“草稿纸”MBTLAB

Author: 张卫海 Date: 1998年 第26期 15版

  MATLAB是控制系统的一种分析和仿真工具。在国外,尤其是在美国,各著名大学在80年代末就已把MATLAB列入电气工程类专业课程的教学计划。成为大学生和研究生必修课程和实验环境中必须掌握的工具。
  与早期的版本相比,目前的版本MATLAB 4.X,在建立向量、数组和矩阵方面,使用更方便,界面更友好。输出结果可视化,深受用户的欢迎。它的应用也由最初的自动控制领域逐步向信号处理、图像处理以及工程问题求解等领域发展。
  运行MATLAB会在计算机屏幕创建一个或多个窗口。其中,命令窗口是用户与MATLAB进行交互的主要场所(Matlab Command Window),如^261501a^所示。
#1  一、数学运算
  如同一个计算器,MATLAB 做到与“草稿纸”一样,用户输入式子,便输出结果。
  如:>>4*25+6*22+2*99 注:>>代表光标处
  ans=
  430
  有时我们遇到不容易求解问题.如:x**4-12X**3+0X**2+116=0的根,注:**为乘方
  >>p=[1  -12  0  25  116]
  >>r=roots(p)
  r=11.7473
  2.7028
  -1.2251+1.4672 i
  -1.2251-1.4672 i
  是不是很方便! MATLAB能为你求解:数组和矩阵的各类运算、多项式的根、乘法、除法、加法、减法、微分、积分和傅立叶变换等运算。
#1  二、数值分析
  面对一堆纷繁数据,你不得不花很多精力用高级语言编程序求解,但如果你拥有了MATLAB,这个过程就简单多了。瞧三个城市某月的最高温度变化分析,只需输入简单的几行,就可得出结果(如^261501b^所示)。
  >>temps1=[
  12  15  12  14   12  11   15   8   19   12   14   11   9   8   15   8   10   129   12   12   10   139  10   14   12  13  15  13   12;8  9   5  86  9   9  10   77  10   8   7  88   9   7   7   88   8   9   12  10   6   7   5   7  10  11  12 ;18  22  19  23  22  19  15  20  18  18  19   17  23  19   18   20  17  22  19  21  20  17  18  20  22  21  22  18  23  24  22]
  >>temps=temps1'
  >>d=1:31; 
  >>plot(d,temps) 
  >>xlabel(‘每天最高温度’),ylabel(‘摄氏度’) 
  >>title(‘三个城市每日高温(单位C)’) 同样你可以利用MATLAB函数处理各类数据。
#1  三、绘制图形
  MATLAB能轻松绘出二、三维图。
  输入如下命令就可得到如^261501c^所示的漂亮图画。
  >>y,z〗=peaks(30); 
  >>surfl(x,y,z) %有亮度的曲面图
  >>shading interp  %插值加色彩
  >>colormap pink  %单一色彩曲面图
  >>grid,xlabel(‘X-axis’),ylabel(‘Y-axis’),zlabel(‘Z-axis’) 
  >>title('surfl of peaks') 
#1  四、自动控制系统仿真
  在命令窗口(matlab command window)键入simulink,就出现(SIMULINK) 窗口。以往十分困难的系统仿真问题,用SIMULINK只需拖动鼠标即可轻而易举地解决问题。
  (SIMULINK)系统模型库如^261501d^所示。
  Sources(输入源) Sinks(输出方式) Discrete(离散时间模型) Linkear(线性环节) Nonlinear(非线环节) Connections(连接及接口) Extras(其他环节)。
  若想建立一个控制系统结构框图,则选取File/New菜单项,出现Untiled编辑窗口,双击模型库中子模块(如:Sources),就出现如^261501e^所示的Sources窗口,其中包括阶跃函数(Step Fcn)、正弦函数(Sin Wave)、白噪声函数、时钟、常数、MATLAB空间变量、信号发生器的图标。
  例:观察正弦函数输出波形。
  建立结构框图, 点取Sources窗口(Sin Wave)拖动复制到Untiled编辑窗口,然后从Sinks(输出方式)的子模块中点取视波器(Scope)拖动复制到Unitled编辑窗口,用鼠标先点一下起点模块的输出端(三角符号),然后拖动鼠标,这时出现一条带箭头的直线,将它的箭头拉到终点模块的输入端再释放鼠标键,两个模块连接起来。选取Unitled 编辑窗口中Simulation/start,即可通过双击结构框图中视波器(Scope)观察(如^261501f^所示)。
#1  五、在线Internet
  该软件由Mathworks公司开发,(在 www.mathworks.com/可找该软件的信息,并提供了pdf格式的文档下载)。还可以发E-mail:suport@math works.com 寻求技术支持。