第八章 9附录一 MATLAB 软件简介.docVIP

附录一 MATLAB 软件简介 MATLAB语言是美国Mathworks公司研制开发的大型计算软件，自1985年问世以来，特别是1993年4.x Windows版本的出现，使得MATLAB语言的使用获得了巨大的发展。它的强大的矩阵处理与运算功能、丰富的图形绘制能力深受用户的青睐。控制领域的研究者与工程技术人员对此给予了极大关注，国际上众多的知名学者在此基础上先后开发出一系列的相关工具箱(toolbox)，如控制系统工具箱(Control System Toolbox)、神经网络工具箱(Neural Network Toolbox)、系统辨识工具箱(Systerm Identification Toolbox)、最优化工具箱(Optimization Toolbox)、鲁棒控制工具箱(Robust Control Toolbox)等，以及集成在 MATLAB上的面向结构图的系统分析平台Simulink。从而使得MATLAB的功能得到了全面提高，几乎覆盖了控制领域各个研究分支，成为国际控制领域最为重要与流行的对控制系统进行分析研究的软件工具。本节将简要介绍一些MATLAB的最基本知识，为没有接触过MATLAN语言的控制领域的人员提供一定的基础知识。对于更加详细的内容请读者参阅相关的文献书籍与在线帮助。值得说明的是在本书前面各章节中提到的MATLAB是广义上的MATLAB含义，它将包括相关的工具箱等方面的知识与内容。 1 变量与附表达式 在MATLAB中变量名与C语言一样，要求以字母开头的字符串可以是字母、数字或下画线。例如， namestring， string_12等都是合法的变量名。变量名的长度以不超过 25个字符为限。在MATLAB中对变量名是区分大小写字母的，即同一个字母不同的大小写代附表着不同的变量。当用户在MATLAB工作空间输入一个新变量后，MATLAB将自动分配给该变量相应的内存，不需要在输入变量时加以声明。变量是MATLAB的基本运算单元，是其进行运算和编写程序的基础，由变量构成的基本语句就是赋值语句,其典型格式为 变量名=附表达式 下述示例给出了最简单的赋值语句,在MATLAB的命令窗口中输入 name_1= 4 则定义了一个变量name＿1，并实现了对它的赋值，这可以通过在命令窗口上键入该变量名来检查变量是否已经被定义和赋值。得到结果为 name_1= 4 上例证实了变量name_1已经建立并且已被赋值。在MATLAB的变量中有一类变量允许作用在多个函数中，这类变量就是全局变量。对于全局变量是需要声明的，即在该变量名前冠以关键宇“global”，如在命令窗口键入 global HE HE=0.124; 则这样HE就变成了全局变量。 如果需要求解一个附表达式并将运算结果存于某一变量，可由下述语句实现 A=3*16+10-27/3 运行上述语句可得到 A= 49 若直接输入附表达式，而没有将运算结果赋值给变量，MATLAB将自动将结果存于内部 “ans”中并加以显示，例如输入 3*16＋10-27/3 运行得到 ans ＝ 49 如果在表达式的最后应用“；’结束，虽然不会影响对变量赋值的结果，但运算结果将不在屏幕上显示。 另外MATLAB自身具有一些内部常数或准内部变量(函数)，允许用户直接加以使用，如附表1-1 所示。 附表1-1内部常数与变量 内部常数(函数)名 功 能 内部常数(函数)名 功 能 i 虚数单位 flops 计算浮点运算次数 j 虚数单位 clock 时间 pi 圆周率 date 日期 inf 无穷大 tic,toc 时间间隔 nan 不定值 etime 时间间隔 2 基本运算符 MATLAB语言具有强大的运算功能，它能够为用户提供所需计算的各种算术与逻辑运算。附表1－2给出了MATLAB的主要算术与逻辑关系运算符及其相应的功能解释。 附表1-2 算术与逻辑运算符 运算符 功能解释 运算符 功能解释 + 加 == 等于 - 减 ~= 不等于 * (矩阵)乘 大于 .*