MATLAB實訓(xùn)報告

1、徐律 1002100405電氣工程學(xué)院自動化102班 2012年12月21日實驗一 matlab環(huán)境的熟悉與基本運算一、實驗?zāi)康?熟悉matlab開發(fā)環(huán)境2掌握矩陣、變量、表達(dá)式的各種基本運算二、實驗基本知識1. 熟悉matlab環(huán)境matlab桌面和命令窗口、命令歷史窗口、幫助信息瀏覽器、工作空間瀏覽器、文件和搜索路徑瀏覽器。2. 掌握matlab常用命令3. matlab變量與運算符 變量命名規(guī)則如下：（1） 變量名可以由英語字母、數(shù)字和下劃線組成 （2） 變量名應(yīng)以英文字母開頭 （3） 長度不大于31個 （4） 區(qū)分大小寫matlab中設(shè)置了一些特殊的變量與常量，列于下表。matlab運

2、算符，通過下面幾個表來說明matlab的各種常用運算符表2 matlab算術(shù)運算符表3 matlab關(guān)系運算符表4 matlab邏輯運算符表5 matlab特殊運算4. matlab的一維、二維數(shù)組的尋訪表6 子數(shù)組訪問與賦值常用的相關(guān)指令格式5. matlab的基本運算表7 兩種運算指令形式和實質(zhì)內(nèi)涵的異同表6. matlab的常用函數(shù)表8 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)組生成函數(shù)表9 數(shù)組操作函數(shù)三、實驗內(nèi)容1、新建一個文件夾（自己的名字命名）2、啟動matlab6.5，將該文件夾添加到matlab路徑管理器中。 3、保存，關(guān)閉對話框4、學(xué)習(xí)使用help命令，例如在命令窗口輸入help eye，然后根據(jù)幫助說明，

3、學(xué)習(xí)使用指令eye（其它不會用的指令，依照此方法類推）6、初步程序的編寫練習(xí)，新建m-file，保存（自己設(shè)定文件名，例如exerc1、exerc2、exerc3?），學(xué)習(xí)使用matlab的基本運算符、數(shù)組尋訪指令、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)組生成函數(shù)和數(shù)組操作函數(shù)。注意：每一次m-file的修改后，都要存盤。練習(xí)a：（2） 學(xué)習(xí)使用clc、clear，了解其功能和作用。答：clc是清除命令窗體內(nèi)容 clear是清除工作區(qū)間（3） 輸入c=1:2:20，則c（i）表示什么？其中i=1,2,3,?,10。由實驗結(jié)果可以得知，c=1:2:20是產(chǎn)生從1到20累加2取數(shù)得到一個數(shù)組c，依次為1、3、5?17、19。c（

4、i）表示的是數(shù)組中的第幾個數(shù)。篇二：matlab實習(xí)報告電氣信息工程學(xué)院計算機(jī)仿真課程實習(xí)報告課題名稱：基于matlab的過程控制系統(tǒng)的設(shè)計專 業(yè)：姓 名：班級學(xué)號：指導(dǎo)教師：成 績：二一一年六月二十四日目 錄1. matlab簡介 . 11.1. matlab的特點 . 11.2. matlab的功能 . 11.3. matlab語言的優(yōu)點 . 22. 計算機(jī)仿真課程實習(xí)的目的 . 23. 過程控制系統(tǒng)的設(shè)計 . 23.1. 過程控制系統(tǒng)的性能分析 . 23.2. pid控制器的設(shè)計 . 33.2.1. pid控制器的基本原理 . 33.2.2. pid控制器參數(shù)的整定 . 53.2.3.

5、仿真及結(jié)果分析 . 73.3. smith預(yù)估補(bǔ)償器的設(shè)計 . 83.3.1. smith預(yù)估補(bǔ)償器的基本原理. 83.3.2. 仿真及結(jié)果分析 . 84. 計算機(jī)仿真課程實習(xí)的心得體會 . 95. 參考文獻(xiàn). 101. matlab簡介matlab是美國math works公司推出的一個高性能的數(shù)值計算和可視化軟件，它集數(shù)值分析、矩陣運算、信號處理和圖形顯示于一體，構(gòu)成了一個方便的、界面友好的用戶環(huán)境。 matlab的推出得到了各個領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，其強(qiáng)大的擴(kuò)展功能為各個領(lǐng)域的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。由各個領(lǐng)域的專家學(xué)者相繼推出了matlab工具箱，其中控制類的主要有信號處理、控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、圖像

6、處理等。借助matlab的這些工具箱，人們可直觀、方便地進(jìn)行分析、計算及設(shè)計工作，從而大大節(jié)省了時間，并能很快地設(shè)計出更多的解決方案來確保未來更多的技術(shù)需要。matlab名字由matrix和 laboratory 兩詞的前三個字母組合而成。20世紀(jì)七十年代后期時任美國新墨西哥大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系主任的cleve moler教授出于減輕學(xué)生編程負(fù)擔(dān)的動機(jī)，為學(xué)生設(shè)計了用fortran編寫的萌芽狀態(tài)的matlab。經(jīng)幾年的校際流傳，在little的推動下，由little、moler、steve bangert合作，于1984年成立mathworks公司，并把matlab正式推向市場。1.1. matl

7、ab的特點功能強(qiáng)大的數(shù)值運算語言簡潔緊湊先進(jìn)的資料視覺化功能開放及可延伸的架構(gòu)豐富的程式工具箱移植性和開放性好語句簡單，內(nèi)涵豐富高效方便的矩陣和數(shù)組運算方便的繪圖功能1.2. matlab的功能matlab可以進(jìn)行矩陣運算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序等，主要應(yīng)用于工程計算、控制設(shè)計、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設(shè)計與分析等領(lǐng)域。1.3. matlab語言的優(yōu)點用matlab編程運算與人進(jìn)行科學(xué)計算思路和表達(dá)方式一樣，所以用matlab進(jìn)行運算和在草稿紙上演算數(shù)學(xué)題一樣方便。matlab既像一種萬能的，科學(xué)的數(shù)學(xué)運算“演算紙”，又像一種萬能的計

8、算器一樣方便快捷。matlab大大降低了對使用者的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和計算機(jī)語言知識的要求，即使用戶不懂c或fortran這樣的程序設(shè)計語言，也可使用matlab輕易地再現(xiàn)c或fortran語言幾乎全部的功能，從而設(shè)計出功能強(qiáng)大，界面好，穩(wěn)定可靠的程序，編程效率和計算效率極高。2. 計算機(jī)仿真課程實習(xí)的目的（1）、熟悉matlab語言的使用，學(xué)習(xí)并掌握程序的編寫和調(diào)試過程。（2）、采用matlab完成控制系統(tǒng)的建立、分析和設(shè)計仿真，了解和掌握matlab對控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計的原理。3. 過程控制系統(tǒng)的設(shè)計3.1. 過程控制系統(tǒng)的性能分析原系統(tǒng)simulink仿真模型框圖：圖3-1單位階躍響應(yīng)曲線3.2

9、.3.3.10.8輸出0.60.40.2001020304050時間60708090100圖3-2延遲環(huán)節(jié)對系統(tǒng)性能的影響：當(dāng)過程控制系統(tǒng)存在大純延遲環(huán)節(jié)時，會使系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程式包含純延遲因子，這就必然導(dǎo)致系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低。特別是，當(dāng)延遲時間足夠長時，還可能造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。結(jié)論：由圖象可知，原系統(tǒng)超調(diào)量較大，調(diào)節(jié)時間長，穩(wěn)定性較差，需要通過設(shè)計使系統(tǒng)響應(yīng)更加迅速。3.4. pid控制器的設(shè)計3.4.1. pid控制器的基本原理pid 控制器是一個在工業(yè)控制應(yīng)用中常見的反饋回路部件。這個控制器把收集到的數(shù)據(jù)和一個參考值進(jìn)行比較，然后把這個差別用于計算新的輸入值，這個新的輸入值的目的是可以讓

10、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)達(dá)到或者保持在參考值。和其他簡單的控制運算不同，pid控制器可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和差別的出現(xiàn)率來調(diào)整輸入值，這樣可以使系統(tǒng)更加準(zhǔn)確，更加穩(wěn)定?？梢酝ㄟ^數(shù)學(xué)的方法證明，在其他控制方法導(dǎo)致系統(tǒng)有穩(wěn)定誤差或過程反復(fù)的情況下，一個pid反饋回路卻可以保持系統(tǒng)的穩(wěn)定。篇三：matlab實驗報告matlab程序設(shè)計語言實驗報告姓 名 _學(xué) 號 _日 期 _實驗一 matlab的基本使用一、 實驗?zāi)康?. 了解matalb程序設(shè)計語言的基本特點，熟悉matlab軟件的運行環(huán)境；2. 掌握變量、函數(shù)等有關(guān)概念，掌握m文件的創(chuàng)建、保存、打開的方法，初步具備將一般數(shù)學(xué)問題轉(zhuǎn)化為對應(yīng)計算機(jī)模型處理的能力；3.

11、 掌握二維圖形繪制的方法，并能用這些方法實現(xiàn)計算結(jié)果的可視化。二、 matlab的基礎(chǔ)知識通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)基本掌握以下的基礎(chǔ)知識：一. matlab簡介二. matlab的啟動和退出三. matlab使用界面簡介四. 幫助信息的獲取五. matlab的數(shù)值計算功能六. 程序流程控制七. m文件八. 函數(shù)文件九. matlab的可視化三、上機(jī)練習(xí)1. 仔細(xì)預(yù)習(xí)第二部分內(nèi)容，關(guān)于matlab的基礎(chǔ)知識。2. 熟悉matlab環(huán)境，將第二部分所有的例子在計算機(jī)上練習(xí)一遍?123?987?3、已知矩陣a?456,b?654。求a*b，a .* b，比較二者結(jié)?789?321?果是否相同。并利用ma

12、tlab的內(nèi)部函數(shù)求矩陣a的大小、元素和、長度以及最大值。解：>> a=1 2 3;4 5 6;7 8 9;>> b=9 8 7;6 5 4;3 2 1;>> a*bans =30 24 1884 69 54138 114 90>> a.*bans =9 16 2124 25 2421 16 9 兩者結(jié)果不同>> m,n=size(a)m =3n =3>> b=sum(a)b =12 15 18>> a=length(a)a =3>>max(a)ans =7 8 94、fibonacci數(shù)組的元素滿

13、足fibonacci規(guī)則：ak?21） 在命令窗口中完成；2） 利用m文件完成；3） 自己定義一個函數(shù)文件，并在命令窗口中調(diào)用該函數(shù)完成。 ?ak?ak?1,(k?1,2,?)；且a1?a2?1。現(xiàn)要求該數(shù)組中第一個大于10000的元素。解>> a1=1;>> a2=1;>> b=0;>> while b<10000b=a1+a2;a1=a2;a2=b;end>> bb =109465.在同一個圖形窗口的兩個子窗口中分別畫出?虛線）和x) x)（紅色、48?（藍(lán)色、星號）的波形。要求有標(biāo)題，x、y軸有標(biāo)注。解：>>

14、x=-10:0.1:10;y1=cos(pi/4)*x);subplot(2,2,1),plot(x,y1,r:)xlabel(x1)ylabel(y1=cos(pi/4)*x)title(余弦函數(shù))>> x=-10:0.1:10;y2=cos(pi/8)*x);subplot(2,2,2),plot(x,y1,b-.p)xlabel(x2)ylabel(y2=cos(pi/8)*x)title(余弦函數(shù))圖形：四、1、2、3、五、簡述本次實驗的體會和建議。 思考題 在語句末加分號“；”和不加分號有什么區(qū)別？ m文件和函數(shù)文件有什么異同之處？ 矩陣乘（*）和數(shù)組乘（.*）有何不同？

15、實驗二 信號的表示及可視化一、實驗?zāi)康?. 掌握連續(xù)信號的matlab表示方法（表達(dá)式及圖形描述）；2. 掌握離散序列的matlab表示方法（表達(dá)式及圖形描述）；二、實驗原理在matlab中通常用兩種方法來表示信號，一種是向量表示信號，另一種則是用符號運算的方法來表示信號。用適當(dāng)?shù)膍atlab語句表示出信號后，我們就可以利用matlab的繪圖命令繪出直觀的信號波形。（一.） 連續(xù)時間信號的表示及可視化1. 向量表示法：對于連續(xù)時間信號f(t)，我們可以用兩個行向量f和t來表示，其中t向量是形如t=t1:p:t2的matlab命令定義的時間范圍向量，t1為信號起始時間，t2為終止時間，p為時間間

16、隔。向量f為連續(xù)信號f(t)在向量t所定義的時間點上的樣值。2. 符號運算表示法：如果信號可以用一個符號表達(dá)式來表示它，則我們可用ezplot命令繪制出信號的波形。3. 常用連續(xù)信號的表示1）單位階躍信號單位階躍信號的定義為：?(t)?1t?0?0t?0一種得到單位階躍信號的方法是在matlab的symbolic math toolbox中調(diào)用單位階躍函數(shù)heaviside，這樣可方便地表示出單位階躍信號。但是，在用函數(shù) ezplot實現(xiàn)其可視化時，就出現(xiàn)一個問題：函數(shù)ezplot只能畫出既存在于symbolic math工具箱中，又存在于總matlab工具箱中的函數(shù)，而heaviside函數(shù)

17、僅存在symbolic math toolbox中，因此，就需要在自己的工作目錄work下創(chuàng)建heaviside的m文件，該文件如下：function f=heaviside(t)f=(t>0); %t>0時f為1，否則為0正確定義出該函數(shù)并保存運行后，就可調(diào)用該函數(shù)了。（二.） 離散時間信號的表示及可視化1. 一般離散信號的表示：一般說來，離散時間信號用f(k)表示，其中變量k為整數(shù)，代表離散的采樣時間點。在matlab中，用一個向量f即可表示一個有限長度的序列。但是，這樣的向量并沒有包含其對應(yīng)的時間序號信息。所以，要完整地表示離散信號需要用兩個向量。2. 典型離散序列的表示篇四

18、：matlab實訓(xùn)報告matlab語言編程實訓(xùn)報告題目年 級 2008 專 業(yè) 電子信息工程目錄第一章 緒論 . 21.1 本設(shè)計課題目的及意義，重點解決的問題 . 21.1.1 matlab在信號與系統(tǒng)中應(yīng)用的目的及意義 . 21.1.2 重點解決的問題 . 21.2 課題的社會和技術(shù)背景 . 21.3 實現(xiàn)的具體功能 . 3第二章 課題的基本概念和原理 . 42.1. matlab的概念 . 42.2. 信號與系統(tǒng)的概念 . 42.3. 信號與系統(tǒng)分析的基本內(nèi)容與方法 . 52.4. 離散系統(tǒng)的基本概念 . 63. 5連續(xù)系統(tǒng)模型及表示 . 6第三章 系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn) . 74. 1采用的軟

19、件及開發(fā)平臺 . 74.1. 1系統(tǒng)設(shè)計軟件 . 7開發(fā)平臺和編程環(huán)境 . 75. 2系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計 . 85.1. 1建模 . 85.2. 2解決方法 . 96. 3系統(tǒng)設(shè)計的亮點 . 9第四章 結(jié)束語 . 10參考文獻(xiàn) . 11第一章 緒論1.1 本設(shè)計課題目的及意義，重點解決的問題1.1.1 matlab在信號與系統(tǒng)中應(yīng)用的目的及意義matlab在信號與系統(tǒng)中應(yīng)用能夠讓學(xué)生熟悉matlab軟件平臺、工具箱、高效的數(shù)值計算及符號計算功能。熟悉matlab軟件的信號處理編程方法和結(jié)果的可視化。了解數(shù)字信號處理的計算機(jī)仿真方法。進(jìn)一步加深對信號與系統(tǒng)的基本原理、方法及應(yīng)用的理解。matlab軟

20、件具有強(qiáng)大的數(shù)值分析和計算結(jié)果可視化的功能.運用matlab軟件,通過一個應(yīng)用實例,將信號與系統(tǒng)課程的理論與實踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合,有效地解決了教學(xué)中的難點問題,說明了matlab軟件在信號與系統(tǒng)課程的實踐教學(xué)中具有重要的實際意義1.1.2 重點解決的問題matlab的基本使用方法，matlab的預(yù)定義函數(shù)，如何用matlab繪圖，如何在matlab中編程，基于matlab的矩陣運算、符號運算、數(shù)值分析等。1.2 課題的社會和技術(shù)背景長期以來，“信號與系統(tǒng)”課程一直采用黑板式的單一的教學(xué)方式，學(xué)生僅依靠做習(xí)題來鞏固和理解教學(xué)內(nèi)容，對課程中大量的應(yīng)用性較強(qiáng)的內(nèi)容不能實際動手設(shè)計、調(diào)試、分析，嚴(yán)重影響

21、和制約了教學(xué)效果。由于黑板式教學(xué)，課程中大量信號分析結(jié)果缺乏可視化的直觀表現(xiàn)，學(xué)生自己設(shè)計的系統(tǒng)也不能直觀的得到系統(tǒng)特性的可視化測試結(jié)果，學(xué)生將大量的精力和時間用于繁雜的手工教學(xué)運算，而未理解所得結(jié)果在信號處理中的實際應(yīng)用。因此，該課程迫切需要進(jìn)行教學(xué)方法和手段的改革，即在改進(jìn)教學(xué)方法和調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的同時，實現(xiàn)在實驗環(huán)境中，以計算機(jī)為輔助教學(xué)手段，用信號分析的軟件幫助學(xué)生完成數(shù)值計算、信號與系統(tǒng)分析的可視化建模即仿真調(diào)試，培養(yǎng)學(xué)生主動獲取知識和獨立解決問題的能力，為學(xué)習(xí)后繼專業(yè)課打下堅實的基礎(chǔ)。國際上公認(rèn)的優(yōu)秀科技應(yīng)用軟件matlab的出現(xiàn)給“信號與系統(tǒng)”課程的計算機(jī)輔助教學(xué)帶來了福音，是利用

22、計算機(jī)輔助學(xué)生完成“信號與系統(tǒng)”課程的數(shù)值計算、信號與系統(tǒng)分析的可視化建模即仿真調(diào)試成為可能。該軟件由公司于1984年推出，經(jīng)過十幾年的發(fā)展和完善，目前已成為科技界最流行的應(yīng)用軟件。它的主要特點是：（1） 高效的數(shù)值計算及符號計算功能，使用戶從繁雜的數(shù)學(xué)運算分析中解脫出來。（2） 完善圖像處理功能，實現(xiàn)計算結(jié)果和編程的可視化。（3） 友好的用戶界面即接近數(shù)學(xué)表達(dá)式的自然化語言，使學(xué)著易于學(xué)習(xí)和掌握。（4） 功能豐富的應(yīng)用工具箱（如信號處理工具箱），為用戶提供了大量方便實用的處理工具。matlab的上述特點,使他深受工程技術(shù)人員及科技專家的歡迎，并很快成為應(yīng)用科計機(jī)輔助分析設(shè)計、仿真、教學(xué)等領(lǐng)域

23、不可缺少的基礎(chǔ)軟件。目前，在國外高校，matlab已成為本科生、研究生必須掌握的基礎(chǔ)軟件，國內(nèi)一些理科院校也已經(jīng)或正把matlab作為學(xué)生必須掌握的一種軟件。近年來國內(nèi)大專院校的計算機(jī)應(yīng)用環(huán)境和設(shè)備均有了較大的完善，許多學(xué)生家庭擁有個人計算機(jī)。這使得matlab應(yīng)用的硬件有了保證。同時matlab教學(xué)版的推出也大大促進(jìn)了matlab的推廣使用。1.3 實現(xiàn)的具體功能自上而下的編程方法，不僅適用于編程，而且適用于我們做事。具體步驟為:首先對你所面臨的問題進(jìn)行精確描述，即你遇到的到底是什么問題。然后定義輸入輸出量，即我們的目的和現(xiàn)有的條件。之后設(shè)計算法，逐層分解，逐步求精，這是做事謀的一個過程，大

24、部分人做事出錯就在這個地方，懶得到逐層分解，逐步求精，總是妄想一步登天。再把算法轉(zhuǎn)化為matlab語言，這一步是踏踏實實做的過程，沒有這一步你什么也做不成。最后檢測程序，我們做的東西是否正確，不正確檢測錯誤。這一步是需要耐心的，不要怕錯誤，每一次檢測都會讓你提高。做事時，不要因一些錯誤而停止不前。該課題研究的是線性時不變系統(tǒng)的一般數(shù)學(xué)模型和求解方法。具體為描述一個二階線性時不變連續(xù)系統(tǒng)的微分方程，然后求出系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)。第二章 課題的基本概念和原理2.1 matlab的概念1matlab 為美國mathworks公司1984年正式推出的一套高性能的數(shù)值分析和計算軟件，其功能不斷擴(kuò)充，版本不斷

25、升級，1992年推出劃時代的4.0版，1993年推出了可以配合microsoft windous使用的微機(jī)版，95年4.2版，97年5.0版，99年5.3版，5.x版無論是界面還是內(nèi)容都有長足的進(jìn)展，其幫助信息采用超文本格式和pdf格式，可以方便的瀏覽。至2001年6月推出6.1版，2002年6月推出6.5版，繼而推出版, 2004年7月matlab7和simulink6.0被推出，目前的最新版本為7.1版。matlab將矩陣運算、數(shù)值分析、圖形處理、編程技術(shù)結(jié)合在一起，為用戶提供了一個強(qiáng)有力的科學(xué)及工程問題的分析計算和程序設(shè)計工具，它還提供了專業(yè)水平的符號計算、文字處理、可視化建模仿真和實時

26、控制等功能，是具有全部語言功能和特征的新一代軟件開發(fā)平臺。6.1. 信號與系統(tǒng)的概念2信號(signal)的概念廣泛地出現(xiàn)在各個領(lǐng)域中，它以各種各樣的形式表現(xiàn)且攜帶著特定的信息。古戰(zhàn)場曾以擊鼓鳴金傳達(dá)前進(jìn)或撤退的命令，更以烽火作為信號傳遞敵人進(jìn)犯的緊急情況。近代，信號的利用更是涉及力、熱、聲、光、電等諸多方面。就其基本含義而言，信號是用來傳遞某種消息或信息的物理形式。在通信技術(shù)中，通常把語言、文字、圖像或數(shù)據(jù)等統(tǒng)稱為消息(message)，信號是消息的表現(xiàn)形式或運載工具，而消息則是信號的具體內(nèi)容，消息蘊涵于信號之中。與信號密切相關(guān)的更廣義的概念是信息(information)。信號一般可表示為

27、一個或多個變量的函數(shù)。例如，鍋爐的溫度可表示為溫度隨時間變化的函數(shù)；語音信號可表示為聲壓隨時間變化的函數(shù)；一張黑白圖片可表示為灰度隨二維空間變量變化的函數(shù)。篇五：matlab軟件實訓(xùn)報告matlab軟件實訓(xùn)報告摘 要matlab是一套功能強(qiáng)大的工程技術(shù)數(shù)值運算和系統(tǒng)仿真軟件，它具有矩陣運算、數(shù)字信號處理、仿真建模、系統(tǒng)控制和優(yōu)化等功能，simulink是matlab提供的一種可視化仿真模型庫，它使用戶能夠以模塊化設(shè)計的方式完成系統(tǒng)的建模和仿真，是科學(xué)研究和工程技術(shù)人員的得力助手。關(guān)鍵詞matlab；運算；編程；作圖；simulink系統(tǒng)仿真正 文matlab因其強(qiáng)大的功能而在世界范圍內(nèi)得以流行

28、，特別是在工程領(lǐng)域的應(yīng)用最為廣泛。matlab是一種面向科學(xué)與工程的高級語言，由于其集成了許多領(lǐng)域的工具箱，因此又被稱為“巨人肩上的工具”。matlab 語言是當(dāng)今國際上科學(xué)界 (尤其是自動控制領(lǐng)域) 最具影響力、也是最有活力的軟件。它起源于矩陣運算，并已經(jīng)發(fā)展成一種高度集成的計算機(jī)語言。它提供了強(qiáng)大的科學(xué)運算、靈活的程序設(shè)計流程、高質(zhì)量的圖形可視化與界面設(shè)計、便捷的與其他程序和語言接口的功能。matlab 語言在各國高校與研究單位起著重大的作用。一、matlab語言簡介及軟件組成matlab是集數(shù)值計算、符號運算及圖形處理等強(qiáng)大功能于一體的科學(xué)計算語言。作為強(qiáng)大的科學(xué)計算平臺，它幾乎能夠滿足

29、所有的計算需求。matlab為用戶提供了具有條件控制、函數(shù)調(diào)用、數(shù)據(jù)輸入輸出及面向?qū)ο蟮忍匦缘母邔拥?、完備的編程語言。matlab語言語法簡單，程序調(diào)試和維護(hù)容易，其編程效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于basic、piscal及c等高級語言。新版本的matlab語言是基于最為流行的c語言基礎(chǔ)上的，因此語法特征與c語言極為相似，而且更加簡單，更加符合科技人員對數(shù)學(xué)表達(dá)式的書寫格式。使之更利于非計算機(jī)專業(yè)的科技人員使用。具有可移植性好、可擴(kuò)展性極強(qiáng)等特點，是最為普遍的計算仿真工具之一，所以我們有必要了解和掌握matlab這門語言工具。matlab總體上由三大部分構(gòu)成，第一部分matlab系統(tǒng)，第二部分是simulin

30、k,第三部分是toolboxes（工具箱）。matlab的系統(tǒng)是matlab的核心，它包括matlab語言、matlab工作環(huán)境、句柄圖形、matlab數(shù)學(xué)函數(shù)庫和應(yīng)用程序接口等。simulink是用于動態(tài)系統(tǒng)仿真的交互系統(tǒng)，它可以對各種動態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和分析。以simulink為核心開發(fā)的應(yīng)用程序集是blocksets(模塊庫)，它提供了多種多樣的功能模塊。matlab的工具箱是用來解決各個特定領(lǐng)域問題的函數(shù)庫，其內(nèi)容非常廣泛，包括控制、通信、信號處理、圖像處理、金融、地理等科學(xué)研究的各個領(lǐng)域。matlab最初是單純用于開發(fā)矩陣計算的，但經(jīng)過這些年的迅速發(fā)展，matlab已經(jīng)成為一種高

31、速的工程計算語言，在數(shù)值計算、數(shù)據(jù)處理、自動控制、圖像處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波分析等方面應(yīng)用廣泛。matlab還采用了一組被稱為工具箱的特殊應(yīng)用解答集。matlab的工具箱能夠解決許多特殊的問題，例如，信號處理、自動控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、小波變換、系統(tǒng)仿真等。二、matlab運算在matlab中，所有運算使用的數(shù)據(jù)都是以數(shù)組的形式出現(xiàn)的。最基本的是雙精度數(shù)組，包括標(biāo)量（11的矩陣）、行向量（1m）矩陣、列向量（1m）矩陣、矩陣、多維數(shù)組，以及字符串?dāng)?shù)組、單元數(shù)組、結(jié)構(gòu)數(shù)組等。對matlab的數(shù)組可以進(jìn)行基本的算數(shù)運算、邏輯運算、關(guān)系運算等。matlab還提供了大量的函數(shù)，使得許多的復(fù)雜數(shù)學(xué)運算

32、都可以用簡單的matlab語句來實現(xiàn)。而單元數(shù)組和結(jié)構(gòu)數(shù)組的使用，更增加了matlab處理數(shù)據(jù)的靈活性。1、用冒號算符生成行向量1,2,3,4,5。在窗口命令中輸入：>>a=1:5運行后顯示：a=1. 2 3 4 52、多維數(shù)組的輸入。在窗口命令中輸入：>>a(:,:,1)=1,2,3;4,5,6;>>a(:,:,2)=7,8,9;10,11,12;>> a運行后顯示：a(:,:,1) =1. 2 34 5 6a(:,:,2) =7 8 910 11 123、矩陣的加法在窗口命令中輸入：>> a=1 3 5; 2 4 6,b=-1 0

33、 1;3 6 9,c=a+b運行后顯示：a =1. 3 52. 4 6b =- 1 0 13 6 9c =0 3 65 10 154、matlab求絕對值法。找出數(shù)組 a=-4 -2 0 2 4;-3 -1 1 3 5中所有絕對值大于3的元素。在命令窗口中輸入：>> a=-4 -2 0 2 4;-3 -1 1 3 5;>> m,n=find(abs(a)>3)運行后顯示：m = 1 1 2n = 1 5 55、matlab誤差的基本性質(zhì)與處理。已知24.674,24.675,24.673,24.676,24.671,24.688,24.672,24.674八個測量

34、結(jié)果通過matlab求其粗大誤差和方差。x=24.674,24.675,24.673,24.676,24.671,24.688,24.672,24.674;% 列出測量列的值geshux=length(x); %求出被測量值的個數(shù)pingjunx=sum(x)/geshux; %求出平均數(shù)v=x-pingjunx; %求出參與誤差sumv=sum(v); %算術(shù)平均值的計算校核（求殘余誤差之和） if(abs(sumv)>geshux*0.001/2)endfangcha=(sum(v.2)/(geshux-1).(1/2); %求方差j=0;for i=1:geshux %判別粗大誤差

35、，如果有粗大誤差則去除粗大誤差。 if (abs(x(1,i)-pingjunx)>2*fangchaflag=1j=j+1;chucha(1,j)=x(1,i);for k=i:(geshux-1)x(1,k)=x(1,(k+1);endgeshux=geshux-1;endend %得到的去除粗大誤差之后的測量值個數(shù)保存在geshux里。 geshuy=geshux; %重新建立一個矩陣y。if j>0 %如果粗差的個數(shù)大于1（存在粗差），則重新計算均值和方差， for i=1:geshuy %并且把剔除粗差后的數(shù)據(jù)保存在新數(shù)組y里。 y(i)=x(1,i);endchuchapingjuny=sum(y)/geshuy;v=y-pingjuny;sumv=sum(v);if(abs(sumv)>geshuy*0.001/2)flag1=1endfangcha=(sum(v.2)/(geshuy-1).(1/2);end %粗大誤差保存在cucha里jzfangcha=fangcha/(geshux.0.5); %算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)差保存在jzfangcha里。limerror=