MATLAB基础及应用论文
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高校《MATLAB及其应用》课程教学的研究与思考【摘要】《matlab及其应用》课程是国内高校广泛开设的一门电子信息类专业基础课。
如何完成好该课程的教学工作,是高校教务管理部门和任课教师十分关心的课题。
本文首先对《matlab及其应用》课程的安排、实施进行了系统的论述,然后对该课程教学中存在的若干问题进行了思考,并对相应的改进和提高措施进行了探讨。
本文对规范《matlab及其应用》课程的教学工作、保障该课程的教学质量、提高对学生的培养水平等具有重要意义。
【关键词】matlab;课程教学;研究;思考0 引言matlab是matrix laboratory(矩阵实验室)的缩写,是美国mathwork公司推出的—种集矩阵分析、数值计算、符号计算、绘图操作、系统建模仿真等多种功能于一体的计算机程序语言和软件[1-2],被广泛应用于科研、工程技术等领域,已成为国际上影响最广泛的计算机软件之一。
matlab在数学计算、数据处理等方面具备其它计算机语言所不具备的优势,其主要特点是操作方便、语言简洁、语法规则简单、库函数丰富、编程效率高、绘图功能强大、开放性的源程序、良好的人机交互等[1,3]。
matlab在9o年代中期开始在我国逐渐兴起,并在各高校和科研单位得到应用。
目前,其已成为在读本、专科学生、研究生、科研人员、工程技术人员等需要掌握的重要计算机语言[4]。
河南工业大学相继为电子信息类专业的本科生、专科生开设了《matlab及其应用》课程,获得了本、专科学生和相关专业课任课教师的一致好评。
开设《matlab及其应用》课程的目的是为了使电子信息类专业学生能熟练使用matlab语言和软件、具备一定的编程能力、掌握matlab在相关专业课中的应用方法。
作为一门电子信息类专业基础课,《matlab及其应用》课程内容涉及了学生在大学期间的大部分主要课程,例如:高等数学、线性代数、概率统计、大学物理、电路分析、信号与系统、数字信号处理、通信原理等[5]。
摘要本文运用MATLAB软件进行潮流计算,对给定题目进行分析计算,再应用DDRTS软件,构建系统图进行仿真,最终得到合理的系统潮流。
潮流计算是电力系统最基本最常用的计算。
根据系统给定的运行条件,网络接线及元件参数,通过潮流计算可以确定各母线的电压幅值和相角,各元件流过的功率,整个系统的功率损耗。
潮流计算是实现电力系统安全经济发供电的必要手段和重要工作环节。
因此,潮流计算在电力系统的规划计算,生产运行,调度管理及科学计算中都有着广泛的应用。
首先,画出系统的等效电路图,在计算出各元件参数的基础上,应用牛顿—拉夫逊Newton-Raphson法以及MATLAB软件进行计算对给定系统图进行了四种不同负荷下的潮流计算,经过调节均得到符合电压限制及功率限制的潮流分布。
其次,牛顿—拉夫逊Newton-Raphson法具有较好的收敛性,上述计算过程经过四到五次迭代后均能收敛。
根据运算结果,分析各支路损耗和系统总损耗。
最后,应用DDRTS软件,构建系统图,对给定负荷重新进行分析,潮流计算后的结果也能满足相应的参数要求。
关键词:牛顿-拉夫逊法MATLAB DDRTS 潮流计算目录1.摘要 (2)2.题目原始资料 (2)3.题目分析 (5)4.题目求解 (6)1)根据题意要求画出等值电路 (6)2)读程序画出拉夫逊法的流程图 (7)3)变电所负荷为题目所给数据进行求解 (8)4)编写程序并运行 (10)5)具体调压调损耗过程 (10)1.改变变压器变比调压 (10)2.改变发电机机端电压调压 (12)3.负荷按照一定比例变化的潮流计算分析 (15)4.轮流断开支路双回线中的一条的潮流计算 (19)5.仿真并比较 (26)6.设计心得 (28)7.参考文献 (29)一、 题目原始资料:1.系统图:两个发电厂分别通过变压器和输电线路与四个变电所相连。
变电所1变电所2母线2、发电厂资料:母线1和2为发电厂高压母线,发电厂一总装机容量为(300MW ),母线3为机压母线,机压母线上装机容量为(100MW),最大负荷和最小负荷分别为50MW和20MW;发电厂二总装机容量为(200MW )。
摘要函数序列的一致收敛性理论是数学分析的一个重要内容。
在众多数学分析讲义中给出了函数序列一致收敛的一些判别方法,但是这些方法仍不够全面,并不能解决大多数函数序列的一致收敛问题。
因此,文章简要地阐述了函数序列一致收敛的研究背景以及研究意义,归纳总结了比较实用的六种函数序列一致收敛的判别方法,并对它们的应用做了相应的说明与举例,以便于读者更好的理解这些判别方法,为今后处理函数序列一致收敛的判别提供便利。
同时文章提出MATLAB在函数序列一致收敛判别上的应用,给出解题的程序代码步骤,并通过几个例子说明,实现了信息技术在数学分析中的有效融合,并得到实验的验证。
这对于研究函数序列一致收敛及其收敛区间具有较大的作用。
关键词:函数序列;一致收敛;MATLAB编程AbstractThe theory of uniform convergence of function sequence is an important content of mathematical analysis. In many lecture notes of mathematical analysis, some methods to judge the uniform convergence of function sequences are given, but these methods are still not comprehensive enough to solve the problem of uniform convergence of most function sequences. Consequently,the research background and significance of uniform convergence of function sequences are briefly described in this paper, summarizes six practical methods for judging the uniform convergence of function sequences, and gives corresponding explanations and examples for their applications, so as to facilitate the readers to better understand these methods and provide convenience for dealing with the uniform convergence of function sequences in the future. At the same time, the paper puts forward the application of MATLAB in the judgment of uniform convergence of function sequence, gives the procedure code steps of solving problems, and through several examples, realizes the effective integration of information technology in mathematical analysis, and is verified by experiments. It is important to study the uniform convergence and the convergence interval of function sequences.Key words:Function sequences; Uniform convergence; MATLAB programme and picture.目录1 引言 (1)2 函数序列一致收敛的相关概念 (2)2.1 函数序列的定义 (2)2.2 函数序列收敛的定义 (2)2.3 函数序列一致收敛的定义 (2)3 函数序列一致收敛的判别 (3)3.1 柯西准则 (3)3.2 余项准则 (4)3.3 狄尼(Dini)定理 (5)3.4 海涅定理推广的一致收敛判别 (6)3.5 利普希兹(lipschitz)条件的一致收敛判别 (7)3.6 逐项连续序列的一致收敛判别 (8)4 MATLAB在函数序列一致收敛上的应用 (9)4.1 MATLAB在函数序列一致收敛上的应用举例 (9)4.2 MATLAB在函数序列一致收敛上的编程步骤 (10)4.3 MATLAB在函数序列一致收敛上的几个例子 (11)5 总结 (13)参考文献 (15)致谢 (16)이函数序列一致收敛的判别及MATLAB在其上的应用1 引言古往今来,众多数学家都在函数序列一致收敛方法的研究方面做出了巨大贡献,这些性质早在百多年前就已经研究清楚了。
毕业设计(论文)题目基于MATLAB控制系统仿真应用研究毕业设计(论文)任务书I、毕业设计(论文)题目:基于MATLAB的控制系统仿真应用研究II、毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求:原始资料:(1)MATLAB语言。
(2)控制系统基本理论。
设计技术要求:(1)采用MATLAB仿真软件建立控制系统的仿真模型,进行计算机模拟,分析整个系统的构建,比较各种控制算法的性能。
(2)利用MATLAB完善的控制系统工具箱和强大的Simulink动态仿真环境,提供用方框图进行建模的图形接口,分别介绍离散和连续系统的MATLAB和Simulink仿真。
III、毕业设计(论文)工作内容及完成时间:第01~03周:查找课题相关资料,完成开题报告,英文资料翻译。
第04~11周:掌握MATLAB语言,熟悉控制系统基本理论。
第12~15周:完成对控制系统基本模块MATLAB仿真。
第16~18周:撰写毕业论文,答辩。
Ⅳ、主要参考资料:[1] 《MATLAB在控制系统中的应用》,张静编著,电子工业出版社。
[2]《MATLAB在控制系统应用与实例》,樊京,刘叔军编著,清华大学出版社。
[3]《智能控制》,刘金琨编著,电子工业出版社。
[4]《MATLAB控制系统仿真与设计》,赵景波编著,机械工业出版社。
[5]The Mathworks,Inc.MATLAB-Mathemmatics(Cer.7).2005.信息工程系电子信息工程专业类 0882052 班学生(签名):填写日期:年月日指导教师(签名):助理指导教师(并指出所负责的部分):信息工程系(室)主任(签名):学士学位论文原创性声明本人声明,所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。
对本文的研究成果作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式表明。
基于MATLAB控制系统的仿真与应用毕业设计论文目录一、内容概括 (2)1. 研究背景和意义 (3)2. 国内外研究现状 (4)3. 研究目的和内容 (5)二、MATLAB控制系统仿真基础 (7)三、控制系统建模 (8)1. 控制系统模型概述 (10)2. MATLAB建模方法 (11)3. 系统模型的验证与校正 (12)四、控制系统性能分析 (14)1. 稳定性分析 (14)2. 响应性能分析 (16)3. 误差性能分析 (17)五、基于MATLAB控制系统的设计与应用实例分析 (19)1. 控制系统设计要求与方案选择 (20)2. 基于MATLAB的控制系统设计流程 (22)3. 实例一 (23)4. 实例二 (25)六、优化算法在控制系统中的应用及MATLAB实现 (26)1. 优化算法概述及其在控制系统中的应用价值 (28)2. 优化算法介绍及MATLAB实现方法 (29)3. 基于MATLAB的优化算法在控制系统中的实践应用案例及分析对比研究31一、内容概括本论文旨在探讨基于MATLAB控制系统的仿真与应用,通过对控制系统进行深入的理论分析和实际应用研究,提出一种有效的控制系统设计方案,并通过实验验证其正确性和有效性。
本文对控制系统的基本理论进行了详细的阐述,包括控制系统的定义、分类、性能指标以及设计方法。
我们以一个具体的控制系统为例,对其进行分析和设计。
在这个过程中,我们运用MATLAB软件作为主要的仿真工具,对控制系统的稳定性、动态响应、鲁棒性等方面进行了全面的仿真分析。
在完成理论分析和实际设计之后,我们进一步研究了基于MATLAB 的控制系统仿真方法。
通过对仿真模型的建立、仿真参数的选择以及仿真结果的分析,我们提出了一种高效的仿真策略。
我们将所设计的控制系统应用于实际场景中,通过实验数据验证了所提出方案的有效性和可行性。
本论文通过理论与实践相结合的方法,深入探讨了基于MATLAB 控制系统的仿真与应用。
2011届学士学位论文信号与系统中典型问题的MATLAB分析系别: 电子信息系专业: 电子信息科学与技术学号:姓名:指导教师:指导教师职称: 教授2011年4月30日信号与系统中典型问题的MATLAB分析摘要从信号与系统课程的特点出发,结合MATLAB软件优势,针对实例进行分析。
主要从连续信号、离散信号两方面应用MATLAB软件进行仿真和分析。
分别对连续信号和离散信号中线性时不变(LTI)系统信号分析,应用MATLAB软件进行仿真和分析。
对连续时间信号和离散时间信号的线性时间不变(LTI)系统的变换域,卷积和采样定理进行了模拟。
实例中运用了连续模块库、离散模块库等。
通过实例表明了MATLAB软件的便捷性,可以提高工作效率。
实践证明,采用MATLAB软件进行辅助分析可以我们对知识点的理解更深入更透彻。
关键词MATLAB仿真;时域分析;频域分析;卷积;序列卷和;冲激响应;阶跃响应;The Applied Research of Signal ProcessingBased on MATLABAbstract we give an overview of the examples from the characteristics of signal and system course, combining with MATLAB software advantages. The main idea is that MATLAB simulation and analysis software were applied in the continuous-time signals and discrete-time signals. In continuous-time signals and discrete-time signals the response signal of linear time invariant(LTI) system and its analysis of the transform domain and convolution and Sampling theorem were simulated. The examples used the continuous and discrete blocks library and communication toolbox, etc. Some examples show that processing signals can bring us great convenience and high efficiency. Practice has proved, using MATLAB software were aided analysis on knowledge points we can understand deeper and more thoroughly.Key-words MATLAB; the Time-domain Analysis;Frequency domain analysis;convolution ;Sequence convolution ;Impulse response ;Order step-response目录1引言 (1)2 MATLAB软件介绍 (2)3 MATLAB对连续时间信号的分析 (3)MATLAB仿真线性时不变(LTI)系统响应的信号表示 (3)MATLAB对连续信号变换域的分析 (4)连续时间信号的卷积计算及MATLAB的实现 (5)连续时间系统抽样定理的验证 (6)84 MATLAB对离散时间信号的分析 (10)离散系统的单位样值响应 (11)离散系统的变换域分析 (12)离散时间信号的卷积计算 (13)结论 (15)参考文献 (16)致谢 (17)附录一 (18)附录二 (19)附录三 (21)1 引言随着软件的发展,为仿真实验提供了另一思路,MATLAB软件具有强大的数值计算和矩阵处理功能。
关于matlab的毕业论文Matlab在毕业论文中的应用毕业论文是大学生完成学业的重要一环,对于学生来说,选择一个合适的主题和合适的工具是至关重要的。
在当今科技发达的时代,计算机软件的应用已经成为毕业论文中不可或缺的一部分。
而Matlab作为一种强大的科学计算软件,在毕业论文中的应用也越来越广泛。
首先,Matlab在数据分析和处理方面有着得天独厚的优势。
毕业论文往往需要大量的数据分析和处理工作,而Matlab提供了丰富的数据处理函数和工具箱,可以高效地完成这些任务。
例如,对于需要进行统计分析的数据,Matlab提供了统计工具箱,可以进行各种统计分析和建模。
对于需要进行图像处理的数据,Matlab提供了图像处理工具箱,可以实现图像的滤波、边缘检测等功能。
这些功能的使用可以大大提高数据处理的效率和准确性。
其次,Matlab在数学建模方面也有着独特的优势。
毕业论文中的数学建模是一个重要的环节,通过数学模型可以对研究对象进行定量分析和预测。
而Matlab提供了丰富的数学建模工具和函数,可以轻松地实现各种数学模型的建立和求解。
例如,对于需要进行优化问题的研究,Matlab提供了优化工具箱,可以实现各种优化算法的求解。
对于需要进行微分方程求解的研究,Matlab提供了微分方程工具箱,可以实现各种微分方程的求解。
这些功能的使用可以使得数学建模更加简单和高效。
此外,Matlab在可视化方面也有着独特的优势。
毕业论文中的结果展示是一个重要的环节,通过合适的可视化方式可以更好地展示研究结果和结论。
而Matlab提供了强大的可视化工具,可以实现各种图表和图像的绘制。
例如,对于需要展示数据分析结果的研究,Matlab提供了各种绘图函数,可以绘制出直方图、散点图等图表。
对于需要展示图像处理结果的研究,Matlab提供了图像显示函数,可以展示出图像的处理前后对比。
这些功能的使用可以使得研究结果更加直观和易于理解。
综上所述,Matlab在毕业论文中的应用是不可忽视的。
目录前言 (1)第一章绪论 (2)1.1 课程简介........................................................... (2)1.2 课题的意义………………………………………………...… .21.3 Mat lab的简介与发展……………………………………..…… .21.4 课题内容 (5)第二章研究的内容和原理 (10)2.1 一阶系统…………………………………………………...…… ..102.2 二阶系统………………………………………………………… .102.3 Nyquist图和Bode图 (12)第三章运用Simulink模块 (14)3.1 一阶系统 (14)3.2 二阶系统 (18)第四章用Mat lab绘出Bode图和Nyquist图 (20)4.1 设计目的 (20)4.2 设计内容 (20)4.3 设计原理................................................... . (20)4.4 设计说明 (22)第五章波形的生成 (33)5.1 设计目的 (33)5.2 设计内容 (33)5.3 设计原理 (33)5.4 设计说明 (33)第六章结论 (36)参考文献... . (37)致谢.......................................................... .. (38)前言随着科学技术的发展使得各种系统的建构模型与仿真系统变得日益复杂起来。
如何快速有效地构建系统并进行系统仿真,已经成为各领域学者急需解决的核心问题。
特别是近几十年来,随着计算机技术的迅猛发展,仿真技术在各个领域都得到了广泛的应用与发展。
而MATLAB作为当前国际控制界最流行的面向工程与科学计算的高级语言,它可轻易地在现C或FORTRAN语言几乎全部的功能,并设计出功能强大、界面优美、稳定可靠的高质量程序来,而且编程效率和计算效率极高。
基于MATLAB的智能PID控制器设计与仿真摘要在工业生产中应用非常广泛的是PID控制器,是最早在经典控制理论基础上发展起来的控制方法,应用也十分广泛。
传统的PID控制器原理十分简单,即按比例、积分、微分分别控制的控制器,但是他的核心也是他的难点就是三个参数(比例系数Kp、积分系数Ki、微分系数Kd)的整定。
参数整定的合适,那么该控制器将凭借结构简单、鲁棒性好的优点出色的完成控制任务,反之则达不到人们所期望的控制效果。
人工神经网络模拟人脑的结构和功能而形成的信息处理系统,是一门十分前沿高度综合的交叉学科,并广泛应用于工程领域。
神经网络控制是把自动控制理论同他模仿人脑工作机制的数学模型结合起来,并拥有自学习能力,能够从输入—输出数据中总结规律,智能的处理数据。
该技术目前被广泛应用于处理时变、非线性复杂的系统,并卓有成效。
关键词自适应PID控制算法,PID控制器,神经网络Design and simulation of Intelligent PID Controllerbased on MATLABAbstractPID controller ,the control method which is developed on the basis of classical control theory, is widely used in industrial production.The Principle of traditional PID controller is very simple, which contains of the proportion, integral, differential three component, but its core task and difficulties is three parameter tuning(proportional coefficient Kp, integral coefficient Ki and differential coefficient KD).If the parameter setting is suitable, the controller can accomplish the control task with the advantages of simple structure and good robustness;but on the contrary, it can not reach the desired control effect which we what.Artificial neural network , the formation of the information processing system which simulate the structure and function of the human brain , is a very high degree of integration of the intersection of disciplines, and widely used in the field of engineering. Neural network control ,combining automatic control theory and the imitate mathematical model of the working mechanism of human brain , has self-learning ability, and can summarize the law of the input-output data , dealing with data intelligently .This technique has been widely used in the process of time-varying, nonlinear and complex system, and it is very effective.Key W ord:Adaptive PID control algorithm,PID controller,Neural network目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 课题研究背景及意义 (1)第二章 PID控制器 (2)2.1 PID控制原理 (2)2.2常规PID控制器的算法理论 (3)2.2.1 模拟PI D控制器 (3)2.2.2 数字P I D控制算法 (3)2.2.3常规PID控制的局限 (5)2.2.4 改进型PID控制器 (5)第三章人工神经网络 (8)3.1 人工神经网络的原理 (8)3.2神经网络PID控制器 (8)3.2.1神经元PID控制器 (8)3.2.2 单神经元自适PID应控制器 (9)3.3 BP神经网络参数自学习的PID控制器 (12)第四章MATAB仿真 (16)4.1 仿真过程 (16)第五章结论与展望 (24)致谢 (25)参考文献 (25)华东交通大学毕业设计(论文)第一章绪论1.1 课题研究背景及意义在工业生产中应用非常广泛的是PID控制器,是最早在经典控制理论基础上发展起来的控制方法,应用也十分广泛。
《MATLAB语言》课程论文基于MATLAB在高等数学基础部分中的应用姓名:**学号:********专业:********班级:********指导老师:******学院:************完成日期:2010.12.03MATLAB在高等数学基础部分中的应用(姓名 12010245280 2010级自动化1班)[摘要]计算机的发明是二十世纪四十年代的事情,经过几十年的发展,它已经成为一门复杂的工程技术学科,它的应用从国防、科学计算,到家庭办公、教育娱乐,无所不在。
它的分类从巨型机、大型机、小型机,到工作站、个人电脑,五花八门。
但是,无论怎样尖端,怎样高科技,从它诞生之日起,在许多人心目中它就是一部机器,一部冰冷的高速运算的机器。
从ENIAC揭开计算机时代的序幕,到UNIVAC成为迎来计算机时代的宠儿,不难看出这里发生了两个根本性的变化:一是计算机已从实验室大步走向社会,正式成为商品交付客户使用;二是计算机已从单纯的军事用途进入公众的数据处理领域,真正引起了社会的强烈反响。
随着计算机的日趋普及和计算机技术的发展.汁算机辅助教学逐渐称为一种重要的教学方式,Matlab是MathWorks公司出品的一款著名数学软件.是当今国际上科学界(尤其是自动控制领域)最具影响力、也是最有活力的软件。
它起源丁-矩阵运算,并已经发展成一种高度集成的计算机语言。
它提供r强大的科学运算、灵活的程序没计流程、高质肇的图形可视化与界面设计、便捷的与其他程序和语言接f1的功能:Matlab语言在各国高校与研究单位起着重大的作用。
应用Matlab进行高等数学的计算机辅助教学。
能够加深我们对所学高等数学知识的理解。
并应用数学软件进行计算,把我们从繁琐的计算中解脱出来。
MATLAB 和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。
它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。
MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
题目 : MATLAB 语言多项式计算的分析与概述 摘要 :数值计算在科学研究与工程应用中有着十分广泛的应用,MATLAB 向我们提供了标准的多项式的常用函数,包括求根、相乘、相除等。
这些功能在进行现代数字信号处理与分析时非常有用。
本文主要通过示例的形式分析与概述MATLAB 多项式计算的基本内容。
关键词 : 多项式 ;运算 ; 函数 ; 拟合 ; MATLAB 。
一、 引言 : MATLAB 是由MATH WORKS 公司推出的一种面向科学与工程的计算软件。
如今MATLAB 语言发展速度非常快,涉及十分广阔,本文主要讨论MATLAB 多项式的计算,可谓MATLAB 的冰山一角。
读者若要了解MATLAB 语言的更多知识还应多读多看他人著作。
二、 多项式计算 :1,多项式的创建方法 :在MATLAB 里:多项式由一个行向量表示,它的系数是按降序排列。
例如: 由1×N 的向量表示多项式,如用poly2sym()可以查看这个多项式。
(1)直接输入法在MATLAB 命令窗口中直接输入多项式的系数矢量,然后利用转换函数poly2sym 将多项式由系数矢量形式转换为符号新式。
(2)指令P=poly(AR)法若AR 是方阵,多项式P 是该方阵的特征多项式若AR=[a 1, a 2,…,a n-1,a n ],则AR 的元素认为是多项式P 的根如果A 为二维矩阵, poly(A)给出A 的特征多项式。
如果A 为一维矩阵, poly(A)表示由A 的元素为多项式的根所确定的多项式。
【例1】产生多项式的方法。
clear%方法一(由多项式的系数确定的多项式) p=[1 -2 3]%直接给出多项式p poly2sym(p)%给出p 多项式的表达式 %方法二(由矩阵所确定的多项式) a=[1 2;-2 4]]..[210n a a a a p =nn n n n a x a x a x a P ++++=-- (22110)ps=poly(a)%给出a的特征多项式poly2sym(ps)%给出ps多项式的表达式%方法三(由多项式的根确定的多项式)x=[-1 2]px=poly(x)%以x的元素为多项式的根确定的多项式。
poly2sym(px)%给出ps多项式的表达式运行结果为p =1 -2 3ans =x^2-2*x+3a =1 2-2 4ps =1 -5 8ans =x^2-5*x+8x =-1 2px =1 -1 -2ans =x^2-x-22.多项式函数的引用我们可以很方便地引用多项式函数(即求多项式的函数值)引用格式Y=polyval(px,x)这里,引用函数为polyval。
括号中,px为多项式的名,x为多项式自变量取值,Y为对应的函数值。
【例2】多项式函数的引用cleard=[-1 2]px=poly(d)y=polyval(px,4)%求多项式px在自变量等于4时的函数值x=-4:0.5:8yx=polyval(px,x)%求多项式px在自变量等于x序列时的函数值序列plot(x,yx)%作出两个变量的函数图a=roots(px)%求多项式px的根运行结果为d =-1 2px =1 -1 -2y =10x =Columns 1 through 6-4.0000 -3.5000 -3.0000 -2.5000 -2.0000 -1.5000 Columns 7 through 12-1.0000 -0.5000 0 0.5000 1.0000 1.5000 Columns 13 through 182.0000 2.50003.0000 3.50004.0000 4.5000 Columns 19 through 245.0000 5.50006.0000 6.50007.0000 7.5000 Column 258.0000yx =Columns 1 through 618.0000 13.7500 10.0000 6.7500 4.0000 1.7500 Columns 7 through 120 -1.2500 -2.0000 -2.2500 -2.0000 -1.2500 Columns 13 through 180 1.7500 4.0000 6.7500 10.0000 13.7500 Columns 19 through 2418.0000 22.7500 28.0000 33.7500 40.0000 46.7500 Column 2554.0000a =2-13.分式多项式的展开(1)传递函数:本质是将时域上的微分或积分方程进行Laplace 变换,结果是将时域问题变为频域问题求解,数学变换的关键是以及式中于是,传递函数一般是S 的多项式。
【例3】求一个RC 低通滤波器的幅频与相频特性图和转折频率。
%低通 r=100千欧 c=1微法 x=0:100;y=1./(j*0.1*x+1); A=abs(y); P=angle(y); g=abs(A-0.707); [a,b]=min(g) x0=x(b) PO=P(b) subplot(221) plot(x,A) subplot(222) plot(x,P) %转折频率为1/RC 运行结果为 a =1.0678e-004 b = 11 x0 = 10 PO = -0.7854s dtd =⎰=sdt 1ωj s =幅频 相频 (2)分子、分母多项式的单项展开留数定理:设函数在D 域内除有限个奇点外解析,在闭域D+C 上除这些点外连续,则有分子、分母多项式的单项展开在控制系统的分析中经常需要将由分母、分子多项式构成的传递函数进行部分展开,如)(......2211)()(s k bns anb s a b s a s B s A +-++-+-= 这时可以用[a,b,k]=residue(AN,BN)来进行分解。
这里,A 和B 为多项式,a 和b 是展开式的多项式,分别称为留数和残数。
AN 和BN 是A 和B 的系数。
K 为直行向量。
这对分析函数奇点非常有用。
【例4】请将)4)(3()2)(1(++++s s s s s进行部分分式展开。
>> AN=[1 3 2]; >> BN=[1 7 12 0]; >> [r,p,k]=residue(AN,BN) r = 1.5000 -0.6667⎰∑==cnk ka R i dz z f 1)(2)(π0.1667 p = -4 -3 0 k = [] 相当于原式为ss s 1667.036667.045.1++-++4.多项式的乘除与微分运算乘:conv(卷积) 除:deconv(解卷) polyder (微分) 【例5】计算)18)(32(++x x x cleara1=[1 0]; a2=[2 3]; a3=[1 18]; p1=conv(a1,a2) p2=conv(p1,a3)[p3,r]=deconv(p2,a3) conv(p3,a3)+r 运行结果为 p1 =2 3 0 p2 =2 39 54 0 p3 =2 3 0 r =0 0 0 0ans =2 39 54 0 >> poly2sym(ans) ans =2*x^3+39*x^2+54*x5.多项式的求根n 次多项式有n 个根,它们可以是实数、虚数或共扼复数。
MATLAB 中roots 用来求全部根。
如>> A=[6 1 0 3 1] A =6 1 0 3 1 >> roots(A) ans =0.4414 + 0.6980i 0.4414 - 0.6980i -0.7006 -0.34886. 多项式的曲线拟合1.用多项式函数去模拟一个离散数据的方法,称为多项式的曲线拟合。
2.方法:1)找出函数上的已知点系列。
2)由已知点系列确定多项式,即式中,P 为模拟的多项式,polyfit 为调用函数,x 和y 是已知点系列,n 是多项式的阶次。
(一般 n 越大越精确)【例6】用多项式去模拟一个正弦函数 clear x=0:0.1:6; y=sin(x); xx=0:6;),,(polyfit n y x pyy=sin(xx);a1=polyfit(xx,yy,3);y1=polyval(a1,x);a2=polyfit(xx,yy,4);y2=polyval(a2,x);a3=polyfit(xx,yy,5);y3=polyval(a3,x);subplot(231)plot(x,y,'-',x,y1,'.')subplot(232)plot(x,y,'-',x,y2,'.')subplot(233)plot(x,y,'-',x,y3,'.')结果为n=3 n=4 n=5可见,模拟情况与多项式的阶次有关。
但并不是拟合的阶次越高越好,一方面,提高阶次必然会增加计算量;另一方面,与数据点吻合的很好也不能说明拟合的结果准确会提高,高阶多项式对噪声(NOISE)敏感度较高,因此容易产生不准确的预测。
三、总结:MATLAB是一种以矩阵运算为基础的交换式程序语言,是专门针对科学和工程中计算和绘图的需求而开发的。
与其他计算机语言相比,具有简洁和智能化的特点,人机交互性能好,特别是它可以适应多种平台,并且随着计算机硬软件的更行而及时升级。
随着MATLAB版本的不断升级更新,它在基本课程教学、科学研究和工程应用中将发挥越来越大的作用。
参考文献:【1】《MATLAB基础及应用》155p、156p、157p、158p、159p、160p。
刘勍、温志贤,编著。
【2】《MATLAB基础及应用教程》周开利编著,北京大学出版社。