设单位负反馈系统的开环传递函数为： 试求系统单位阶跃响应。,控制系统的稳态性能指标分析,不同输入信号下系统的稳态误差计算,Kp=dcgain(numk,denk) Kv=dcgain(numk 0,denk) Ka=dcgain(numk 0 0,denk) 分别为静态位置误差系数、静态速度误差系数、 静态加速度误差系数。,稳态误差系数MATLAB求解,稳态性能指标MATLAB求取示例,演示：单位负反

8、馈系统的开环传递函数为： 试求单位阶跃输入下的稳态误差。,演示 系统结构如图所示，求当输入信号 时系统的稳态误差。,求取时域响应函数及用法,12.3MATLAB时域响应仿真的典型函数应用,演示 已知某控制系统的闭环传递函数 （1）求在单位斜坡输入作用下系统的响应曲线。 （2）求在输入信号2+sint作用下，系统的输出响应曲线。,单位负反馈系统的开环传递函数为： 判断系统是否稳定，若稳定，试求单位阶跃输入下的稳态误差。,MATLAB根轨迹分析的相关函数,MATLAB根轨迹分析实例,例1 若单位反馈控制系统的开环传递函 数为 绘制系统的根轨迹，根据根轨迹判定系统的稳定性，并确定当系统稳定时K的范围

9、。,例3 系统方框图如图所示。绘制系统以k为参量的根轨迹。,13.1.3MATLAB根轨迹分析实例,频域分析相关函数的用法,14.1.3MATLAB频域分析实例,例1 系统的开环传递函数为 绘制系统的Bode图、Nyquist曲线、 Nichols曲线。,14.1.3MATLAB频域分析实例,例2 系统的开环传递函数为 绘制K取不同值时系统的Bode图。,14.2.1频域法的稳定性判定和稳定裕度概述,关于Nyquist稳定判据 若开环系统 稳定，则当且仅当 的Nyquist图不包围(-1,j0)点，闭环系统是稳定的。如果Nyquist图顺时针包围(-1,j0)点p次，则闭环系统有p个不稳定极点

10、。 若开环系统 不稳定，且有p个不稳定极点，则当且仅当 的Nyquist图逆时针包围(-1,j0)点p次，闭环系统是稳定的。若Nyquist图逆时针包围(-1,j0)点q次，则闭环系统有qp个不稳定极点。,14.2.3MATLAB频域法稳定性判定实例,例4 系统开环传递函数为 绘制其极坐标图，并判定系统稳定性。如 果系统稳定，进一步给出系统相对稳定参 数。,作业：,1.在一个图形窗口画4个子图，分别绘制y1= sin（2x），y2= 2cos（x），y3 = sin（x）+cos（x），y4 = sin（x）.*cos（x）的曲线，并给每个子图添加标注（横纵坐标轴）。 2.将传递函数 输入到MATLAB工作空间中，并求出零极点增益模型。,