MATLAB仿真

第2章 MATLAB仿真 >>s=［1:100］;sum(s),p=prod(s)［回车］ ans=
5050
p= 9.3326e+157
MATLAB 中的变量是区分大小写的，变量、函数名 必须以字母开头，其后最多可接19个字母、数字或下划线。 例如：a和A是不同的变量，p121 -6，yinyue3是合法的变 量名，而 3sd 则是非法的变量。在变量或函数的命名时， 应该养成良好的命名习惯，命名不要和MATLAB中的系统 函数或变量相同。特别地，如果计算中存在复数运算，那 么就应该避免采用“i”和“j”作为循环变量。
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
wk.baidu.com
第2章 MATLAB仿真 (8)MATLAB 的 程 序 执 行 效 率 比 其 它 语 言 低 。 MATLAB 程序通常是解释执行的，在执行效率和速度 上低于其它高级语言，当然如果对执行效率有特别要 求，可以采用 C 语言编制算法，然后通过 MATLAB 接 口在MATLAB中执行。事实上，MATLAB自带的许多
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 但是，要用好MATLAB却不是在短时间就可以达到的。 这并不是因为MATLAB语言复杂难懂，而是实际问题的求解 往往更多的是需要使用者具备数学知识和专业知识。 MATLAB使得人们摆脱了常规计算机编程的繁琐，让人们能 够将大部分精力投入到研究问题的数学建模上。可以说，应 用MATLAB这一数学计算和系统仿真的强大工具，可以使科 学研究的效率得以成百倍的提高。 目前，MATLAB已经广泛用于理工科大学从高等数学到 几乎各门专业课程之中，成为这些课程进行虚拟实验的有效 工具。在科研部门，MATLAB更是极为广泛地得到应用，成 为全球科学家和工程师进行学术交流首选的共同语言。在国 内外许多著名学术期刊上登载的论文，大部分的数值结果和 图形都是借助MATLAB来完成的。
第2章 MATLAB仿真 MATLAB 命 令 窗 口 中 ， 输 入 命 令 的 提 示 符 为 “>>”。
在MATLAB命令窗口中，键入命令“quit”或“exit”
并按回车键(回车)，即可退出MATLAB环境。 2.在MATLAB MATLAB 几乎涉及了所有工程领域的数学问题， 没有一本书能够完全覆盖读者所需要解决的问题。因 为MATLAB帮助文档是惟一完全覆盖MATLAB功能函 数的权威技术文件，所以，善于利用MATLAB的帮助 文档将是非常重要的。
内部函数均是用C语言编写并编译的，因此利用
MATLAB 内部函数的程序部分运行速度并不比其它语 言中相应函数低。
本书给出的程序和例子均在 MATLABReleaseR13
（6.5.1）（完全安装）版本下验证通过。
第2章 MATLAB仿真 2.1.2 MATLAB 1.MATLAB 本 书 以 Windows2000 下 的 MATLAB6.5.1 为 例 ， 在 其 它 Windows 版 本 下 操 作 是 类 似 的 。 假 定 已 经 正 确 安 装 了 MATLAB 的 Windows 版本，从 Windows 的“开始 | 程序”菜单 中找到MATLAB图标，单击该图标即可进入 MATLAB环境。 进入MATLAB后操作环境通常显示的是MATLAB的命令窗口， 在该窗口中可以输入各种MATLAB命令和语句，通过命令方 式与 MATLAB进行交互。虽然 MATLAB 也像通常的 Windows 程序一样提供了菜单和快捷工具栏，通过它们可以很方便地 对MATLAB进行操作，但是建议读者尽可能使用命令方式去 操作MATLAB，虽然刚开始可能觉得不太方便，但是与菜单 和快捷工具方式相比，命令方式的功能最为强大，也最能体 现MATLAB的精髓，而且命令方式本身也是跨平台的。
第2章 MATLAB仿真
第2章 MATLAB仿真
2.1 MATLAB介绍 2.2 MATLAB编程仿真
2.3 Simulink仿真
第2章 MATLAB仿真
2.1 MATLAB
2.1.1 MATLAB MATLAB是MathWorks公司开发的一种跨平台的， 用于矩阵数值计算的简单高效的数学语言，与其它计 算机高级语言如 C ， C++ ， Fortran ， Basic ， Pascal 等相 比，MATLAB语言编程要简洁得多，编程语句更加接 近数学描述，可读性好，其强大的图形功能和可视化 数据处理能力也是其它高级语言望尘莫及的。对于具 有任何一门高级语言基础的读者来说，学习MATLAB 十分容易。
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 5.MATLAB MATLAB语句可以有两种形式： （1) （2)变量名＝表达式。 在第一种形式中，表达式计算的值将存放于默认 变量“ ans” 中；而在第二种形式中，表达式的值将存 放于变量名所指定的变量中。MATLAB中多条语句可 以在一行内书写，以逗号“,”或分号“;”相互隔开。如 果是以分号隔开的，则计算结果不显示在屏幕上，否 则回车后将显示计算结果。例如，计算 1+2+3+…+100 的值以及100的阶乘100!。
第2章 MATLAB仿真 在MATLAB命令窗口中，使用命令“intro”可以进 入 MATLAB 简介演示。而使用命令“ demo” 可以打开
MATLAB的演示窗口，其中包含了大量MATLAB程序
的演示实例，对于初学者具有很高的参考价值。如果 读 者 需 要 打 开 MATLAB 的 帮 助 文 档 ， 使 用 命 令
第2章 MATLAB仿真
4.在MATLAB 例如，输入矩阵
1 2 3 A 4 5 6 7 8 9
(2-1)
>>A=［1,2,3;4,5,6;7,8,9］［回车］ A= 1 2 3 4 5 6
7 8 9
第2章 MATLAB仿真 MATLAB中可以采用逗号或空格来分隔矩阵中的列元素， 而采用分号或回车符来分隔矩阵的行，整个矩阵包含在方括号 “［］”内。采用命令“whos”可以查看用户在MATLAB工作 空间(内存)中所存储的变量情况。使用命令“workspace”就可 以打开工作空间浏览器窗口，双击其中的变量可以对其值进行 修改。 命 令 “ clear 变 量 名 ” 可 以 清 除 相 应 的 变 量 ， 而 命 令 “clear”则清除所有用户自定义的变量。系统的默认变量是不 会被“clear”清除的。为了避免前面的程序对后续程序的影响， 通常在程序的开始使用“clear”语句来复位MATLAB的内存空 间。使用命令“clc”可以清除命令窗口中的显示字符。使用命 令“home”可以使得命令窗口中提示符光标回到窗口的左上角。 这两个命令仅仅影响屏幕的显示，不会清除内存中的变量。
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。
>>2*sin(0.3*pi)/(1+sqrt(5))［回车］ ans= 0.5000
的值，在 MATLAB
命令窗口中输入以下语句并回车就能得到结果。
>>
第2章 MATLAB仿真 以上语句中，“pi”是MATLAB已定义的常数，即 圆周率π；“ans”是表达式计算结果的默认存储变量。 MATLAB定义的常数中， ans inf 表示正无穷大+∞
第2章 MATLAB仿真 (3) MATLAB语法简单，编程风格接近数学语言描述，是 数学算法开发和验证的最佳工具。MATLAB以复数矩阵运算 为基础，其基本编程单位是矩阵，使得编程简单，而功能极 为强大。对于常规语言中必须使用许多语句才能实现的功能， 如矩阵分解、矩阵求逆、积分、快速傅立叶变换，甚至串口 操作、声音的输入输出等，在MATLAB中均用一两句指令即 可实现。而且，MATLAB中的数值算法是经过千锤百炼的， 比用户自己编程实现的算法的可信度和可靠性都大为提高。 (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 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)])
“helpwin”即可。如果要用浏览器打开html形式的帮助
文档，可使用命令“ doc”。若需要打开 MATLAB某条 命 令 或 函 数 用 法 的 html 帮 助 文 档 ， 则 只 需 输 入 命 令 >>doc命令或函数名［回车］即可。
第2章 MATLAB仿真 如果要在命令窗口中显示帮助信息，则只需输入命 令“ help” 即可。若需要了解 MATLAB 某条命令或函数 的用法， >>help命令或函数名［回车］ 即可。例如，要查询自然对数函数命令“log”的用法， 应使用命令 >>helplog［回车］ 另外，MATLAB帮助文档还以PDF电子文件格式提 供 ， 存 放 在 MATLAB 的 安 装 目 录 中 ， 读 者 可 以 用 AcrobatReader 等 软 件 阅 读 。 读 者 也 可 以 通 过 介 绍 MATLAB 的若干网站获取和交流应用 MATLAB 的心得 体会。
+ 数量加法,
.* / 数量除法,矩阵右除 数量减法, * 数量乘法,
第2章 MATLAB仿真 ＼ 数量除法(左除), ./ ^ .^ ′ 矩阵的共轭转置,对于一个复数而言将得到其共
.′ 矩阵转置(不共轭) 关于这些算术运算符的详细用法以及示例，可以 >>docarithmeticoperators［回车］ 打开html格式的帮助文档查看。
NaN 非数，例如0/0
i或j 虚数单位, 浮点计算相对误差使用
1
eps 从1.0到下一个最大浮点数的距离,常用来作为
第2章 MATLAB仿真 pi 圆周率π realmin MATLAB realmax MATLAB 所能表示的最大正实数 MATLAB中常用的算术运算符有+、-、*、/、\、^、 ′等，含义如下：