Matlab仿真常用知识及参考程序

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控制系统matlab仿真讲义

控制系统matlab仿真讲义
本讲义详细介绍了控制系统的matlab仿真与设计,重点围绕控制系统CAD和经典控制理论CAD展开。在控制系统固有特性分析方面,讲义首先探讨了时域分析,通过二阶系统闭环传函的标准形式,分析了阻尼比变化对系统闭环极点位置的影响,并展示了simulink的仿真结果。此讲义深入探讨了频域分析,介绍了频率特性法的基本概念和实用价值,详细阐述了伯德图、奈奎斯特图和尼克尔斯图等频率特性图的应用。特别是,通过伯德图命令的详细示例,展示了如何生成幅频特性和相频特性图,并提供了相应的matlab代码。这些分析方法和示例代码,有助于读者深入理解和掌握控制系统的matlab仿真与设计技术。

MATLAB仿真技术

MATLAB仿真技术

MATLAB仿真技术作业合集页脚内容1页脚内容1第1章 习题5.利用直接输入法和矩阵编辑器创建矩阵A=⎥⎦⎤⎢⎣⎡642531。

解:⑴利用直接输入法输入程序A=[1 3 5;2 4 6]按Enter 键后,屏幕显示A = 1 3 52 4 6⑵用矩阵编辑器创建矩阵,如图1.1所示。

图1.1 MATLAB 编辑器7.用矩阵编辑器创建矩阵a,使a 具有如下矩阵形式。

页脚内容2a=⎥⎦⎤⎢⎣⎡642531⇒a=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡654321⇒a=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡987654321⇒a=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡098706540321⇒a=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡0000098706540321 解:用矩阵编辑器创建矩阵a 的过程如图1.2、1.3、1.4、1.5、1.6所示。

图1.2 图1.3图1.4 图1.5图1.6页脚内容39.已知矩阵B=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡922518113211912102201304161475231501017,试:①提取矩阵B 的第一行和第二行的第2、4、5个元素组成新矩阵1B ;②提取矩阵B 的第三行和第一行的全部元素组成新矩阵2B ;③使矩阵B 的第一行和第三行的第2;4个元素为0;④标出矩阵B 的第一行中小于5的元素。

解:①如上题,用矩阵编辑器生成矩阵B ,再输入程序B1=B([1,2],[2,4,5])按Enter 键后,屏幕显示B1 = 0 0 155 14 16②输入程序B2=B([1,3],:)按Enter 键后,屏幕显示B2 = 17 0 1 0 15 4 0 13 0 22③第一行和第三行的第2;4个元素原本就为0。

④输入程序如下C=B(1,:)<5; %将B矩阵第一行中小于5 的值标记为1D=B(1,C) %去B矩阵第一行中标为1的元素按Enter键后,屏幕显示D= 0 1 011.已知矩阵a为4阶魔方阵,令a+3赋值给b,a+b赋值给c,求b和c。

大学matlab知识点总结

大学matlab知识点总结

大学matlab知识点总结在大学学习阶段,掌握MATLAB是非常重要的。

它可以帮助学生更好地理解课程知识,加深对数学、物理、工程等学科的理解,并且在毕业设计和科研项目中也非常有用。

本文将从MATLAB的基础知识、常用功能、高级技巧以及实际应用等方面进行总结,帮助大家更好地掌握这一强大的工具。

一、MATLAB基础知识1. MATLAB的基本操作MATLAB的基本操作包括变量的定义、函数的调用、矩阵的运算、图形的绘制等。

在MATLAB中,变量的定义和赋值非常简单,只需要使用等号就可以完成。

例如,定义一个变量a并赋值为1,只需要输入a=1即可。

函数的调用也非常方便,只需要输入函数名加上参数即可完成调用。

矩阵的运算也非常简单,可以使用+、-、*等运算符进行加减乘除等运算。

图形的绘制可以使用plot、scatter等函数进行绘制,也可以使用plot3函数进行三维图形的绘制。

2. MATLAB的数据类型MATLAB中的数据类型包括数值型、字符型和逻辑型等。

数值型包括整型和浮点型,可以表示整数和小数。

字符型可以表示字符串,可以用单引号或双引号括起来表示。

逻辑型包括true和false,可以表示逻辑真和逻辑假。

在MATLAB中,还可以使用矩阵、向量和数组等数据结构来表示数据。

3. MATLAB的控制流程MATLAB中的控制流程包括顺序结构、分支结构和循环结构。

顺序结构表示程序按照顺序执行,分支结构包括if语句和switch语句,可以根据条件选择不同的分支进行执行,循环结构包括for循环和while循环,可以重复执行一段代码。

二、MATLAB常用功能1. 数据可视化MATLAB提供了丰富的数据可视化函数,可以帮助用户将数据以图形的方式展现出来,包括直方图、散点图、曲线图、饼图等。

使用这些函数可以更直观地展示数据的分布、趋势和关系,并且可以进行自定义设置,使得图形更加美观。

2. 矩阵运算MATLAB是一种基于矩阵运算的语言,因此矩阵运算是其最重要的功能之一。

Matlab仿真常用知识及参考程序

Matlab仿真常用知识及参考程序

实验一三、5.设计M 文件计算:x=0:0.1:10 当sum>1000时停止运算,并显示求和结果及计算次数。

参考程序:x=0:0.1:10;i=1;sum=x(i)*x(i)-2*x(i);while(sum<=1000)i=i+1;sum=sum+x(i)*x(i)-2*x(i);endif(sum>1000)sum=sum-x(i)*x(i)+2*x(i);i=i-1;endsumi实验二二、6、编写验证魔方矩阵的函数文件,输出要求如下:(1) 如果输入矩阵的维数小于3,输出显示’error’(2) 如果输入矩阵的不是方阵,输出显示’the size of matrix X must be N-by-N matrix’(3) 显示行、列和及其对角线求和后的值,并判断其和是否相同。

若不同,显示‘No ’,相同显示‘Yes ’。

参考程序:function mofang_test(data)[Row,Com]=size(data);dimen=min(Row,Com);if(dimen<3)msgbox('error','Warning');elseif(Row~=Com)msgbox('the size of matrix X must be N-by-N matrix','Warning'); else)x 2x (sum i 1000i 2i -=∑=j=Com:-1:1;SumRC=0;SumCR=0;for i=1:RowSumRC=SumRC+data(i,i);SumCR=SumCR+data(j(i),i);endif( SumRC~=SumCR)msgbox('No-1','Sorry');elseSumRow=zeros(Row);for i=1:Rowfor j=1:ComSumRow(i)=SumRow(i)+data(i,j);endendSumCom=zeros(Com);for j=1:Comfor i=1:RowSumCom(j)=SumCom(j)+data(i,j);endendValue=SumRow(1);flag=0;for i=1:Rowif(Value~=SumRow(i))msgbox('No-2','Sorry');flag=1;break;endendif(flag~=1)for i=1:Comif(Value~=SumCom(i))msgbox('No-2','Sorry');flag=1;break;endendendif(flag==0)msgbox('Yes','Prosit');endendendend%a=[4 9 2;3 5 7;8 1 6;]实验三matlab绘图函数参数详解最近用到matlab画图,虽然最终感觉matlab使用很方便,但对于新手来说却不易,自己摸索是很耗时间的。

MATLAB语言与控制系统仿真_参考题答案_第3章

MATLAB语言与控制系统仿真_参考题答案_第3章

3.5 MATLAB 绘图实训3.5.1 实训目的1.学会MATLAB 绘图的基本知识;2.掌握MATLAB 子图绘制、图形注释、图形编辑等基本方法;3.学会通过MATLAB 绘图解决一些实际问题;4.练习二维、三维绘图的多种绘图方式,了解图形的修饰方法;5.学会制作简单的MATLAB 动画。

图3-46 炮弹发射示意图3.5.2 实训内容1. 炮弹发射问题〔1炮弹发射的基础知识炮弹以角度α射出的行程是时间的函数,可以分解为水平距离)(t x 和垂直距离)(t y 。

)cos()(0αtv t x = %水平方向的行程; 205.0)sin()(gt tv t y -=α %垂直方向的行程;其中,0v 是初速度;g 是重力加速度,为9.82m/s ;t 是时间。

〔2炮弹发射程序举例:分析以下程序以及图3-47各个图形的实际意义。

a=pi/4; v0=300; g=9.8;t=0:0.01:50; x=t*v0*cos<a>;y=t*v0*sin<a>-0.5*g*t.^2;subplot<221>;plot<t,x>;grid;title<‘时间-水平位移曲线'>; subplot<222>;plot<t,y>;grid;title<‘时间-垂直位移曲线'>; subplot<223>;plot<x,y>;grid;title<‘水平位移-垂直位移曲线'>; subplot<224>;plot<y,x>;grid;title<‘垂直位移-水平位移曲线'>; 图3-4745角发射曲线 〔3编程解决炮弹发射问题①假设在水平地面上以垂直于水平面的角度向上发射炮弹,即发射角90=α,假设初速度分别为[310,290,270]m/s,试绘制时间-垂直位移曲线,编程求取最高射程;绘图要求:◆ 标题设为"炮弹垂直发射问题";◆ 在图上通过添加文本的方式表明初速度; ◆ 在x 轴标注"时间";◆ 在y 轴上标注"垂直距离"; ◆ 添加网格线;◆ 将310m/s 的曲线改为线粗为2的红色实线; ◆ 将290m/s 的曲线改为线粗为3的绿色点划线;◆ 将270m/s 的曲线改为线粗为2的蓝色长点划线;a=pi/2; v1=310; g=9.8;t=0:0.01:50; x1=t*v1*cos<a>;y1=t*v1*sin<a>-0.5*g*t.^2;plot<t,y1>;grid; title<'炮弹垂直发射问题'>; xlabel<'时间'>; ylabel<'垂直距离'>; hold on; v2=290;x2=t*v2*cos<a>;y2=t*v2*sin<a>-0.5*g*t.^2; plot<t,y2>; v3=270;x3=t*v3*cos<a>;y3=t*v3*sin<a>-0.5*g*t.^2; plot<t,y3>;zgsc=[max<y1>; max<y2>; max<y3>] %三次发射的最高射程 运行结果如下: zgsc =1.0e+003 * 4.9031 4.29083.7194最高射程分别为:4903.1米,4290.8米,3719.4米。

如何在Matlab中进行模拟和仿真

如何在Matlab中进行模拟和仿真

如何在Matlab中进行模拟和仿真引言:模拟和仿真是数字化时代不可替代的工具,在众多领域具有广泛的应用。

Matlab作为一种强大的数学计算软件,提供了丰富的工具和函数,可以帮助我们进行各种模拟和仿真分析。

本文将介绍如何在Matlab中进行模拟和仿真,以及一些常用的技巧和注意事项。

一、Matlab中的模拟和仿真工具1. Matlab的基本特性Matlab具有高效的计算能力和友好的用户界面,支持多种数学运算、绘图和数据处理功能。

它提供了丰富的工具箱,可以满足不同领域的模拟和仿真需求。

2. Matlab SimulinkMatlab Simulink是Matlab中的一款强大的系统仿真工具,可用于建立各种复杂的动态系统模型。

通过使用Simulink中的模块和线路连接,可以直观地建立并仿真各种系统,如电路、机械系统、控制系统等。

3. Matlab中的其他工具箱除了Simulink,Matlab还提供了许多其他工具箱,如Signal Processing Toolbox、Control System Toolbox、Communication Toolbox等,可以用于处理和分析特定领域的信号、控制和通信问题。

这些工具箱提供了丰富的函数和算法,大大简化了模拟和仿真的过程。

二、Matlab模拟和仿真的基本步骤1. 建立模型在进行模拟和仿真之前,首先需要明确模型的目标和要求。

然后,根据模型的特点和公式,使用Matlab提供的函数和工具箱,建立相应的数学模型。

可以根据需要将模型分为多个子系统,以便更好地组织和管理模型。

2. 参数设置模型建立完成后,需要设置各个参数的数值。

这些参数可能包括模型的物理特性、控制参数等。

根据具体情况,可以通过手工输入、数据拟合或对已有数据的分析来确定参数的取值。

3. 运行仿真参数设置完成后,即可运行仿真。

Matlab提供了多种仿真方法,如连续仿真、离散仿真、Monte Carlo仿真等。

001 第1章 MATLAB仿真简介

001 第1章  MATLAB仿真简介
第1章
MATLAB仿真简介
本章简要介绍MATLAB软件特点;自动控制原
理MATLAB仿真的意义;MATLAB编程环境和编 程方法的一般概念及要点,其中包括MATLAB语 言编程和MATLAB/ Simulink模块编程环境的建立、 基本操作与编程方法。以表格形式给出常用符号 和函数命令格式及其功能说明。
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1
第1章主要内容:
1.1 MATLAB软件及其自动控制原理仿真意义 1.2 基于MATLAB 的系统仿真方法 1.2.1基于MATLAB的语言编程 1.2.2基于MATLAB的Simulink模块编程
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2
1.1 MATLAB软件及其自动控制原理仿真意义
1) MATLAB软件
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2)结果的显示:
程序中的赋值变量和运算式,会在MATLAB运
行后显示在Workspace(工作窗口)中,通过标
双击Workspace中的变量符可查看到变量的内容。
如果运算语句命令之后为无标点或逗号,则该
运算语句执行的结果还将在Command Window中显
示,如果之后为分号则运行结果不在Command
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图1-1 MATLAB7.0的主界面
11
主界面组成 :
1 )主菜单栏、图标工具栏、当前路径栏 Current Directory
2)工作空间Workspace
3)命令窗口Command Window
4)命令历史窗口Command History
5)帮助引导窗口Launch Pad
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说明:
1) 用户可在脱离MATLAB环境下,利用Word文档进行编 辑和保存,但MATLAB只接受英文格式的标点符号。

MATLAB仿真

MATLAB仿真

第2章 MATLAB仿真 与其它高级语言相比较,MATLAB具有独特的优势: (1) MATLAB是一种跨平台的数学语言。采用MATLAB 编写的程序可以在目前所有的操作系统上运行 ( 只要这些系 统上安装了MATLAB平台)。MATLAB程序不依赖于计算机 类型和操作系统类型。
(2) MATLAB是一种超高级语言。MATLAB平台本身是 用C语言写成的,其中汇集了当前最新的数学算法库,是许 多专业数学家和工程学者多年的劳动结晶。 MATLAB 意味着站在巨人的肩膀上观察和处理问题,所 以在编程效率,程序的可读性、可靠性和可移植性上远远超 过了常规的高级语言。这使得 MATLAB 成为了进行科学研 究和数值计算的首选语言。
第2章 MATLAB仿真 MATLAB中可以方便地进行复数运算,例如计算
5
a b
2
,其中,a=15+j3,b=5e j2。
>>a=15+j*3,b=5*exp(j*2),(a.^2+b).^(1/5)[回车] 6. MATLAB 提供了极为便利的数据可视化手段,可 以作出任意函数的图像。作为快速入门,在此以一个
二维作图为例,作出函数 y=e-x/10sinx 在 x∈[ -1,10 ]范
第2章 MATLAB仿真 (5) MATLAB具有强大的绘图功能。利用MATLAB的 绘图功能,可以轻易地获得高质量的(印刷级)曲线图。具 有多种形式来表达二维、三维图形,并具有强大的动画 功能,可以非常直观地表现抽象的数值结果。这也是 MATLAB广为流行的重要原因之一。 (6) MATLAB具有串口操作、声音输入输出等硬件操 控能力。随着版本的提高,这种能力还会不断加强,使 得人们利用计算机和实际硬件相连接的半实物仿真的梦 想得以轻易实现。 (7) MATLAB程序可以直接映射为DSP芯片可接受的 代码,大大提高了现代电子通信设备的研发效率。

MATLAB与仿真技术【精品参考资料】

MATLAB与仿真技术【精品参考资料】
▪ 符号矩阵的基本运算:加、减、乘、除、微积分等。 ▪ 符号代数方程的求解。 ▪ 符号微分方程的求解。 ▪ 符号积分变换。
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MATLAB的可视化功能
(1)二维曲线图形和三维曲面图形
二维符号函数曲线。
二维曲线图形。
三维符号函数曲线。 三维曲面图形。
三维线性图形。
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(2)句柄图形 ▪ 句柄图形(Handle Graphics)是一种面向对象的绘图系统。 ▪ 图形对象、对象句柄和句柄图形树。 • MATLAB把用于数据可视和界面制作的基本绘图要素称 为句柄图形对象。 • 构成MATLAB句柄图形体系有12个图形对象(见句柄图形 树) 。
目录 主页
3 . 仿真运行(续1)
3.3.2 通过命令行运行仿真 ▪ 通过命令行运行仿真与通过菜单运行仿真相比 ,有如下的 一些优点:
• 可以不理睬模块中的初始条件(参数 x0 );
• 可以定义任何外部输入(用参数 ut );
• 可以由一个M 文件来启动一个仿真,并且允许模块中的 参数发生改变 。
▪ 控件对象及属性。
• 控件对象是一类图形界面对象, MATLAB支持10种控件 对象:坐标轴、静态文本框、可编辑文本框、弹式菜单、 滚动条、框架、命令按钮、单选按钮、复选框、列表框。
• 用户用鼠标在控件对象上进行操作,单击鼠标时 ,将会 使应用程序作出响应并执行某些预定的子程序。
• 控件对象的属性分为两大类,笫一类是所有控件对象都 具有的公共属性,笫二类是作为图形对象的属性。
▪ 在 SIMULINK 环境中,用户可以在仿真进程中改变感兴趣 的参数,实时地观察系统行为的变化。
▪ 在MATLAB 工具箱中,可直接在 SIMULINK 环境中运作 的工具包很多,已覆盖通信、控制、信号处理、DSP、电力 系统等诸多领域,所涉内容专业性极强。

信号与系统实验指导书(matlab软件仿真)

信号与系统实验指导书(matlab软件仿真)

信号与系统实验指导书(MATLAB仿真)目录实验一MATLAB 基本应用 (2)实验二信号的时域表示 (7)实验三连续信号卷积 (11)实验四典型周期信号的频谱表示 (18)实验五傅立叶变换性质研究 (23)实验六离散信号分析 (26)实验七离散系统的Z域分析 (29)Matlab相关符号及函数说明 (37)实验一MATLAB 基本应用一、实验目的:学习MATLAB的基本用法,了解 MATLAB 的目录结构和基本功能以及MATLAB在信号与系统中的应用。

二、实验内容:例一已知x的取值范围,画出y=sin(x)的图型。

参考程序:x=0:0.05:4*pi;y=sin(x);plot(y)例二计算y=sin(π/5)+4cos(π/4)例三已知z 取值范围,x=sin(z);y=cos(z);画三维图形。

z=0:pi/50:10*pi;x=sin(z);y=cos(z);plot3(x,y,z)xlabel('x')ylabel('y')zlabel('z')例四已知x的取值范围,用subplot函数绘图。

参考程序:x=0:0.05:7;y1=sin(x);y2=1.5*cos(x);y3=sin(2*x);y4=5*cos(2*x);subplot(2,2,1),plot(x,y1),title('sin(x)')subplot(2,2,2),plot(x,y2),title('1.5*cos(x)')subplot(2,2,3),plot(x,y3),title('sin(2*x)')subplot(2,2,4),plot(x,y4),title('5*cos(2*x)')连续信号的MATLAB表示1、指数信号:指数信号Ae at在MATLAB中可用exp函数表示,其调用形式为:y=A*exp(a*t) (例取A=1,a=-0.4)参考程序:A=1;a=-0.4;t=0:0.01:10;ft=A*exp(a*t);plot(t,ft);grid on;注:grid on是一个函数,表示在画图的时候添加网格线。

matlab第2章仿真基础知识

matlab第2章仿真基础知识

>>B{3}=[] %将第3 个单元置成空矩阵。
2.3Matlab下矩阵的运算
2.3.1 矩阵的代数运算 1.矩阵转置
如果A矩阵含有复数元素,则对之进行转置时,其转 置矩阵B的元素定义为bji=aij*,i=1,……,n,j= 1,…m,亦即首先对各个元素进行转置,然后再逐 项求取其共轭复数值。这种转置方式又称为Hermit 转置,其数学记号为b=A*
ans= 000 0 100 0
>>A>=B %判定大于、等于关系 ans= 010 1 101 0
>>C=B ~=A ans= 11 01
%判定不等于关系
11 11
3、逆矩阵与行列式计算 求逆:inv(A);或A^(-1) 求行列式:det(A) 要求矩阵必须为方阵
》a=[1 2 3; 4 5 6; 2 3 5]; 》b=inv(a) b=
求解线性方程组:
>> A=[5 7 6 5 1;7 10 8 7 2;6 8 10 9 3;5 7 9 10 4;1 2 3 4 5];
>> B=[24 96;34 136;36 144;35 140;15 60];
>> X=A\B
5. 矩阵的右除(/) “/” 运算符号表示两个矩阵的右除既B/A为
-2.3333 0.3333 1.0000
2.6667 0.3333 -2.0000
-0.6667 -0.3333 1.0000 》det(a) ans =
-3
三、矩阵的操作
1、矩阵下标 •MATLAB通过确认矩阵下标,可以对矩阵进 行插入子块,提取子块和重排子块的操作。 A(m,n):提取第m行,第n列元素 A(:,n):提取第n列元素(冒号表示全部) A(m,:):提取第m行元素 A(m1:m2,n1:n2):提取第m1行到第m2行和第n1

matlab重要知识点总结

matlab重要知识点总结

matlab重要知识点总结一、基本语法MATLAB的基本语法类似于传统的编程语言,包括变量、数据类型、运算符、控制流等。

在MATLAB中,变量赋值使用等号(=)操作符,例如:a = 5; % 将5赋值给变量aMATLAB中常见的数据类型包括数值、字符、逻辑值等。

数值可以是整数或浮点数,字符可以是单引号或双引号括起来的字符串。

运算符包括算术运算符(+、-、*、/等)、关系运算符(>、<、==等)、逻辑运算符(&&、||、~等)等。

控制流包括条件语句(if-else)、循环语句(for、while)、函数调用和返回值等。

二、数组操作在MATLAB中,数组是一种基本的数据结构,可以用来表示向量、矩阵和多维数组。

数组的索引从1开始,和传统的编程语言不同,这点需要注意。

可以使用括号([])来创建数组,例如:v = [1, 2, 3, 4]; % 创建一个一维数组M = [1, 2; 3, 4]; % 创建一个二维矩阵也可以使用函数来创建特定类型的数组,例如linspace()函数创建等间距的一维数组,rand()函数创建随机的矩阵等。

数组的操作包括索引、切片、拼接、转置等。

索引和切片可以用来提取数组的部分元素,拼接可以用来合并数组,转置可以用来改变数组的维度。

三、矩阵运算MATLAB中的矩阵运算是其强大功能之一。

可以使用*操作符进行矩阵乘法,使用.\和./进行逐元素的除法,使用'操作符进行转置等。

矩阵还可以进行逐元素的加法、减法、乘法、除法等运算。

除了基本的矩阵运算,MATLAB还提供了许多用于矩阵操作的函数,例如inv()函数求逆矩阵,det()函数求行列式,eig()函数求特征值等。

四、函数和脚本在MATLAB中,可以使用function关键字来定义函数,例如:function y = myfunc(x)y = x^2 + 1;end也可以使用脚本文件(.m文件)来存储一系列的命令,例如:% 脚本文件example.mx = linspace(0, 2*pi, 100);y = sin(x);plot(x, y);函数可以接受任意数量的输入参数和输出参数,也可以使用全局变量和局部变量来进行计算。

Matlab仿真应用详解 讲义

Matlab仿真应用详解 讲义

《Matlab仿真应用详解》一、基本概念1.1、什么是计算机仿真1、仿真定义基本思想:仿真的基本思想是利用物理的或数学的模型来类比模仿现实过程,以寻求过程和规律。

它的基础是相似现象,相似性一般表现为两类:几何相似性和数学相似性。

当两个系统的数学方程相似,只是符号变换或物理含义不同时,这两个系统被称为“数学同构”。

仿真的方法可以分为三类:(1)实物仿真。

它是对实际行为和过程进行仿真,早期的仿真大多属于这一类。

物理仿真的优点是直观、形象,至今在航天、建筑、船舶和汽车等许多工业系统的实验研究中心仍然可以见到。

比如:用沙盘仿真作战,利用风洞对导弹或飞机的模型进行空气动力学实验、用图纸和模型模拟建筑群等都是物理仿真。

但是要为系统构造一套物理模型,不是一件简单的事,尤其是十分复杂的系统,将耗费很大的投资,周期也很长。

此外,在物理模型上做实验,很难改变系统参数,改变系统结构也比较困难。

至于复杂的社会、经济系统和生态系统就更无法用实物来做实验了。

(2)数学仿真。

就是用数学的语言、方法去近似地刻画实际问题,这种刻画的数学表述就是一个数学模型。

从某种意义上,欧几里德几何、牛顿运动定律和微积分都是对客观世界的数学仿真。

数学仿真把研究对象(系统)的主要特征或输入、输出关系抽象成一种数学表达式来进行研究。

数学模型可分为:●解析模型(用公式、方程反映系统过程);●统计模型(蒙特卡罗方法);●表上作业演练模型然而数学仿真也面临一些问题,主要表现在以下几个方面:●现实问题可能无法用数学模型来表达,即刻画实际问题的表达式不存在或找不到;●找到的数学模型由于太复杂而无法求解;●求出的解不正确,可能是由模型的不正确或过多的简化近似导致的。

(3)混合仿真。

又称为数学—物理仿真,或半实物仿真,就是把物理模型和数学模型以及实物联合在一起进行实验的方法,这样往往可以获得较好的效果。

2、计算机仿真计算机仿真也称为计算机模拟,就是利用计算机对所研究系统的结构、功能和行为以及参与系统控制的主动者——人的思维过程和行为,进行动态性的比较和模仿,利用建立的仿真模型对系统进行研究和分析,并可将系统过程演示出来。

matlab(仿真法)具体讲解

matlab(仿真法)具体讲解


y x, y(0) 0
function u=文件名(自变量,因变量) u=微分方程的右端 建立M文件, 格 式如左
然后在指令窗口执行 ode23(‘文件名’,[0,2],0)
可得到图形与相关数据
再执行[x,y]=ode23(‘文件 可得到两组数据 名’,[0,2],0) 执行plot(x,y) 可得到图 形
例2
求微分方程的特解.
d 2 y dy 2 4 29y 0 dx dx y (0) 0, y ' (0) 15
解 输入命令: y=dsolve('D2y+4*Dy+29*y=0','y(0)=0,Dy(0)=15','x') 结 果 为 : y =3e-2xsin(5x)
(3)用MATLAB软件求微分方程的数值解 在实际生产和科研中所建立的微分方程往往很复杂,有时 尽管是一阶微分方程, 也很难求解,即使求出解的表达式, 要想计算相应已知变量的函数值也是很困难的,在这种情 况下,在实际上,对初值问题,一般是要求得到解在若 干个点上满足规定精确度的近似值,研究常微分方程的 数值解法,或者得到一个满足精确度要求的便于计算的 表达式。 因此,研究常微分方程的数值解法是十分必要的。
显示船与艇行进路线程序
c=3; a=0.4/60; b=0.8/60; d=0.01;dt=2;t=0; jstx=c;jsty=0;zscx=0;zscy=0; while (sqrt((jstx-zscx)^2+(jsty-zscy)^2)>d) pause(0.01) hold on axis([0,3,0,2]) t=t+dt; jstx=jstx-b*dt*jstx/sqrt(jstx^2+(a*t-jsty)^2); jsty=jsty+b*dt*(a*t-jsty)/sqrt(jstx^2+(a*tjsty)^2); zscy=a*t; plot(jstx,jsty,'rO',zscx,zscy, 'b*') end

MATLAB机器人仿真程序

MATLAB机器人仿真程序

MATLAB机器人仿真程序随着机器人技术的不断发展,机器人仿真技术变得越来越重要。

MATLAB是一款强大的数学计算软件,也被广泛应用于机器人仿真领域。

本文将介绍MATLAB在机器人仿真程序中的应用。

一、MATLAB简介MATLAB是MathWorks公司开发的一款商业数学软件,主要用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算等。

MATLAB具有丰富的工具箱,包括信号处理、控制系统、神经网络、图像处理等,可以方便地实现各种复杂的计算和分析。

二、MATLAB机器人仿真程序在机器人仿真领域,MATLAB可以通过Robotics System Toolbox实现各种机器人的仿真。

该工具箱包含了机器人运动学、动力学、控制等方面的函数库,可以方便地实现机器人的建模、控制和可视化。

下面是一个简单的MATLAB机器人仿真程序示例:1、建立机器人模型首先需要定义机器人的几何参数、连杆长度、质量等参数,并使用Robotics System Toolbox中的函数建立机器人的运动学模型。

例如,可以使用robotics.RigidBodyTree函数来建立机器人的刚体模型。

2、机器人运动学仿真在建立机器人模型后,可以使用Robotics System Toolbox中的函数进行机器人的运动学仿真。

例如,可以使用robotics.Kinematics函数计算机器人的位姿,并使用robotics.Plot函数将机器人的运动轨迹可视化。

3、机器人动力学仿真除了运动学仿真外,还可以使用Robotics System Toolbox中的函数进行机器人的动力学仿真。

例如,可以使用robotics.Dynamic函数计算机器人在给定速度下的加速度和力矩,并使用robotics.Plot函数将机器人的运动轨迹可视化。

4、机器人控制仿真可以使用Robotics System Toolbox中的函数进行机器人的控制仿真。

例如,可以使用robotics.Controller函数设计机器人的控制器,并使用robotics.Plot函数将机器人的运动轨迹可视化。

matlab仿真工具 基本操作

matlab仿真工具 基本操作

matlab仿真工具基本操作Matlab是一种功能强大的数学仿真工具,它提供了丰富的功能和工具箱,可以用于各种科学计算、数据分析和模型仿真等领域。

本文将介绍Matlab仿真工具的基本操作,帮助读者快速上手使用该工具。

一、Matlab的安装与启动在开始使用Matlab之前,首先需要将其安装在计算机上。

用户可以从MathWorks官方网站下载Matlab的安装程序,并按照安装向导进行操作。

安装完成后,可以通过桌面上的快捷方式或者在命令行中输入"matlab"来启动Matlab。

二、Matlab的界面与基本操作Matlab的界面由多个窗口组成,包括命令窗口、编辑器窗口、工作空间窗口、命令历史窗口等。

用户可以通过菜单栏、工具栏或者命令行来执行各种操作。

1. 命令窗口:用户可以在命令窗口中直接输入Matlab命令,并按下Enter键执行。

Matlab会立即给出相应的结果,并显示在命令窗口中。

2. 编辑器窗口:用户可以在编辑器窗口中编写Matlab脚本文件,以便进行更复杂的操作。

脚本文件可以保存为.m文件,并通过命令窗口中的"run"命令或者点击编辑器窗口中的运行按钮来执行。

3. 工作空间窗口:工作空间窗口显示了当前Matlab工作空间中的变量列表。

用户可以通过命令行或者脚本文件来创建、修改和删除变量,并在工作空间窗口中查看其值和属性。

4. 命令历史窗口:命令历史窗口记录了用户在命令窗口中输入的所有命令,方便用户查找和重复使用。

三、Matlab的数学计算功能Matlab提供了丰富的数学计算函数,可以进行向量和矩阵运算、符号计算、微积分、线性代数、概率统计等操作。

用户可以通过命令行或者脚本文件来调用这些函数,并进行各种数学计算。

1. 向量和矩阵运算:Matlab中可以方便地定义和操作向量和矩阵。

用户可以使用矩阵运算符(如+、-、*、/)对向量和矩阵进行加减乘除等运算,还可以使用内置函数(如transpose、inv、det)进行转置、求逆和求行列式等操作。

matlab第5章 仿真基础知识

matlab第5章 仿真基础知识

数学基础
• 求常微分方程初值问题的数值解法 欧拉法(Euler) 阿达姆斯法(Admas,Trapezoidal) 龙格-库塔法(Runge-Kutta) 吉尔法(Gear)
二、SIMULINK的启动
1、在MATLAB命令窗口中输入simulink
结果是在桌面上出现一个称为Simulink Library Browser的窗口,在这个窗口中列 出了按功能分类的各种模块的名称。
XY示波器坐标轴的设置
启动仿真按钮得XY 图
示波器显示结果
三.SIMULINK仿真的运行
构建好一个系统的模型之后,接下来的事情就是运行模型,得出仿真 结果。运行一个仿真的完整过程分成三个步骤:设置仿真参数,启动 仿真和仿真结果分析。 一、设置仿真参数和选择解法器 设置仿真参数和选择解法器,选择Simulation菜单下的Parameters命 令,就会弹出一个仿真参数对话框,它主要用三个页面来管理仿 真的参数。 Solver页,它允许用户设置仿真的开始和结束时间,选择解法器, 说明解法器参数及选择一些输出选项。
3) 线的折弯:按住Shift键,再用鼠标在要折弯的线处单击一下,就
会出现圆圈,表示折点,利用折点就可以改变线的形状。
模块的选取:单个模块、多模块
模块参数修正: 仿真参数模块中默认的传递函数为: 1 s 1
4.2.1 模型举例 Vanderpol 方程为: 建立其Simulink仿真模型
• 积分和比例环节置初值
3、Sources(输入源模块) sources.mdl
Constant:常数信号。 Clock:时钟信号。 From Workspace:来自MATLAB的工作空间。 From File(.mat):来自数据文件。

第2章MATLAB仿真

第2章MATLAB仿真

第2章 MATLAB仿真
3.在MATLAB MATLAB语言是一种解释性语言,它提供了方便的演算 纸式的数学计算方式。在MATLAB命令窗口中输入数学表达 式,然后回车即可得出计算结果。MATLAB的数学表达式与 数学公式表达极为相似,也非常类似于C语言的表达。例如, 计算表达式2sin(0.3π)/(1+[KF(]5[KF)]) 的值,在MATLAB命 令窗口中输入以下语句并回车就能得到结果。 >>2*sin(0.3*pi)/(1+sqrt(5))[回车]
第2章 MATLAB仿真
>>x=-1:0.1:20; %定义x的范围和步进[回车] >>y=exp(-x./10).*sin(x);%计算函数值[回车] >>plot(x,y);grid;%作出函数图像,并在坐标上画出网 格[回车]结果如图2-1所示。注意,在程序语句中,以 百分号“%”开始的是注释部分。关于“plot”的详细用 法和例子可以用“docplot”命令查看帮助文档。
(4) MATLAB计算精度很高。MATLAB中数据是以双精度 存储的,一个实数采用8字节存储,而一个复数则采用16字节 存储。通常矩阵运算精度高达1015以上,完全能够满足一般工 程和科学计算的需要。与其它语言相比,MATLAB对计算机 内存、硬盘空间的要求也是比较高的。
第2章 MATLAB仿真
第2章 MATLAB仿真
与其它高级语言相比较,MATLAB具有独特的优势: (1) MATLAB是一种跨平台的数学语言。采用MATLAB 编写的程序可以在目前所有的操作系统上运行(只要这些系 统上安装了MATLAB平台)。MATLAB程序不依赖于计算机 类型和操作系统类型。
(2) MATLAB是一种超高级语言。MATLAB平台本身是 用C语言写成的,其中汇集了当前最新的数学算法库,是许 多专业数学家和工程学者多年的劳动结晶。 MATLAB 意味着站在巨人的肩膀上观察和处理问题,所 以在编程效率,程序的可读性、可靠性和可移植性上远远超 过了常规的高级语言。这使得MATLAB成为了进行科学研 究和数值计算的首选语言。

MATLAB仿真基础

MATLAB仿真基础

设计性实验(MATLAB仿真实验)3.1M ATALAB语言概述MATALAB语言的发展MATALAB是一种科学计算软件,主要适用于矩阵运算及控制和信息处理领域的分析设计。

它使用方便,输入简洁,运算高效,内容丰富,并且很容易由用户自行扩展,因此,当前已成为美国和其他发达国家大学教学和科学研究中最常用而必不可少的工具。

MATLAB是由美国Mathworks公司与1984年正式推出的,从那时到现在已升级到版本。

随着版本的升级,内容不断扩充,功能更强大。

特别是在系统仿真和实时运行等方面,有很多新进展,更扩大了它的应用前景。

MATLAB是“矩阵实验室”(MATrix Laboratoy)的缩写,它是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言,专门针对科学、工程计算及绘图的需求。

它用解释方式工作,键入程序立即得出结果,人机交互性能好,适应于多种平台。

MATLAB语言在国外的大学工学院中,特别是数值计算用的最频繁的电子信息类学科中,已成为每个学生都掌握的工具了。

它大大提高了课程教学、解题作业、分析研究的效率。

MATLAB语言比较好学,因为它只有一种数据类型,一种标准的输入输出语句,不用“指针”,不需编译,比其他语言少了很多内容;听三、四个小时课,上机练几个小时,就可入门了。

以后自学也十分方便,通过它的演示(demo)和求助(help)命令,人们可以方便地在线学习各种函数的用法及其内涵MATLAB语言的难点是函数较多,仅基本部分就有700多个,其中常用的有二三百个,要尽量多记少查,可以提高编程效率。

语言的特点1.矩阵运算:每个变量代表一个矩阵,它以矩阵运算见长;每个元素都看作复数,所有的运算都对矩阵和复数有效。

(虚部符号可用i或j) clear %清除内存变量format short %c1=1-2i,c2=3*(2-sqrt(-1)*3),c3=6+sin(.5)*1jc4=complex(1,2) %建立复数c1 =-c2 =-c3 =+c4 =+c1r=real(c1),c1i=imag(c1),abs_c1=abs(c1),angle_c1=angle(c1)结果:c1r =1c1i =-2abs_c1 =angle_c1 =注意:(1)所有的标点符号必须是在英文状态下输入。

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实验一三、5.设计M 文件计算:x=0:0.1:10 当sum>1000时停止运算,并显示求和结果及计算次数。

参考程序:x=0:0.1:10;i=1;sum=x(i)*x(i)-2*x(i);while(sum<=1000)i=i+1;sum=sum+x(i)*x(i)-2*x(i);endif(sum>1000)sum=sum-x(i)*x(i)+2*x(i);i=i-1;endsumi实验二二、6、编写验证魔方矩阵的函数文件,输出要求如下:(1) 如果输入矩阵的维数小于3,输出显示’error’(2) 如果输入矩阵的不是方阵,输出显示’the size of matrix X must be N-by-N matrix’(3) 显示行、列和及其对角线求和后的值,并判断其和是否相同。

若不同,显示‘No ’,相同显示‘Yes ’。

参考程序:function mofang_test(data)[Row,Com]=size(data);dimen=min(Row,Com);if(dimen<3)msgbox('error','Warning');elseif(Row~=Com)msgbox('the size of matrix X must be N-by-N matrix','Warning'); else)x 2x (sum i 1000i 2i -=∑=j=Com:-1:1;SumRC=0;SumCR=0;for i=1:RowSumRC=SumRC+data(i,i);SumCR=SumCR+data(j(i),i);endif( SumRC~=SumCR)msgbox('No-1','Sorry');elseSumRow=zeros(Row);for i=1:Rowfor j=1:ComSumRow(i)=SumRow(i)+data(i,j);endendSumCom=zeros(Com);for j=1:Comfor i=1:RowSumCom(j)=SumCom(j)+data(i,j);endendValue=SumRow(1);flag=0;for i=1:Rowif(Value~=SumRow(i))msgbox('No-2','Sorry');flag=1;break;endendif(flag~=1)for i=1:Comif(Value~=SumCom(i))msgbox('No-2','Sorry');flag=1;break;endendendif(flag==0)msgbox('Yes','Prosit');endendendend%a=[4 9 2;3 5 7;8 1 6;]实验三matlab绘图函数参数详解最近用到matlab画图,虽然最终感觉matlab使用很方便,但对于新手来说却不易,自己摸索是很耗时间的。

现将自己搜索到的资料保存在这里,以便自己日后查询或者能够帮助其他的学习者(我发现博客是个不错的信息平台,它所提供的资料都是可信准确的!)一、常用的绘图函数plot(x1,y1,'线条/颜色等参数',x2,y2,'线条/颜色等参数',……)二、参数详解matlab——二维绘图函数及部分参数MATLAB基本xy平面绘图命令plot: x轴和y轴均为线性刻度(Linear scale)loglog: x轴和y轴均为对数刻度(Logarithmic scale)semilogx: x轴为对数刻度,y轴为线性刻度semilogy: x轴为线性刻度,y轴为对数刻度注:若要画出多条曲线,只需将座标对依次放入plot函数即可:plot(x, sin(x), x, cos(x));若要改变颜色,在座标对後面加上相关字串即可:plot(x, sin(x), 'c', x, cos(x), 'g');若要同时改变颜色及图线型态(Line style),也是在座标对後面加上相关字串即可:plot(x, sin(x), 'co', x, cos(x), 'g*');axis([xmin,xmax,ymin,ymax])函数可以调整图轴的范围:axis([0, 6, -1.2, 1.2]);补充:下面是一些参数的说明b blue(蓝色). point(点)- solid(实线)g green(绿色)o circle(圆圈): dotted(点线)r red(红色)x x-mark(叉号)-. dashdot (点画线)c cyan(墨绿色)+ plus(加号)-- dashed(虚线)m magenta(紫红色)* star(星号)(none) no liney yellow(黄色)s square(正方形)k black(黑色) d diamond(菱形)v triangle (down)(下三角形)^ triangle (up)(上三角形)< triangle (left)(左三角形)> triangle (right)(右三角形)p pentagram(五角星)h hexagram(六芒星)此外,MATLAB也可对图形加上各种注解与处理:xlabel('Input Value'); % x轴注解ylabel('Function Value'); % y轴注解title('Two Trigonometric Functions'); % 图形标题legend('y = sin(x)','y = cos(x)'); % 图形注解grid on; % 显示格线(反之为grid off)hold on; % 保持图形(反之为hold off)我们可用subplot来同时画出数个小图形於同一个视窗之中:subplot(2,2,1); plot(x, sin(x));subplot(2,2,2); plot(x, cos(x));subplot(2,2,3); plot(x, sinh(x));subplot(2,2,4); plot(x, cosh(x));====================================================其他各种二维绘图函数bar 长条图(适合资料点数量不多的情况)errorbar 图形加上误差范围(如果已知资料的误差量,就可用errorbar来表示): errorbar(x,y,e); % e是误差量fplot 较精确的函数图形(对于变化剧烈的函数,可用fplot来进行较精确的绘图,会对剧烈变化处进行较密集的取样b blue(蓝色). point(点)- solid(实线)g green(绿色)o circle(圆圈): dotted(点线)r red(红色)x x-mark(叉号)-. dashdot (点画线)c cyan(墨绿色)+ plus(加号)-- dashed(虚线)m magenta(紫红色)* star(星号)(none) no liney yellow(黄色)s square(正方形)k black(黑色) d diamond(菱形)v triangle (down)(下三角形)^ triangle (up)(上三角形)< triangle (left)(左三角形)> triangle (right)(右三角形)p pentagram(五角星)h hexagram(六芒星)此外,MATLAB也可对图形加上各种注解与处理:xlabel('Input Value'); % x轴注解ylabel('Function Value'); % y轴注解title('Two Trigonometric Functions'); % 图形标题legend('y = sin(x)','y = cos(x)'); % 图形注解grid on; % 显示格线(反之为grid off)hold on; % 保持图形(反之为hold off)我们可用subplot来同时画出数个小图形於同一个视窗之中:subplot(2,2,1); plot(x, sin(x));subplot(2,2,2); plot(x, cos(x));subplot(2,2,3); plot(x, sinh(x));subplot(2,2,4); plot(x, cosh(x));====================================================其他各种二维绘图函数bar 长条图(适合资料点数量不多的情况)errorbar 图形加上误差范围(如果已知资料的误差量,就可用errorbar来表示): errorbar(x,y,e); % e是误差量fplot 较精确的函数图形(对于变化剧烈的函数,可用fplot来进行较精确的绘图,会对剧烈变化处进行较密集的取样b blue(蓝色). point(点)- solid(实线)g green(绿色)o circle(圆圈): dotted(点线)r red(红色)x x-mark(叉号)-. dashdot (点画线)c cyan(墨绿色)+ plus(加号)-- dashed(虚线)m magenta(紫红色)* star(星号)(none) no liney yellow(黄色)s square(正方形)k black(黑色) d diamond(菱形)v triangle (down)(下三角形)^ triangle (up)(上三角形)< triangle (left)(左三角形)> triangle (right)(右三角形)p pentagram(五角星)h hexagram(六芒星)此外,MATLAB也可对图形加上各种注解与处理:xlabel('Input Value'); % x轴注解ylabel('Function Value'); % y轴注解title('Two Trigonometric Functions'); % 图形标题legend('y = sin(x)','y = cos(x)'); % 图形注解grid on; % 显示格线(反之为grid off)hold on; % 保持图形(反之为hold off)我们可用subplot来同时画出数个小图形於同一个视窗之中:subplot(2,2,1); plot(x, sin(x));subplot(2,2,2); plot(x, cos(x));subplot(2,2,3); plot(x, sinh(x));subplot(2,2,4); plot(x, cosh(x));====================================================其他各种二维绘图函数bar 长条图(适合资料点数量不多的情况)errorbar 图形加上误差范围(如果已知资料的误差量,就可用errorbar来表示): errorbar(x,y,e); % e是误差量fplot 较精确的函数图形(对于变化剧烈的函数,可用fplot来进行较精确的绘图,会对剧烈变化处进行较密集的取样。

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