第3章__MATLAB程序设计

s 字符串可以是三种类型的符号之一，也可以是线型与颜色和定点标记 与颜色的组合； 如果没有 s 参数，plot 将使用缺省设置（实线，前七种颜色顺序着色） 绘制曲线； 在当前坐标系中绘图时，每调入一次绘图函数，MATLAB将擦掉坐标 系中已有的图形对象。可以用 hold on 命令在一个坐标系中增加新的图 形对象。注意MATLAB会根据新图形的大小，重新改变坐标系的比例。
plotyy 函数不能加入设置曲线线型、颜色及标出数据点的参数。
第3章 Matlab的图形功能
2.线型和颜色 plot 函数可以设置曲线的线段类型、定点标记和线段颜色。 常用的线段、颜色与定点标记参数
第3章 Matlab的图形功能
调用格式：plot(x,y,s) ，s 为类型说明参数，是字符串。
第3章 Matlab的图形功能
用命令 plot(y)绘曲线，其中 y=[5 3 4 9 0 2 3]。
y=[5 3 4 9 0 2 3]; plot(y)
用命令 plot(x,y)绘制函数 y=cos(x)在两个周期内的图形。
x=0:0.01:2*pi; y=cos(x); plot(x,y)
在同一图形窗口中用命令 plot(x,y)绘出正弦余弦函数的图形。
第3章 Matlab的图形功能
（1）掌握图形窗口的创建与控制，以及图形窗口的基本操 作； （2）熟练掌握二维和三维绘图基本的命令、着色、线型控 制； （3）初步掌握用特殊的图形来表现特殊数据的性质，如面 积图、直方图、饼图等。 （4）了解在极坐标、柱坐标和球坐标系下绘制图形。 （5）掌握坐标轴的控制和图形标注命令及其用法。 （6）了解句柄图形的概念和图形对象的结构层次、掌握图 形对象属性的获取及利用图形对象属性编辑器设置对象属性 的方法。 （7）掌握用 GUI 设计用户界面菜单对象和用户界面控制对 象的方法。

matlab控制系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能掌握MATLAB软件的基本操作，并运用其进行控制系统的建模与仿真。

2. 学生能理解控制系统的基本原理，掌握控制系统的数学描述方法。

3. 学生能运用MATLAB软件分析控制系统的稳定性、瞬态响应和稳态性能。

技能目标：1. 学生能运用MATLAB软件构建控制系统的模型，并进行时域和频域分析。

2. 学生能通过MATLAB编程实现控制算法，如PID控制、状态反馈控制等。

3. 学生能对控制系统的性能进行优化，并提出改进措施。

情感态度价值观目标：1. 学生通过课程学习，培养对自动化技术的兴趣和热情，提高创新意识和实践能力。

2. 学生在团队协作中，学会沟通与交流，培养合作精神和集体荣誉感。

3. 学生能认识到控制系统在现代工程技术中的重要作用，增强社会责任感和使命感。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，注重理论知识与实际应用相结合。

学生特点：学生具备一定的数学基础和控制理论基础知识，对MATLAB软件有一定了解。

教学要求：教师需采用案例教学法，引导学生运用MATLAB软件进行控制系统设计，注重培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。

同时，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。

二、教学内容1. 控制系统概述：介绍控制系统的基本概念、分类及发展历程，使学生了解控制系统的基本框架。

- 教材章节：第一章 控制系统概述2. 控制系统的数学模型：讲解控制系统的数学描述方法，包括微分方程、传递函数、状态空间方程等。

- 教材章节：第二章 控制系统的数学模型3. MATLAB软件操作基础：介绍MATLAB软件的基本操作，包括数据类型、矩阵运算、函数编写等。

- 教材章节：第三章 MATLAB软件操作基础4. 控制系统建模与仿真：利用MATLAB软件进行控制系统的建模与仿真，分析系统的稳定性、瞬态响应和稳态性能。

- 教材章节：第四章 控制系统建模与仿真5. 控制算法及其MATLAB实现：讲解常见控制算法，如PID控制、状态反馈控制等，并通过MATLAB编程实现。

指数和对数函数。在符号计算中，指数函数sqrt、exp、expm的使用 方法与数值计算的使用方法完全相同；对数函数在符号计算中只有 自然对数log（表示ln），而没有数值计算中的log2和log10。
复数函数。在符号计算中，复数的共轭conj、求实部real、求虚部 imag和求模abs函数与数值计算中的使用方法相同。但注意，在符号 计算中，MATLAB没有提供求相角的命令。
2．使用syms命令创建符号变量和符号表达式
语法：
syms（'arg1', ' arg2',…,参数） syms arg1 arg2 … 参数
%把字符变量定义为符号变量 %把字符变量定义为符号变量的简洁形式
说明：syms用来创建多个符号变量，以上两种方式创建的符号对象是相同的。参数设置和前面的sym命令 相同，省略时符号表达式直接由各符号变量组成。 【例3.2续】 使用syms命令创建符号变量和符号表达式。
>> syms x y real >> z=x+i*y; >> real(z) ans = x >> sym('x','unreal'); >> real(z) ans = x/2 + conj(x)/2
%创建实数符号变量 %创建z为复数符号变量 %复数z的实部是实数x
%清除符号变量的实数特性 %复数z的实部
符号运算中的运算符有以下2种。 （1）基本运算符。
① 运算符“”、“”、“*”、 “\”、“/”、“^”分别实现符号 矩阵的加、减、乘、左除、 右除、求幂运算。
② 运算符“.*”、“./”、“.\”、 “.^”分别实现符号数组的乘、 左除、右除、求幂，即数 组间元素与元素的运算。

3、其它子系统
可配置子系统，代表用 户定义库中的任意模块， 只能在用户定义库中使用。 函数调用子系统。
for循环
3）在一个仿真时间步长内，simulink可以多次进出一 个子系统。 原子子系统：
1）子系统作为一个“实际”的模块，需顺序连续执行。
2）子系统作为整体进行仿真。
3）子系统中的模块在子系统中被排序执行。
建立原子子系统：
1）先建立一空的原子子系统。
2）先建立子系统，再强制转换成原子子系统。
Edit/block parameters
在enabled subsystem
triggered subsystem
enabled and triggered subsystem中。
1）早期simulink版本中，enable和triggered信号需要从 signal&system中调用。
2）simulink后期版本中，在上述模块中含这两个信号。 3）一个系统中不能含多个enable和triggered信号。 4）其它子系统可看成某种形式的条件执行子系统。
3.4创建simulink模型（简单入门）
一、启用simulink并建立系统模型 启动simulink： （1）用命令方式：simulink （2）
二、simulink模块库简介 1、simulink公共模块库 Continuous（连续系统）
连续信号数值积分 输入信号连续时间积分
单步积分延迟，输出为前一输入
动态模型：描述系统动态变化过程
静态模型：平衡状态下系统特性值之间的关系
二、计算机仿真
1、仿真的概念
以相似性原理、控制理论、信息技术及相关领域 的有关知识为基础，以计算机和各种专用物理设备为工 具，借助系统模型对真实系统进行实验研究的一门综合 性技术。 2、仿真分类 实物仿真：建造实体模型 数学模型：将数学语言编制成计算机程序 半实体模型：数学物理仿真