matlab与科学计算教程

MATLAB与控制理论实验教程

编著 汪宁 郭西进 机械工业出版社

第五章 自动控制系统的数字计算机仿真

自动控制系统仿真是系统仿真的一个重要分支，它是一门涉及自动控制理论、计算数学、计算机技术、系统辨识、控制工程以及系统科学的综合性新型学科。它为控制系统的分析、计算、研究、综合设计以及自动控制系统的计算机辅助教学等提供了快速、经济、科学等有效的手段。

控制系统的验证中，所有的组成部分都是数学模型，这种控制系统的验证实验称为数字仿真，数字仿真可以在计算机设备上完成，所以也称计算机仿真。实际上计算机仿真是指以计算机为主要工具，对系统进行实验研究的一种方法。目的就是对控制系统的稳定性、动态品质、控制精度等性能进行计算验证。

计算机仿真可分为以下四步：

（1）建立系统的数学模型 系统的数学模型，是描述系统输入、输出变量以及内部各变量之间关系的数学表达式。描述自动控制系统诸变量间静态关系的数学表达式，称为静态模型；描述自动控制系统动态关系的数学表达式，称为动态模型。最常用的基本数学模型就是微分方程与差分方程。

对于一般系统来说，可以通过某些定律来建立数学模型；但是对于复杂系统，则必须通过系统辨识技术，考虑计算所要求的精度，略去一些次要因素，使模型既

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编著 汪宁 郭西进 机械工业出版社

第五章 自动控制系统的数字计算机仿真

自动控制系统仿真是系统仿真的一个重要分支，它是一门涉及自动控制理论、计算数学、计算机技术、系统辨识、控制工程以及系统科学的综合性新型学科。它为控制系统的分析、计算、研究、综合设计以及自动控制系统的计算机辅助教学等提供了快速、经济、科学等有效的手段。

控制系统的验证中，所有的组成部分都是数学模型，这种控制系统的验证实验称为数字仿真，数字仿真可以在计算机设备上完成，所以也称计算机仿真。实际上计算机仿真是指以计算机为主要工具，对系统进行实验研究的一种方法。目的就是对控制系统的稳定性、动态品质、控制精度等性能进行计算验证。

计算机仿真可分为以下四步：

（1）建立系统的数学模型 系统的数学模型，是描述系统输入、输出变量以及内部各变量之间关系的数学表达式。描述自动控制系统诸变量间静态关系的数学表达式，称为静态模型；描述自动控制系统动态关系的数学表达式，称为动态模型。最常用的基本数学模型就是微分方程与差分方程。

对于一般系统来说，可以通过某些定律来建立数学模型；但是对于复杂系统，则必须通过系统辨识技术，考虑计算所要求的精度，略去一些次要因素，使模型既

超星尔雅学习通《科学计算与MATLAB 语言》章节测试答案单元测验

1. MATLAB 一词来自（）的缩写。B

A、Mathematica Laboratory

B、Matrix Laboratory

C、MathWorks Lab

D、Matrices Lab

2. 下列选项中能反应MATLAB 特点的是（）。D

A、算法最优

B、不需要写程序

C、程序执行效率高

D、编程效率高

单元测验

可以在命令后加上1. 当在命令行窗口执行命令时，如果不想立即在命令行窗口中输出结

果，（）。C

A、冒号（:）

B 、逗号（,）

C 、分号（;）

D、百分号（% ）

2. fix（264/100）+mod（264,10）*10 的值是（）。D

A、86

B、62

C、423

D、42

3. 在命令行窗口输入下列命令后，x 的值是（）。B

>> clear

>> x=i*j

A

不确定

、

B

-1

、

C

、

1

D

、i*j

4. 使用语句x=linspace（0,pi,6）生成的是（）个元素的向量。 C

A

8

、

B

、

7

C

、

6

D

、5

5. ceil（-2.1）的结果为（）。A

-2

A

、

B

-3

、

C

、

1

D

、2

6. eval( ‘ sqrt(4)+的2 值是'())。B

sqrt(4)+2

A

、

B

、4

C

、2

D、2+2

7. 已知 a

精通MATLAB语言，有MATLAB编程问题的朋友，请直接联系我！ 联系方式： QQ：993878382

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MATLAB博客：/46036333_d.html

如果我QQ不在线，可以将问题发到我的邮箱，或者在我的MATLAB博客留言，第一时间答复你！简单问题请直接留言，复杂问题可以提供解决思路！同探讨，共进步！

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Matlab与化工数值计算第一讲简介与基本数学运算隋志军化工学院软件应用教科组联系方式：zhjsui@ 64252169实验16楼605室

化学工程师的任务工厂运行系统特性过程设计数学模型反应特征过程特性设备特性工艺开发数学模型

化学工程专业数学模型类型非线性方程(组)1 f= 4.0 0.4 lg(Re gen f 1 n ' 2 ) 1.2 n' 0.75 n'

常微分方程(组)

f" '+ ff"+β (1 ( f ' ) 2 )= 0偏微分方程(组) u1 2 u1= 0.024 2 F (u1 u 2 ) t x

非线性模型，难以获得解析解，必须采用数值解法模型的数值解法

matlab教程

MATLAB在科学计算中的应用 开课单位：数学学院 40学时 1学分 张敏洪(数学学院) mh_zhang@ 考试方式：平时作业完成占30%, 最后上机开卷考占70%。

有课外上机时间。

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主要参考书： 高等应用数学问题的MATLAB求解 薛定宇 陈阳泉 著 清华大学出版社 精通MATLAB科学计算 王正林等编著 电子 工业出版社 科学计算引论-基于MATLAB的数值分析 [美]Shoichiro Nakamura 电子工业出版社 MATLAB与科学计算 王谟然 编著 电子工 业出版社 MATLAB6.0数学手册 蒲俊等编著 蒲东电子 出版社

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数学相关软件– 程序设计语言：BASIC,Pascal,FORTRAN,C, C++,Java ... – 数值计算软件： Matlab, Scilab,Octave,... – 符号计算软件：Mathematica,Maple,... – 交互式数

中科院matlab课件

第二 MA章TAL 语B程言序设计基M础ALTBA 语是言前国际当自上控动制域的领首 计选算机言，也语是很多工科专理最适合的计业算机学 语言数通过。习可学深入更解和理掌握数问题学求解的思 ，提想高求解数问题的能学，力为今后他其专课业程 学习的供帮助。提 MTLAB语A的言势优 : ATLAMB 言的语简洁效性高 MALAB 语T言科的学算运功 M能TALB A言语的图绘能功MA LTBA庞大 的工具箱模块与 M集ATLAB强大 动的态统仿系真功

能本章

中科院matlab课件

要内容 主 ATLMBA 本基令简命 M介TLAAB程序设计 语基言 基础数本学算运 MALABT言语流程制 控AMTALB 函数的编 二写图形绘维 三维图制绘形

中科院matlab课件

0 制识MAT初ALB1例-1 绘制弦曲正和线弦余线。 x曲=0:0[.:536]0p*/i10;8 lop(xt,si(n),xxc,o(sx));例1-2 方求程 x4+373x+ x922-=3的0全部。根p=[ 3,7,9,0-2,]; 3建%立多项式数系量向x =rotosp) (求%根

中科院matlab课件

中科院ma

第五章 多项式、插值与数据拟合 多项式MATLAB命令 插值– – – – – Lagrange插值 Hermite插值 Runge现象和分段插值 分段插值 样条插值的MATLAB表示

数据拟合–多项式拟合 –函数线性组合的曲线拟合方法 –最小二乘曲线拟合

5.1 关于多项式MATLAB命令 一个多项式的幂级数形式可表示为：

y c1x c2 xn

n 1

cn x cn 1

也可表为嵌套形式

y ( ((c1x c2 ) x c3 ) x cn ) x cn 1 或因子形式

y c1 ( x r1 )( x r2 ) ( x rn )N阶多项式n个根，其中包含重根和复根。若多 项式所有系数均为实数，则全部复根都将以共轭对 的形式出现

幂系数：在MATLAB里，多项式用行向量表示，其 元素为多项式的系数，并从左至右按降幂排列。例：

y 2x x 4x 53 2

被表示为 >> p=[2 1 4 5] >> poly2sym(p) ans = 2*x^3+x^2+4*x+5

Roots: 多项式的零点可用命令roots求的。例： >> r=roo

M A T ：

：：L A B

大作业

班级

姓名 学号

1108441120 陈浩

计算器

? 题目

本题目通过MATLAB的gui程序设计较为简单，在gui设计中主要用到三种控件，文本编辑框（edit text），静态文本框（Static text），命令按钮（push button）。然后在通过各个按钮的回调函数，实现简单的计算功能。

? 1、功能介绍

(1)具有友好的用户图形界面。实现十进制数的加、减、乘、除、乘方、开方等简单计算。

(2)具有科学计算函数，包括(反)正弦、(反)余弦、(反)正切、(反)余切、开方、指数等函数运行。（注：三角函数计算的是弧度而不是角度）。

(3)有清除键，能清除操作。

? 2、功能实现

程序由两个部分组成：MATLAB代码（.m文件）和GUI图形（.fig）。 程序使用的流程：直接利用图形界面中的按键键入所需数值、运算符等即可得出结果。

备注：软件版本：MATLAB 2011b

首先用MATLAB GUI功能，在绘制一个静态文本框和一个文本编辑框，以及33个命令按钮，调整好各控件大小、颜色，整体布局如图所示：（附录中有相关属性修改介绍）

第2页 共23页

1108441120 陈浩

然后通过双击各个

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第二 MA章TAL 语B程言序设计基M础ALTBA 语是言前国际当自上控动制域的领首 计选算机言，也语是很多工科专理最适合的计业算机学 语言数通过。习可学深入更解和理掌握数问题学求解的思 ，提想高求解数问题的能学，力为今后他其专课业程 学习的供帮助。提 MTLAB语A的言势优 : ATLAMB 言的语简洁效性高 MALAB 语T言科的学算运功 M能TALB A言语的图绘能功MA LTBA庞大 的工具箱模块与 M集ATLAB强大 动的态统仿系真功

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要内容 主 ATLMBA 本基令简命 M介TLAAB程序设计 语基言 基础数本学算运 MALABT言语流程制 控AMTALB 函数的编 二写图形绘维 三维图制绘形

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0 制识MAT初ALB1例-1 绘制弦曲正和线弦余线。 x曲=0:0[.:536]0p*/i10;8 lop(xt,si(n),xxc,o(sx));例1-2 方求程 x4+373x+ x922-=3的0全部。根p=[ 3,7,9,0-2,]; 3建%立多项式数系量向x =rotosp) (求%根

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Matlab与化工数值计算第一讲简介与基本数学运算隋志军化工学院软件应用教科组联系方式：zhjsui@ 64252169实验16楼605室

化学工程师的任务工厂运行系统特性过程设计数学模型反应特征过程特性设备特性工艺开发数学模型

化学工程专业数学模型类型非线性方程(组)1 f= 4.0 0.4 lg(Re gen f 1 n ' 2 ) 1.2 n' 0.75 n'

常微分方程(组)

f" '+ ff"+β (1 ( f ' ) 2 )= 0偏微分方程(组) u1 2 u1= 0.024 2 F (u1 u 2 ) t x

非线性模型，难以获得解析解，必须采用数值解法模型的数值解法