Matlab Simulink 仿真步骤

MATLAB基础与应用简明教程

张明等编著

北京航空航天大学出版社(2001.01)

MATLAB软件环境是美国New Mexico大学的Cleve Moler博士首创的，全名为MATrix LABoratory（矩阵实验室）。它建立在20世纪七八十年代流行的LINPACK（线性代数计算）和ESPACK（特征值计算）软件包的基础上。LINPACK和ESPACK软件包是从Fortran语言开始编写的，后来改写为C语言，改造过程中较为复杂，使用不便。MATLAB是随着Windows环境的发展而迅速发展起来的。它充分利用了Windows环境下的交互性、多任务功能语言，使得矩阵计算、数值运算变得极为简单。MATLAB语言是一种更为抽象的高级计算机语言，既有与C语言等同的一面，又更为接近人的抽象思维，便于学习和编程。同时，它具有很好的开放性，用户可以根据自己的需求，利用MATLAB

提供的基本工具，灵活地编制和开发自己的程序，开创新的应用。

本书重点介绍了MATLAB的矩阵运算、符号运算、图形功能、控制系统分析与设计、SimuLink仿真等方面的内容。

Chap1 MATLAB入门与基本运算

本章介绍MATLAB的基本概念，包括工作空间；目录、路径和文件的管理方式；帮助和例题演示功能等。重点介绍矩阵、数组和函数的运算规则、命令形式，并列举了可能得到的结果。由于MATLAB的符号工具箱是一个重要分支，其强大的运算功能在科技领域有特殊的帮助作用。

1.1 MATLAB环境与文件管理

1.2 工作空间与变量管理

1.2.1 建立数据

x1=[0.2 1.11 3]; y1=[1 2 3;4 5 6]建立一维数组x1和二维矩阵y1。分号“；”表示不显示定义的数据。

MATLAB还提供了一些简洁方式，能有规律地产生数组：

xx=1:10 %xx从1到10，间隔为1

xx=-2:0.5:1 %xx从-2到1，间隔为0.5

linespace命令等距离产生数组，logspace在对数空间中等距离产生数组。对于这一类命令，只要给出数组的两端数据和维数就可以了。

xx=linespace(d1,d2,n) %表示xx从d1到d2等距离取n个点

xx=logspace(d1,d2,n) %表明xx从10d1到10d2等距离取n个点

1.2.2 who和whos命令

who: 查看工作空间中有哪些变量名

whos: 了解这些变量的具体细节

1.2.3 exist命令

查询当前的工作空间内是否存在一个变量，可以调用exist()函数来完成。

调用格式：i=exist(‘A’);

式中，A为要查询的变量名。返回的值i表示A存在的形式：

i=1 表示当前工作空间内存在一个变量名为A的矩阵；

i=2 表示存在一个名为A.m的文件；

i=3 表示MATLAB的工作路径下存在一个名为A.mex的文件；

i=4 表示存在一个编译好的名为A.mdl的SimuLink的文件；

i=5 表示存在一个内部的MATLAB函数A()；

i=0 表示不存在和A有关的变量和文件

1.2.4 clear命令

删除一些不再使用的变量。变量之间用空格分开，不能加逗号。

1.2.5 format命令

选择数值格式。

命令数据显示说明

format long35.8333333333333416位

format short e35.833e+015位加指数

format long e35.83333333333334e+0116位加指数

format hex4041eaaaaaaaaaab十六进制

format blank35.832个十进制位

format ++正、负或零

format rat215/6有理数近似

format short35.8333缺省显示

1.2.6 在线查询与功能演示

1.help命令

help sqrt: 了解求平方根命令的功能和使用方式。

2 lookfor命令

通过搜索所有MATLAB help标题，以及MATLAB搜索路径中M文件的第一行，返回包含所指定关键词的那些项。

Lookfor riccati: 得到所有解riccati方程的命令和解释语句

3. 菜单驱动的帮助

1.3 变量、数据与函数

1.3.1 变量

变量名必须是不含空格的单个词，其命名规则如下：

变量名区分大小写；

变量名最多不超过19个字符；

必须以字母打头，之后可以是任意字母、数字或下划线。标点符号在MATLAB中具有特殊含义，所以变量名中不允许使用标点符号。

realmin

最小可用正实数

realmax

最大可用正实数

1.3.2 注释和标点

百分号后所有的文字为注释。

多条命令可以放在同一行，中间用逗号或分号隔开。逗号要求显示结果，分号禁止显示结果。

1.3.3 复数表示

用和（是任意整数、实数）表示。复数和数学运算可以写成与实数相

,i j ()sqrt x x 同的形式。

MATLAB 还可以用real,imag,abs,angle 命令来表示一个复数的实部、虚部、幅值和相角。

1.3.4 数学函数

命

令

说

明

Abs(x)

绝对值或复数的幅值

Acos(x)

反余弦Acosh(x)

反双曲余弦Angle(x)

四象限内取复数相角Asin(x)

反正弦Asinh(x)

反双曲正弦Atan(x)

反正切Atan2(x,y)

四象限内反正切atanh(x)

反双曲正切ceil(x)

对+∞方向取整数conj(x)

复数共轭cos(x)

余弦cosh(x)

双曲余弦exp(x)

指数函数e x fix(x)

对零方向取整数floor(x)

对-∞方向取整数gcd(x)

整数x 和y 的最大公约数

imag(x)

复数虚部lcm(x,y)

整数x 和y 的最大公倍数

log(x)

自然对数

log10(x)

常用对数

real(x)

复数实部

rem(x,y)

除后余数；rem(x,y)给出x/y 的余数

round(x)

四舍五入到最接近的整数

sign(x)

符号函数；返回自变量的符号，例如sign(1.5)-1,sign(-2.4)=-1,sign(0)=0

sin(s)

正弦

sinh(x)

双曲正弦

sqrt(x)

平方根