MATLAB应用

MATLAB基础及应用应用

课题设计

蹦 极 仿 真 系 统

姓名：徐国富 班级：自动化1101 学号：201140287

蹦极跳系统的仿真分析

一、 课题目的

1．熟悉MATLAB桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK功能模块的使用方法。 2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。

3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。 一、 课题要求

如图所示胡质量—弹簧-阻尼器系统。当质量系数m=1,弹簧刚性系数k=4时，为了始系统的单位阶跃响应不发生振荡，阻尼系数f(0<=f<=10)应在什么范围内取值？利用Simulink对上述系统进行仿真研究。 三、 课题内容。

蹦极跳系统的动态仿真

1、问题描述：

蹦极跳是一种挑战身体极限的运动，蹦极者系着一根弹性绳从高处的桥梁（或山崖等）向下跳。当你系着弹力绳从桥上跳下来时，会发生什么？这里，以蹦极跳作为一个连续系统的例子。在下落的过程中，蹦极者几乎处于失重状态。应用Simulink对蹦极跳系统进行仿真研究。

2、系统模型及建模分析：

按照牛顿运动规律，自

Stateflow工作窗口介绍：

创建框图之后，可以将其锁定，具体做法是:

1. 选择Edit菜单下的Chart Properties选项打开Chart属性对话框 2. 在Editor域里面选择Locked选项。

在matlab窗口中输入sfnew，则出现了带chart的simulink工作界面 Inf代表无穷大

两个chart的并行状态的设置：在Stateflow的空白处，右击鼠标，选择Decomposition-parallel（AND）此时两个状态的边框将变成虚线，并出现边框 状态（state）：双击它就可以在其中写一些命令，格式如下(%后面的是我自加的，方便解释)： name/ %此状态的名称

entry:entry action %刚转换到此状态时执行entry action during:during action %在此状态之中时执行during action exit:exit action %退出此状态时执行exit action(可以是事件触发)

注意 StateFlow 同层次的图执行顺序是从上到下，从左到右的优

Stateflow工作窗口介绍：

创建框图之后，可以将其锁定，具体做法是:

1. 选择Edit菜单下的Chart Properties选项打开Chart属性对话框 2. 在Editor域里面选择Locked选项。

在matlab窗口中输入sfnew，则出现了带chart的simulink工作界面 Inf代表无穷大

两个chart的并行状态的设置：在Stateflow的空白处，右击鼠标，选择Decomposition-parallel（AND）此时两个状态的边框将变成虚线，并出现边框 状态（state）：双击它就可以在其中写一些命令，格式如下(%后面的是我自加的，方便解释)： name/ %此状态的名称

entry:entry action %刚转换到此状态时执行entry action during:during action %在此状态之中时执行during action exit:exit action %退出此状态时执行exit action(可以是事件触发)

注意 StateFlow 同层次的图执行顺序是从上到下，从左到右的优

Matlab线性回归（拟合）

对于多元线性回归模型：

y??0??1x1????pxp?e

设变量

x1,x2,xp,y的n组观测值为

(xi1,xi2,xip,yi)i?1,2,,n．

?1??1记 x?????1?x11x21?xn1?x1p??y1????x22?x2p??y2?，y????， ????????y??xn2?xnp??n?x12??0?????1?则???? 的估计值为

???????p???(x'x)?1x'yb??

在Matlab中，用regress函数进行多元线性回归分析，应用方法如下：

语法：b = regress(y, x)

[b, bint, r, rint, stats] = regress(y, x)

[b, bint, r, rint, stats] = regress(y, x, alpha) b = regress(y, x)，得到的p+1维列向量b即为(11.2)式给出的回归系数β的估计值．

[b, bint, r, rint, stats]=regress(y, x) 给出回归系数β的估计值b，β的95％置信区间（(p+1)*2向量）bint，残差r以及每个残差的95％置信区间（n?2向量）rin

matlab中subplot函数的功能 功能

分割figure，创建子坐标系 语法

h = subplot(m,n,p) or subplot(mnp) subplot(m,n,p,'replace') subplot(m,n,P) subplot(h)

subplot('Position',[left bottom width height]) subplot(..., prop1, value1, prop2, value2, ...) h = subplot(...)

描述

★h=subplot(m,n,p)/subplot(mnp)将figure划分为m×n块，在第p块创建坐系，并返回它的句柄。当m,n,p<10时，可以简化为subplot(mnp)

或

subplot mnp（注：subplot（m,n,p）

或者 subplot（m n p）此函数最常用：subplot是将多个图画到一个平面上的工具。其中，m表示是图排成m行，n表示图排成n列，也就是整个figure

中有n个图是排成一行的，一共m行，如果第一个数字是2就是表示2行图。p是指你现在要把曲线画到figure中哪个图上，最后一个如果是1表示是从左到

右第一个位置。）

★subplot(m,n,p,'replace')

课 程 设 计

学院： 数学学院

学号： 20106496

姓名： 黄星奕

辅导老师： 陈晓红 殷明

题目 一 具体题目 实验一

1.1 1.2 1.3 二 2.1 2.3 三 3.1 3.2 3.3 四 4.1 4.2 4.3 五 5.1 5.2 5.3 六 6.1 6.2 七 7.4 7.5 八 8.1 8.4 总 20题 1．1 水手、猴子和椰子问题 一、 问题描述

1．1 水手、猴子和椰子问题：五个水手带了一只猴子来到南太平洋的一个荒岛上，发现那里有一大堆椰子。由于旅途的颠簸，大家都很疲惫，很快就入睡了。第一个水手醒来后，把椰子平分成五堆，将多余的一只给了猴子，他私藏了一堆后便又去睡了。第二、第三、第四、第五个水手也陆续起来，和第一个水手一样，把椰子分成五堆，恰多一只猴子，私藏一堆，再去入睡，天亮以后，大家把余下的椰子重新等分成五堆，每人分一堆，正好余一只再给猴子，试问原先共有几只椰子？ 二、思考与实验

试分析椰子数目的变化规律，利用逆向递推的方法求解这一问题。 三、 问题分析

用递推算法。首先分析椰子数目的变化规律，设最初的椰子数为p 0

课 程 设 计

学院： 数学学院

学号： 20106496

姓名： 黄星奕

辅导老师： 陈晓红 殷明

题目 一 具体题目 实验一

1.1 1.2 1.3 二 2.1 2.3 三 3.1 3.2 3.3 四 4.1 4.2 4.3 五 5.1 5.2 5.3 六 6.1 6.2 七 7.4 7.5 八 8.1 8.4 总 20题 1．1 水手、猴子和椰子问题 一、 问题描述

1．1 水手、猴子和椰子问题：五个水手带了一只猴子来到南太平洋的一个荒岛上，发现那里有一大堆椰子。由于旅途的颠簸，大家都很疲惫，很快就入睡了。第一个水手醒来后，把椰子平分成五堆，将多余的一只给了猴子，他私藏了一堆后便又去睡了。第二、第三、第四、第五个水手也陆续起来，和第一个水手一样，把椰子分成五堆，恰多一只猴子，私藏一堆，再去入睡，天亮以后，大家把余下的椰子重新等分成五堆，每人分一堆，正好余一只再给猴子，试问原先共有几只椰子？ 二、思考与实验

试分析椰子数目的变化规律，利用逆向递推的方法求解这一问题。 三、 问题分析

用递推算法。首先分析椰子数目的变化规律，设最初的椰子数为p 0

ＭＡＴＬＡＢ曲线拟合的应用　

王磊品　吴东　

新疆泒犨泰克石油科技有限公司　新疆油田公司准东采油厂信息所　

摘　　要：１．阐述ＭＡＴＬＡＢ数学分析软件的基本功能；　

２．对ＭＡＴＬＡＢ在生产数据分析中的应用进行了研究，指出曲线拟合的基本方法；　３．以实例阐明ＭＡＴＬＡＢ与行业生产数据结合对生产数据进行分析的原理。　关键词：ＭＡＴＬＡＢ；曲线拟合；插值　

１． 引言　

在生产开发过程中，复杂的生产数据之间或多或少的存在着这样或者那样的联系，如何利用现今普及的计算机以及网络资源在最短的时间内找到这个联系，以指导我们的生产开发，这对于行业科研人员来说无疑是一个最为关心的问题。ＭＡＴＬＡＢ矩阵分析软件，自推出以来，已成为国际公认的最优秀的数学软件之一，其范围涵盖了工业、电子、医疗以及建筑等各个领域，以其强大的科学计算功能使众多科研机构纷纷采用。　

为此，本文从介绍ＭＡＴＬＡＢ软件开始，以实例讲述如何使用ＭＡＴＬＡＢ对生产开发数据进行计算与分析，从而达到高效、科学指导生产的目的。　

２． ＭＡＴＬＡＢ简介　

ＭＡＴＬＡＢ是ＭａｔｈＷｏｒｋｓ公司于１９８２年推出的一套高性能的数值计算和可视化数学软件。由于使用编程运算与人进行科学计算的思路和表达方式完全一致，所以不象学

1 MATLAB/SIMULIK基础知识

1.1 MATLAB 介绍

1980年，美国的Cleve Moler博士在新墨西哥大学讲授线性代数课程时，发现采用高级语言编程极为不便，于是建立了MATLAB（Matrix Laboratory的缩写），即矩阵实验室，早期开发MATLAB软件是为了帮助学校的老师和学生更好地授课和学习。1984年，由美国Math Works公司推出了商业版，经过二十余年的不断升级，目前MATLAB的最新版本为MATLABR2008a[1]。

由于使用MATLAB编程运算与进行科学计算的思路和表达方式完全一致，所以不像学习Basic、Fortran和C等其它高级语言那样难于掌握。用MATLAB编写程序犹如在演算纸上排列出公式与求解问题。在这个环境下，对所要求解的问题，用户只需简单地列出数学表达式，其结果便会由MATLAB以数值或图形的方式显示出来。它可以很方便地进行图形化的输入输出，同时还具有丰富的函数库（工具箱），极易实现各种不同专业的科学计算功能。另外，MATLAB和其他高级语言也具有良好的接口，可以方便地与其他语言实现混合编程，这都进一步拓宽了它的应用范围和使用领域。

1.1.1 MATLAB 主要组成部分

MA

《控制工程基础（经典控制部分）》

的MATLAB 分析

机电工程系

郭天石 李建明 四川轻化工学院

二零零二年九月

前 言

在学习《工程控制基础》及其它相关的控制理论课程时，许多计算问题越来越离不开计算机辅助分析及计算机辅助设计。在计算机性能迅速提高和各种软件大量涌现的今天，机辅分析与机辅设计也越来越方便。我们希望，在进行机辅分析及机辅设计时，把主要精力放在对计算机计算处理后的数据、曲线的控制特性分析上，而不在编程及调试程序上花费太多的时间，使计算机真正成为学习相关课程和解决实际问题的工具。因此，我们编写这本在MATLAB语言支持下进行控制方面的机辅分析及机辅设计的讲义，力图从实用的角度，介绍MATLAB语言在经典控制方面的一些典型应用。

第一章 MATLAB的基本使用

§1-1 MATLAB语言简介

MATLAB是一种高级矩阵语言，它由Math Works公司于1984年正式推出，它的基本处理对象是矩阵，即使是一个标量纯数，MATLAB也认为它是只有一个元素的矩阵。随着MATLAB的发展，特别是它所包含的大量工具箱（应用程序集）的集结，使MATLAB已经成为带有独特数据结构、输入输出、流程控制语句和函数、并且面向对象的高级语言。 MATLA