MATLABControl2009(第二部分)
(完整word版)MATLAB程序设计教程(第二版)课后答案
MATLAB第二版课后答案unit3—8 unit3实验指导1、 n=input（'请输入一个三位数：'）;a=fix（n/100)；b=fix（（n-a*100)/10）；c=n-a＊100-b＊10；d=c＊100+b*10+a2（1）n=input('请输入成绩’）；switch ncase num2cell（90：100)p='A'；case num2cell（80:89)p='B'；case num2cell(70：79）p=’C';case num2cell（60:69)p='D'；otherwisep='E';endprice=p(2）n=input(’请输入成绩');if n〉=90&n〈=100p='A’；elseif n>=80&n<=89p='B';elseif n〉=70&n<=79p=’C’;elseif n>=60＆n<=69p='D'；elsep='E'；endprice=p(3）tryn;catchprice='erroe'end3n=［1,5,56，4,3,476，45，6，3，76，45,6,4,3，6，4,23,76,908，6]; a=n(1);b=n(1)；for m=2:20if n（m）>aa=n（m）；elseif n（m)<bb=n（m）;endendmax=amin=b法2n=[1,5，56,4，3，476,45，6,3,76,45，6，4，3,6，4，23，76,908,6］;min=min(n)max=max(n）4b=［—3.0:0.1:3.0];for n=1：61a=b(n）；y(n)=（exp（0.3＊a)-exp(—0。
补充内容—MATLAB与图像处理(2009)
== , < , > , (not equal)~= ,(not)~
find(‘condition’) - Returns indexes of
A‟s elements that satisfies the condition.
5.1 Logical Conditions (cont.)
Example:
辅助符号及函数
% pause 注解符号 暂停程式
Functions in MATLAB (cont.)
Example :
The existence of a file on disk called STAT.M with: function [mean,stdev] = stat(x) % STAT Interesting statistics. n = length(x); mean = sum(x) / n; stdev = sqrt(sum((x - mean).^2)/n); defines a new function called STAT that calculates the mean(均值) and standard deviation(标准差) of a vector.
0
0
Hale Waihona Puke -1 1 0 -1 -1 1 0
-1 1 0 -1 -1 1 0
-1 1 0 -1 -1 1 0
MATLAB 与图像处理
一、 MATLAB简介 二、 MATLAB图像处理工具箱
二、MATLAB图像处理
图像处理工具箱 matlab图像类型 图像读与写 图像显示 图像类型转换等
What Is the Image Processing Toolbox?
MATLAB_2009b安装教程
MATLAB2009b安装教程首先，用压缩软件解压（winmount或winrar）安装包，解压到一个容易找的地方。
双击matlab.exe，就得到以下画面。
选择第二个选项：Install without using the Internet，然后单击Next>。
出现协议确认的界面，直接选择Yes，点击Next>。
接下来要输入一个Key，选择第一个，然后把你解压后的文件夹中的crack文件夹打开，打开里面的install.txt文件，复制standalone下的那一串数字，再粘贴到安装界面的框里面，再单击Next>。
选择第一选项typical在单击NEXT输入你准备安装MATLAB的地址（地址中只能是字母和数字），单击Next>，如果你输入的这个文件夹不存在，会询问是否创建，选择Yes，创建就可以了。
到此，就会显示你安装MATLAB的所有设置，检查没问题的话点击Install>，如果发现和你计划的不一样，想要修改的话，点击<Back退回去继续前面的过程。
接下来你就等待安装了，装过程中最好不要运行其他的大软件，只需要十多分钟，否则就很慢了。
安装完成之后，直接点Next>。
选择Activate MATLAB，点击Next>。
选择第二个选项，Activate manually without the Internet，点Next>。
出现离线激活界面，选择第一个选项，然后点击Browse…，找到你解压的文件夹中的crack文件夹，打开，选择lic_standalone.dat，再点击Select，就返回到离线激活界面，那个输入框中已经有了lic_standalone.dat的地址，点击Next>。
至此，安装完毕，Activation is complete。
点击Finish。
这样，MATLAB就安装并激活了，软件本身没创建桌面快捷方式，在安装目录下bin文件夹里找到matlab.exe发送到桌面快捷方式就行了。
实验一 安装MATLAB R2009a软件及其简单操作
实验一安装MATLAB R2009a软件及其简单操作一、实验目的1、掌握MATLAB R2009a软件的安装。
2、熟悉启动和退出matlab的方法。
3、熟悉matlab命令窗口的组成。
4、掌握建立矩阵的方法。
5、掌握matlab各种表达式的书写规则以及常用函数的使用。
二、实验原理1、MATLAB R2009a软件安装。
参照MATLAB R2009a软件安装文档的步骤。
2、Matlab的启动Matlab系统的启动有三种常见方法：（1）使用Windows“开始”菜单。
（2）运行matlab系统启动程序matlab.exe.（3）利用快捷方式。
3、Matlab系统的退出要退出matlab系统，也有三种常见的方法：（1）在matlab主窗口File菜单中选择Exit matlab命令。
（2）在matlab命令窗口输入Exit或Quit命令。
（3）单击matlab主窗口的“关闭”按钮。
4、Matlab帮助窗口进入帮助窗口可以通过以下三种方法：（1）单击matlab主窗口工具栏中的help按钮。
（2）在命令窗口中输入helpwin、helpdesk或doc。
（3）选择help菜单中的“matlab help”选项。
5、Matlab帮助命令（1）help命令在matlab命令窗口直接输入help命令将会显示当前帮助系统中包含的所有项目，即搜索路径中所有的目录名称。
同样，可以通过help加函数名来显示该函数的帮助说明。
（2）lookfor 命令help 命令只能搜索出那些关键字完全匹配的结果，lookfor 命令对搜索范围内的m 文件进行关键字的搜索，条件比较宽松。
（3）模糊查询用户只要输入命令的前几个字母，然后按tab 键，系统就会列出所有以这几个字母开头的命令。
6、赋值语句（1）变量=表达式 （2）表达式 7、矩阵的建立（1）直接输入法：将矩阵的元素用方括号括起来，按矩阵行的顺序输入各元素，同一行的各元素之间用空格或逗号分开，不同行的元素之间用分号分开。
Matlab R2009B 安装教程(中文)
Matlab R2009B 安装教程第一步：双击安装文件夹中的启动安装程序。
第二步：选择安装方式，如下图所示，选择Install manually without using the Internet，然后点击Next。
第三步：接受安装协议，如下图，选择yes ，点击Next第四步：如下图填写授权文件的序列号，选中I have the File Installation Key for my license ，填入序列号：30985-50086-25176-45225-35928 （序列号在文件夹/crack中的install.txt文件中的standalone项目下），之后点击Next。
第五步：如下图，点击finish第六步：选择安装类型，如下图选择typical，之后点击Next第七步：选择安装目录，建议安装在D:\Program Files\MATLAB\R2009b\ 的位置，并确保D 盘有5G以上空间。
选好安装目录后，点击Next。
第八步：选择安装组件，默认全选，之后点击Next第九步：选择关联文件，默认就可以，点击Next第十步：确认开始安装：点击Install,开始安装等待文件复制中。
第十一步：激活Matlab软件，选择Activate MATLAB，之后点击Next第十二步：选择激活方式，选择Activate manually without the Internet.之后点击Next。
第十三步：装入授权文件，选择Enter the path to the license file ，此时，将安装文件夹中的\crack 文件夹拷至D:\Program Files\MATLAB\ （先前指定的安装目录），点击Browse 选择授权文件D:\Program Files\MATLAB\crack\lic_standalone.dat ，之后点击Next。
第十四步：点击Finish第十五步：结束激活过程，如下图所示，如选择Start MATLAB ，点击Finish后，随即会打开，否则，不随即打开MATLAB软件。
Matlab-2009-
MATLAB提供基本的算术运算有：
加 (+)、减 (-)、乘 (*)、除 (/)、幂次方 (^)， 范例为：5+3, 5-3, 5*3, 5/3, 5^3 MATLAB书写表达式的规则与“手写算式”差不多相 同，但要求所有表达式都是以纯文本形式输入。 如果一个指令过长可以在结尾加上...（代表此行指令与 下一行连续）， 例如： >> 1*2+3*4+5*6+7*8+9*10+11*12+... 13*14+15*16 ans = 744
1.0000 0 0
u = 98.0000 34.0000 6.0000 0 -9.7959 1.9184 0 0 11.1000
矩阵的逻辑运算
运算符
& (与)
|(或)
~(非)
结果是一个0-1矩阵。当逻辑表达式的值为真时，赋 值1，否则为0 逻辑函数
help 在线帮助 who 显示当前变量 whos 显示当前变量的详细信息 clear 清空工作间的变量和函数 pack 整理工作间的内存 load 把文件调入变量到工作间 save 把变量存入文件中 echo 命令回显 what 显示指定的matlab文件 dir 显示目录内容
基本数学运算 在MATLAB下进行基本数学运算，只需 将运算式直接打在提示号 >> 后面， 并按Enter键。 MATLAB将计算 的结果以ans显示。
•利用linspace函数生成向量 ①a=linspace(i,j). 生成有100个元素的行向量,在i,j,之间等分分布. ②a=linspace(i,j,n). 生成有n个元素的行向量,在i,j,之间等分分布. •利用logspace函数生成向量 ①a=logspace(i,j). 生成有50个元素的对数等分行向量,第一个元素是10i, 最后一个元素是10j. ②a=logspace(i,j,n). 生成有n个元素的对数等分行向量,第一个元素是10i,最 后一个元素是10j. ③a=logspace(i,pi). 生成有50个元素的对数等分行向量,第一个元素是10i, 最后一个元素是pi.
Matlab(R2009a版)-第2讲 数值运算
MATLAB2009从入门到精通课程主要内容•第1章MATLAB简介•第2章数值运算•第3章单元数组和结构•第4章字符串•第5章符号运算•第6章MATLAB绘图基础•第7章程序设计•第8章计算方法的MATLAB实现•第9章优化设计•第10章SIMULINK仿真初探第2章数值运算•本章将介绍MATLAB2009的数值计算功能，首先讲述MATLAB中的运算符，然后讲述包括MATLAB的向量、矩阵和数组，并介绍他们之间的运算。
此外，还介绍了一些特殊的矩阵数据结构。
另外，还对MATLAB中的多项式的运算以及多项式拟合作了详细介绍。
2.1 MATLAB中的变量•MATLAB中的变量必须以字母打头，之后可以是任意字母、数字或下划线，变量名区分字母大小写，变量名不超过19个字符，默认变量名为ans。
除此之外还包含一些特殊的变量。
•who命令能够显示变量的信息；•whos命令能够显示变量的详细信息。
•matlab中同样支持复数变量，表示方法为a=m+ni(j)。
当n是表达式时，n与i(j)之间必须要加乘号。
另外也可以用complex(x,y)来产生复数。
•在循环程序段中一般不把i和j作为变量名称，以免生成数据时发生误解。
•>> a=1+2i• a =• 1.0000 + 2.0000i •>> b=1+3*i• b =• 1.0000 + 3.0000i•>> a=sin(2)+cos(2)*i• a =•0.9093 -0.4161i•>> b=sin(2)+cos(3)i•??? b=sin(2)+cos(3)i•|•Error: Unexpected MATLAB expression.•>> x=sin(2);•>> y=cos(3);•>> a=complex(x,y)• a =•0.9093 -0.9900i•>> b=complex(x)• b =•0.9093•>> a=i+2i• a =•0 + 3.0000i •>> b=i+2*i • b =•0 + 3.0000i•>> i=5;•>> a=i+2i• a =• 5.0000 + 2.0000i •>> b=i+2*i• b =•15•>> i=5;•>> a=5+i • a =•10•>> b=5+1*i • b =•10•>> i=5;•>> a=5+2i• a =• 5.0000 + 2.0000i •>> a=5+2*i• a =•152.2 MATLAB的数值运算基础2.3 数组及向量运算•由数学知识可知，数组和矩阵有着不同的概念。
MATLAB应用第3章第2版 MATLAB程序设计
第3章MATLAB程序设计在以前所介绍的各种运算中，命令或函数的输入都是在命令窗口下进行的，这是一种计算器输入方式，其命令的执行属于交互式的，即：在命令窗口逐条输入命令，MATLAB就逐条解释执行。
这种命令输入方式操作简单、直观，但随着指令数的增加，或程序复杂程度的增加，这种命令输入方式就显得繁琐(因为输入过程也伴随执行过程)、而且执行程序不能保留，不能反复使用。
为了解决这些问题，必须将程序保存在一个文件中。
在MATLAB中，这种文件是以.m为扩展名的，称为m文件。
3．1 m文件m文件是文本文件，它可以用任何文本编辑器编辑，如用记事本、word等编辑。
但是通常用MATLAB提供的文本编辑器编辑。
启动MATLAB文本编辑器编辑的方法有3种1．菜单操作：“file”菜单→“new”→“M-file”2．命令按钮操作：点击MATLAB主窗口工具栏上的“new M-file”按钮3．命令操作：在MATLAB命令窗口输入命令：edit打开的编辑器后，输入程序后，可以以m为扩展名保存在某一个目录中。
matlab的.m文件保存的命名规则：1.文件名命名要用英文字符，第一个字符不能是数字2.文件名不要取为matlab的一个固有函数,m文件名的命名尽量不要是简单的英文单词，最好是由大小写英文/数字/下划线等组成。
原因是简单的单词命名容易与matlab内部函数名同名，结果会出现一些莫名其妙的错误。
3、文件存储路径一定为英文4、m文件起名不能有空格，如three phase，应该写成three_phase或者ThreePhase如果要打开已有的m文件，方法也有3种1．菜单操作：“file”菜单→“open…”，这时出现“open”对话框。
在“文件类型”下拉栏中选“M-files (.m)”，再在某一个目录中选择所需要的m文件2．命令按钮操作：点击MATLAB主窗口工具栏上的“open file”按钮3．命令操作：在MATLAB命令窗口输入命令：edit 文件名m文件分为两种，一种是脚本文件(命令文件)，另一种是函数文件。
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三、状态空间模型
•
x Ax Bu
y Cx Du
状态方程与输出方程的组合称为状态空间表达式 MATLAB：系统状态空间用矩阵组（A,B,C,D）表示
ss（A,B,C,D）
其中，x是n×1的状态向量，u是r×1的输 入向量，y为m×1的输出向量。A为n×n的系 统矩阵,B是n×r的输入矩阵，C为m×n的输出 矩阵,D为m×r的直接传输矩阵。
----------------------------4 s^4 + 7 s^3 + s^2 + 3 s + 2
>>[z,p,k]=tf2zp(a1,b1) z=
-0.2000 + 0.4000i -0.2000 - 0.4000i p= -1.7584 0.2659 + 0.6874i 0.2659 - 0.6874i -0.5234 k= 1.2500
impulse函数用于计算系统的单位脉冲 （冲激）响应，当不带输出变量时，可在当 前图形窗口中绘出系统的响应曲线。
系统的单位脉冲响应：impulse ( )
impulse(num,den)或impulse(A,B,C,D)或 impulse(A,B,C,D,iu)可得到系统的单位脉冲响 应曲线，其中时间向量t由系统自动选取。
step(A,B,C,D,iu,t)或step(num,den,t)，可利 用用户指定的时间矢量t来绘制响应曲线。 t为 指定的仿真时间向量，一般可以由t=0:step:end 等步长地产生出来。
系统的单位脉冲响应：impulse( )
求取脉冲（激励）响应的调用方法 格式：
[y,x,t]=impulse(num,den)； [y,x,t]=impulse(num,den,t)； [y,x,t]=impulse(A,B,C,D)； [y,x,t]=impulse(A,B,C,D,iu)； [y,x,t]=impulse(A,B,C,D,iu,t)；
MATLAB与 机械工程控制
广西大学机械工程学院
教学内容
❖ MATLAB 使用 ❖ MATLAB 语言 ❖ MATLAB 在机械工程控制中的应用
MATLAB 在机械工程控制中的应用
❖ 控制系统模型 ❖ 控制系统的时域分析 ❖ 控制系统的频域分析 ❖ 系统稳定性分析
❖ 控制系统校正及PID控制器仿真
四、模型之间的转换
同一系统可用三种不同的模型表示，它们 各有特点，相互之间可以进行转换。
模型转换的函数包括： ss2tf： 状态空间模型转换为传递函数模型. ss2zp： 状态空间模型转换为零极点增益模型. tf2ss： 传递函数模型转换为状态空间模型. tf2zp： 传递函数模型转换为零极点增益模型. zp2ss： 零极点增益模型转换为状态空间模型. zp2tf： 零极点增益模型转换为传递函数模型.
传递函数模型
tf2zp
ss2tf
zp2tf
tf2ss
状态空间模型
ss2zp 零极点增益模型
zp2ss
例子
5s22s1 G(S)4s47s3s23s2
>>a1=[5 2 1]; b1=[4 7 1 3 2]; >> G=tf(a1,b1)
Transfer function: 5 s^2 + 2 s + 1
>> [a,b,c,d]=tf2ss(a1,b1)
a= -1.7500 -0.2500 -0.7500 -0.5000 1.0000 0 0 0 0 1.0000 0 0 0 0 1.0000 0
b= 1 0 Байду номын сангаас 0
c= 0
1.2500
0.5000
0.2500
d= 0
当传递函数的分子和分母由若干个多项式的乘积表示时，它 可由MATLAB提供的多项式乘法运算函数conv ( ) 来处理， 以获得分子多项式式向量。此函数的调用格式为:
c = conv ( a ， b )
G(s)s(s4(1 s) 2(2s)3s (23 s2 6 s 2s6)5)
>> num=4*conv([1 2]，[1 6 6])； >> den=conv([1 0]，conv([1 1]，conv([1 1]，[1 3 2 5])))； >> G1=tf(num，den)
求取系统单位阶跃响应：step()
step(num,den)：可得到由传递函数表示的 系统的单位阶跃响应。时间向量t由系统模型的 特性自动生成。
step(A,B,C,D,iu)：可绘制出从第iu个输入到 所有输出的响应曲线。其中A,B,C,D为系统的状 态空间描述矩阵，iu用来指明输入变量的序号。
MATLAB 在机械工程控制中的应用
❖ 控制系统模型 ❖ 控制系统的时域分析 ❖ 控制系统的频域分析 ❖ 系统稳定性分析
❖ 控制系统校正及PID控制器仿真
控制系统模型
❖ 传递函数模型 ❖ 状态方程模型 ❖ 零极点增益模型
一、连续系统的传递函数模型
连续系统的传递函数如下：
G (s)C R ( (s s) )b a 1 1 s sm n a b 2 2 s sm n 1 1 .... ..a b n ns s b a m n 1 1
K为系统增益，zi为零点，pj为极点 在MATLAB中，用[z,p,K]矢量组表示零极点增益模型。
z=[z1,z2,…,zm]，p=[p1,p2,...,pn] ，K=[k].
G(s)= zpk(z,p,k)
函数tf2zp()可以用来求传递函数的零极点和增益。 [z,p,k] = tf2zp(num,den)
对线性定常系统，式中s的系数均为常数，且a1不等于零， 分子系数: num=[b1,b2,…,bm,bm+1] 分母系数: den=[a1,a2,…,an,an+1] 注意：按s降幂进行排列。
用函数 tf(num,den) 就可得到系统的传递函数。
G=tf(num,den)
二、零极点增益模型
G (s)K(sz1)s(z2).s. .z(m ) (sp1)s(p2).s. .(pn)
MATLAB 在机械工程控制中的应用
❖ 控制系统模型 ❖ 控制系统的时域分析 ❖ 控制系统的频域分析 ❖ 系统稳定性分析
❖ 控制系统校正及PID控制器仿真
控制系统的时域分析
❖ 求取系统单位阶跃响应：step() ❖ 求取系统的脉冲响应：impulse() ❖ 常用时域分析函数covar：连续系
统对白噪声的方差响应