第一篇：Matlab學(xué)習(xí)總結(jié)小論文

*****學(xué)校*****

MATLAB在自動控制中的應(yīng)用

M A T L A B 小 論 文

信息工程學(xué)院 *******班級****** ****學(xué)號**** **姓名** 2016-06-15

M A T L A B 小 論 文 目錄

一、什么是MATLAB...........................................................................1

（一）、MATLAB的簡介................................................................1

（二）、MATLAB的主要功能........................................................1

（三）MATLAB的工具箱..............................................................2

二、MATLAB在自動控制中的應(yīng)用....................................................3

（一）利用Matlab進(jìn)行系統(tǒng)穩(wěn)定性判定....................................3

（二）利用Matlab進(jìn)行系統(tǒng)時域分析.......................................4

（三）利用Matlab進(jìn)行根軌跡繪制...........................................4

三、學(xué)習(xí)MATLAB的心得體會........................................................5

（一）、對MATLAB學(xué)習(xí)的一個總結(jié)...........................................5

（二）、心得體會..........................................................................5

（三）、總結(jié)..................................................................................6

M A T L A B 小 論 文

MATLAB在自動控制中的應(yīng)用

摘要：隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，自動控制理論和技術(shù)在宇航、機器人控制等高新技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用也愈來愈深入廣泛。不僅如此，自動控制技術(shù)的應(yīng)用范圍現(xiàn)在已擴展到生物、醫(yī)學(xué)、經(jīng)濟管理和其它許多社會生活領(lǐng)域中，成為現(xiàn)代社會生活中不可缺少的一部分。隨著時代進(jìn)步和人們生活水平的提高，建設(shè)高度文明和發(fā)達(dá)社會的活動中，自動控制理論和技術(shù)必將進(jìn)一步發(fā)揮更加重要的作用。

一、什么是MATLAB

（一）、MATLAB的簡介

MATLAB（矩陣實驗室）是MATrixLABoratory的縮寫，是一款由美國TheMathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件。MATLAB是一種用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級技術(shù)計算語言和交互式環(huán)境。除了矩陣運算、繪制函數(shù)/數(shù)據(jù)圖像等常用功能外，MATLAB還可以用來創(chuàng)建用戶界面及與調(diào)用其它語言（包括C,C++,Java,Python和FORTRAN）編寫的程序。盡管MATLAB主要用于數(shù)值運算，但利用為數(shù)眾多的附加工具箱（Toolbox）它也適合不同領(lǐng)域的應(yīng)用，例如控制系統(tǒng)設(shè)計與分析、圖像處理、信號處理與通訊、金融建模和分析等。另外還有一個配套軟件包Simulink，提供了一個可視化開發(fā)環(huán)境，常用于系統(tǒng)模擬、動態(tài)/嵌入式系統(tǒng)開發(fā)等方面。

（二）、MATLAB的主要功能

1、可用于技術(shù)計算的高級語言。

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2、可對代碼、文件和數(shù)據(jù)進(jìn)行管理的開發(fā)環(huán)境。

3、可以按迭代的方式探查、設(shè)計及求解問題的交互式工具。

4、可用于線性代數(shù)、統(tǒng)計、傅立葉分析、篩選、優(yōu)化以及數(shù)值積分等的數(shù)學(xué)函數(shù)。

5、可用于可視化數(shù)據(jù)的二維和三維圖形函數(shù)。

6、可用于構(gòu)建自定義的圖形用戶界面的各種工具。

7、可將基于MATLAB的算法與外部應(yīng)用程序和語言（如C、C++、Fortran、Java、COM以及MicrosoftExcel）集成的各種函數(shù)。

（三）MATLAB的工具箱

MATLAB的一個重要特點是可擴展性。作為Simulink和其它所有MathWorks產(chǎn)品的基礎(chǔ)，MATLAB可以通過附加的工具箱（Toolbox）進(jìn)行功能擴展，每一個工具箱就是實現(xiàn)特定功能的函數(shù)的集合。MathWorks提供的工具箱分以下幾大類：

1.數(shù)學(xué)和優(yōu)化； 2.統(tǒng)計和數(shù)據(jù)分析； 3.控制系統(tǒng)設(shè)計和分析； 4.信號處理和通訊； 5.圖像處理； 6.測試和測量； 7.金融建模和分析； 8.應(yīng)用程序部署； 9.數(shù)據(jù)庫連接和報表； 10.分布式計算。

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這些工具箱大多是用開放式的MATLAB語言寫成，用戶不但可以查看源代碼，還可以可根據(jù)自己的需要進(jìn)行修改以及創(chuàng)建自定義函數(shù)。此外，常有用戶在MATLABCentral:FileExchange發(fā)布自己編寫的MATLAB程序或工具箱，供他人自由下載使用。

二、MATLAB在自動控制中的應(yīng)用

（一）利用Matlab進(jìn)行系統(tǒng)穩(wěn)定性判定

穩(wěn)定性是指控系統(tǒng)在受擾動信號作用，原有平衡狀態(tài)破壞后，經(jīng)過自動調(diào)節(jié)能夠重新達(dá)到平衡狀態(tài)的性能。當(dāng)系統(tǒng)在擾動信號作用下偏離了原有的狀態(tài)時，若系統(tǒng)能通過自身的調(diào)節(jié)作用使得偏離差逐漸減小，重新回到平衡狀態(tài)，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的；若偏離差不斷增加，即使擾動消失，系統(tǒng)也不能回到平衡狀態(tài)，則這種系統(tǒng)是不穩(wěn)定的，這表明穩(wěn)定性是表征系統(tǒng)在擾動消失后的一種恢復(fù)能力，它是系統(tǒng)的一種固有特性。系統(tǒng)的穩(wěn)定性又分為兩種：一種是大范圍的穩(wěn)定，即初始偏差可以很大，但系統(tǒng)仍然穩(wěn)定；另一種是小范圍穩(wěn)定，即初始偏差必須在一定限度內(nèi)系統(tǒng)才穩(wěn)定，超出了這個限定值則不穩(wěn)定。對于線性系統(tǒng)，如果小范圍內(nèi)是穩(wěn)定的，則它的大范圍也是穩(wěn)定的。而非線性系統(tǒng)不存在類似結(jié)論。

任何一個自動控制系統(tǒng)正常運行的首要條件是，它必須是穩(wěn)定的。因此，判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性和使系統(tǒng)處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)，是自動控制的基本問題之一。穩(wěn)定性是系統(tǒng)去掉擾動以后，系統(tǒng)自身的一種恢復(fù)能力，是系統(tǒng)本身所固有的特性。它僅僅取決系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，而與初始條件及輸入信號無關(guān)。根據(jù)分析我們知道，如果系統(tǒng)所有的閉環(huán)特征根（閉環(huán)極點）都分布在S平面左半部，則系統(tǒng)的暫態(tài)分量隨時間增加逐漸消失為零，這種系統(tǒng)是穩(wěn)定的。如果有一個或一個以上的閉環(huán)特征根是位于S平面右半部或虛軸上，則系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。

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（二）利用Matlab進(jìn)行系統(tǒng)時域分析

對控制系統(tǒng)而言，其數(shù)學(xué)模型由微分方程和差分方程給出，因此可以從給定的初始值開始，通過某種算法逐步求出系統(tǒng)某一時刻的響應(yīng)，從而絲線對控制系統(tǒng)的分析。此外，通過對系統(tǒng)的時域分析，可以求得系統(tǒng)響應(yīng)的性能指標(biāo)。

在經(jīng)典控制理論中，時域分析法是一種十分重要的分析和設(shè)計控制系統(tǒng)的方法，它包括系統(tǒng)穩(wěn)定性分析、動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)的計算等內(nèi)容。時域分析法是通過傳遞函數(shù)、拉氏變換及其反拉氏變換求出系統(tǒng)在典型輸入下的輸出表達(dá)式，從而分析系統(tǒng)的時間響應(yīng)的全部信息。與其他分析法相比較，時域分析法是一種直接分析法，具有直觀和準(zhǔn)確的優(yōu)點，尤其適用于一、二階系統(tǒng)的分析計算。

與控制系統(tǒng)的其他Matlab仿真一樣，時域響應(yīng)Matlab的仿真方法也可以在Matlab函數(shù)的指令方式下進(jìn)行時域仿真，對于線性系統(tǒng)，Matlab控制系統(tǒng)工具箱提供了若干函數(shù)完成線性系統(tǒng)的仿真。

（三）利用Matlab進(jìn)行根軌跡繪制

在系統(tǒng)控制分析中，為了避開直接求解高階多項式的根時遇到的困難，在實踐中提出了一種圖解求根法，即根軌跡法。所謂根軌跡法是指當(dāng)系統(tǒng)的某一個（或幾個）參數(shù)從-∞到+∞時，閉環(huán)特征方程的根在復(fù)平面上描繪的一些曲線。應(yīng)用這些曲線，可以根據(jù)某個參數(shù)確定相應(yīng)的特征根。在根軌跡法中，一般取系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)K作為可變參數(shù)。

由于根軌跡是以K為可變參數(shù)，根據(jù)開環(huán)系統(tǒng)的零極點畫出來的，因而它能反應(yīng)出開環(huán)系統(tǒng)零極點與閉環(huán)系統(tǒng)極點（特征根）之間的關(guān)系。利用根軌跡可以分析系統(tǒng)參數(shù)和結(jié)構(gòu)已定的系統(tǒng)的時域響應(yīng)特性，以及參數(shù)變化對時域響應(yīng)特性的影響，而且還可以根據(jù)對時域響應(yīng)特性的要求確定可變參數(shù)及調(diào)整開環(huán)系統(tǒng)零極點的位置，并改變它們的個數(shù)，也就是說根

M A T L A B 小 論 文 軌跡法可用于解決線性系統(tǒng)的分析與綜合問題。

三、學(xué)習(xí)MATLAB的心得體會

（一）、對MATLAB學(xué)習(xí)的一個總結(jié)

這學(xué)期名為有16周，但實際呢？大家都一樣的清楚時間是有多緊湊！所以面對大三的課程，說多也不多，說少也不少；當(dāng)然說難也不難，說不難也不是想象中的那么簡單！不管怎樣，一個學(xué)期總算是結(jié)束了，其他的暫且科目不說，對于MATLAB，我不敢說我花時間去好好學(xué)了，人家都說大師和專家都是用時間去堆積起來的，當(dāng)然也不是說我們都要像大師專家一樣花無限多的時間去對付某一門課程，我們做不到，現(xiàn)實也不允許，畢竟“術(shù)業(yè)有專攻”嘛！但是捫心自問，我們可以也應(yīng)該花一定時間在每一門課程上，最起碼這是我們在這個階段的任務(wù)！

一學(xué)期下來，知道了MATLAB的一些使用原理，了解到該怎樣去用MATLAB來實現(xiàn)一些自己想要得到的功能，也了解到了MATLAB可以應(yīng)用于很多領(lǐng)域。但是想要學(xué)好學(xué)透MATLAB，我們目前花的時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)還不夠，用的功遠(yuǎn)遠(yuǎn)還不足！

（二）、心得體會

剛開始接觸MATLAB的時候，感覺很頭疼，就像當(dāng)初面對C語言一樣莫名其妙，不知所措。后來經(jīng)過一段時間的去學(xué)習(xí)，去了解，其實并不然！后來在上機實驗中，做的不像其他實驗課一樣需要做很多，而僅僅是利用MATLAB來對以往一些數(shù)學(xué)以及其他科目中的內(nèi)容改用一種方法來解決而已。幾次實驗下來，好像什么東西都看不到存在，不像C語言之類存在著程序，更不想電路實驗需要畫圖連線什么的去做，只是讓我們學(xué)會了用另外一種方法來求解“計算題”而已！后來我就覺得其實MATLAB并不是什么超困難的軟件，我們大可以把他當(dāng)成一個不同往常的“大型計算器”，用它來替我們解決一些“高深”的難題！當(dāng)然，僅僅這

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（三）、總結(jié)

雖然一學(xué)期下來，我只是把MATLAB當(dāng)成一個“大型計算器”來學(xué)習(xí)，但是我覺得這不失為一種方法或者說是態(tài)度和認(rèn)識！不僅可以按照自己的理解去學(xué)習(xí)MATLAB，還能在自己的基礎(chǔ)上結(jié)合老師的教學(xué)，從而合二為一的去對待MATLAB！總之，學(xué)習(xí)MATLAB，我認(rèn)為不能光靠老師的教學(xué)，更要重視每一次的上機操作，此外，必須加之以一定時間和功夫在這上面！不然，要想學(xué)好MATLAB很難！

第二篇：Matlab學(xué)習(xí)總結(jié)

學(xué)Matlab有感

姓名：王鴻棟 學(xué)號：20090286 班級： 03310901 我對于計算機編程接觸的比較晚，也沒有特別大的興趣。不過對于Matlab這門課我還是很喜歡的。一是這個語言可以變出程序繪出函數(shù)的圖形，這就使得這個語言可以被“看見”，感覺比較親切，不是那么縹緲空虛的東西。二是這個語言卻是很“友好”，很人性化，像我剛學(xué)習(xí)這門語言，還什么都不會編的時候，我隨便打出了一句help，界面上就輸出了幫助文檔。三是這個語言的強大的功能，1.3G不是白給的，很多C、java里需要用循環(huán)語句來完成的，在Matlab里只需要一句話就可以搞定了，剛上這門課時老師說C一堂課講授的內(nèi)容Matlab一句話就可以搞定了，看來不是假的。四是這門語言確實很有用，信號與系統(tǒng)課上學(xué)的很多內(nèi)容都可以用Matlab來仿真，另外這門語言在很多其他的領(lǐng)域也都很有用，所以，我打算好好學(xué)習(xí)這門語言。

第一次交作業(yè)時我還只交上了兩道題，那時候?qū)@門語言接觸得還比較少，但是就在交作業(yè)的那天我打算好好學(xué)習(xí)這門語言，而且在寫作業(yè)的時候我確實喜歡上了這門語言。雖然第一次由于時間倉促只交上了兩道題，可是那都是我自己寫的，我覺得只有這樣才能學(xué)到東西。第二天，在別人都在做第二次作業(yè)的時候，我卻仍然在做第一次作業(yè)，我打算把第一次的作業(yè)完整的寫一遍，即使這對我的分?jǐn)?shù)一點幫助也沒有。第二次作業(yè)我提前好幾天就寫完了，雖然沒有完成全部的題目。我把第一第二次作業(yè)一起交了上去，我希望老師能幫我看一看。

上面只是對這門課程的一些懷念，課程已經(jīng)結(jié)束了，不過我會繼續(xù)學(xué)習(xí)這門語言的。下面就針對這次作業(yè)的要求，給這門課提一些看法，畢竟這才是正題。MATLAB 產(chǎn)品族可以用來進(jìn)行以下各種工作：

● 數(shù)值分析

● 數(shù)值和符號計算

● 工程與科學(xué)繪圖

● 控制系統(tǒng)的設(shè)計與仿真

● 數(shù)字圖像處理

● 數(shù)字信號處理

● 通訊系統(tǒng)設(shè)計與仿真

● 財務(wù)與金融工程

MATLAB 的應(yīng)用范圍非常廣，包括信號和圖像處理、通訊、控制系統(tǒng)設(shè)計、測試和測量、財務(wù)建模和分析以及計算生物學(xué)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域。附加的工具箱（單獨提供的專用 MATLAB 函數(shù)集）擴展了 MATLAB 環(huán)境，以解決這些應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)特定類型的問題。說實在的想完全掌握全部的基本上是不可能的，就像dsp一樣，應(yīng)用的范圍很廣，想一口吃可能不行，所以要結(jié)合專業(yè)來學(xué)習(xí)才好！

對于我們這些學(xué)習(xí)了C語言的學(xué)生，編程基本的語法學(xué)習(xí)起來很快的，和c語言很類似，而且是支持c語言函數(shù)的，或者說函數(shù)就是用c語言編的，完全是解釋性的語言，像打草稿一樣，可以一句句的編譯，看結(jié)果的。

等我們編到基本的熟悉之后就可以編輯函數(shù)了，-------這個其實用的不多，為了應(yīng)用的話，老師建議開始編寫M文件，也就是把程序都寫在m文件里面，然后編譯，調(diào)試，根據(jù)錯誤信息來調(diào)試。

至于和專業(yè)相關(guān)的方面就說說自動化方面吧！和控制理論，fft，用的比較多，根軌跡，相平面，傳遞函數(shù)，拉普拉斯變換，奈氏曲線什么的，基本上都可以解決

03310901班

王鴻棟 20090286 對于授課方式，我覺得上課時老師是結(jié)合信號與系統(tǒng)來講的，就是說課程的定位就是交給我們解決信號與系統(tǒng)方面問題的一個方法。我覺得Matlab功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于此。而且老師在課上講程序都是一帶而過，我覺得講授的程序不必很多，一堂課只講幾個程序，但是對于每個程序，如果老師都能給我們進(jìn)行分析，把這個程序?qū)⒚靼琢耍敲催@堂課我們就能學(xué)到很多東西。而且這樣講課也不會使我們覺得枯燥。

對提高M(jìn)atlab編程能力的方法，我想主要有以下三個： 1.查help 2.多上上論壇，搜索帖子、發(fā)帖子問人 3.閱讀別人、特別是牛人的程序

當(dāng)然了，正如所有的程序語言一樣，“3分課本7分上機”，一定要動手才行，不能光看。多想、多思考、多嘗試，才是正路。

最后，整理一下常用的快捷鍵（用【】表示）或命令： 1.在命令窗口(Command Window)中：

1)【上、下鍵】――切換到之前、之后的命令，可以重復(fù)按多次來達(dá)到你想要的命令 2)clc――清除命令窗口顯示的語句，此命令并不清空當(dāng)前工作區(qū)的變量，僅僅是把屏幕上顯示出來的語句清除掉

3)clear――這個才是清空當(dāng)前工作區(qū)的變量命令，常用語句clear all來完成

4)【Tab】鍵――（在command窗口，輸入一個命令的前幾個字符，然后按tab鍵，會彈出前面含這幾個字符的所有命令，找到你要的命令，回車，就可以自動完成。目前討論結(jié)果是：Matlab6.5版本中，如果候選命令超過100個，則不顯示。而在Matlab7以后版本中，則沒有這個限制，均可正常提示

5)【Ctrl+C】（或【Ctrl＋Break】）――在Matlab程序運行過程中，可能由于程序編寫的失誤，導(dǎo)致程序不停的運行，在命令窗口輸入“Ctrl+C”可以將運行的程序停下來，而不需要將整個Matlab程序關(guān)掉。不過進(jìn)行此操作的前提是能夠激活切換到命令窗口才行，呵呵。

2.在編輯器(Editor)中： 1)【Tab】（或【Ctrl+]】）――增加縮進(jìn)（對多行有效）2)【Ctrl+[】－－減少縮進(jìn)（對多行有效）

3)【Ctrl+I】－－自動縮進(jìn)（即自動排版，對多行有效）4)【Ctrl+R】――注釋（對多行有效）5)【Ctrl+T】――去掉注釋（對多行有效）

6)【Ctrl+B】――括號配對檢查（對版本6.5有效，但版本7.0無效，不知道是取消了還是換了另外的快捷鍵，請大牛們指點，其他版本沒有測試過）

7)【F12】――設(shè)置或取消斷點 8)【F5】――運行程序

其余的例如在Debug狀態(tài)下的快捷鍵可以自己看菜單。

就說這么多，通過這個小學(xué)期，我覺得自己真的學(xué)到了很多！

03310901班

王鴻棟 20090286

第三篇：學(xué)習(xí)matlab總結(jié)（定稿）

繪圖函數(shù) bar 豎直條圖 barh 水平條圖 hist 直方圖

histc 直方圖計數(shù) hold 保持當(dāng)前圖形 loglog x,y對數(shù)坐標(biāo)圖 pie 餅狀圖 plot 繪二維圖 polar 極坐標(biāo)圖

semilogy y軸對數(shù)坐標(biāo)圖 semilogx x軸對數(shù)坐標(biāo) subplot 繪制子圖 bar3 數(shù)值3D豎條圖 bar3h 水平3D條形圖 comet3 3D慧星圖 cylinder 圓柱體

fill3 填充的3D多邊形 plot3 3維空間繪圖

quiver3 3D震動（速度）圖 slice 體積薄片圖 sphere 球

stem3 繪制離散表面數(shù)據(jù) waterfall 繪制瀑布 trisurf 三角表面

clabel 增加輪廓標(biāo)簽到等高線圖中datetick 數(shù)據(jù)格式標(biāo)記 grid 加網(wǎng)格線

gtext 用鼠標(biāo)將文本放在2D圖中 legend 圖注

plotyy 左右邊都繪Y軸 title 標(biāo)題

xlabel X軸標(biāo)簽 ylabel Y軸標(biāo)簽 zlabel Z軸標(biāo)簽 contour 等高線圖 contourc 等高線計算 contourf 填充的等高線圖 hidden 網(wǎng)格線消影

meshc 連接網(wǎng)格/等高線

mesh 具有參考軸的3D網(wǎng)格 peaks 具有兩個變量的采樣函數(shù) surf 3D陰影表面圖

surface 建立表面低層對象 surfc 海浪和等高線的結(jié)合 surfl 具有光照的3D陰影表面 trimesh 三角網(wǎng)格圖

多項式與插值

conv 卷積和多項式乘法 roots 多項式的根

poly 具有設(shè)定根的多項式 polyder 多項式微分 polyeig 多項式的特征根 polyfit 多項式擬合

polyint 解析多項式積分 polyval 多項式求值

polyvalm 矩陣變量多項式求值 residue 部分分式展開 interp1 一維插值 interp2 二維插值 interp3 三維插值

interpft 使用FFT的一維插值 interpn 多維插值

meshgrid 為3維點生成x和y的網(wǎng)格 ndgrid 生成多維函數(shù)和插值的數(shù)組 pchip 分段3次Hermite插值多項式 ppval 分段多項式的值 spline 3次樣條數(shù)據(jù)插值

3、基本矩陣和矩陣操作

blkding 從輸入?yún)⒘拷K對角矩陣 eye 單位矩陣

linespace 產(chǎn)生線性間隔的向量 logspace 產(chǎn)生對數(shù)間隔的向量 numel 元素個數(shù)

ones 產(chǎn)生全為1的數(shù)組 rand 均勻頒隨機數(shù)和數(shù)組 randn 正態(tài)分布隨機數(shù)和數(shù)組

zeros 建立一個全0矩陣 colon)等間隔向量

cat 連接數(shù)組

diag 對角矩陣和矩陣對角線 fliplr 從左自右翻轉(zhuǎn)矩陣 flipud 從上到下翻轉(zhuǎn)矩陣 repmat 復(fù)制一個數(shù)組 reshape 改造矩陣 roy90 矩陣翻轉(zhuǎn)90度 tril 矩陣的下三角

triu 矩陣的上三角 dot 向量點集 cross 向量叉集

ismember 檢測一個集合的元素 intersect 向量的交集 setxor 向量異或集 setdiff 向是的差集 union 向量的并集

數(shù)值分析和傅立葉變換 cumprod 累積 cumsum 累加

cumtrapz 累計梯形法計算數(shù)值微分 factor 質(zhì)因子

inpolygon 刪除多邊形區(qū)域內(nèi)的點 max 最大值

mean 數(shù)組的均值 mediam 中值 min 最小值

perms 所有可能的轉(zhuǎn)換 polyarea 多邊形區(qū)域 primes 生成質(zhì)數(shù)列表 prod 數(shù)組元素的乘積 rectint 矩形交集區(qū)域 sort 按升序排列矩陣元素 sortrows 按升序排列行 std 標(biāo)準(zhǔn)偏差 sum 求和

trapz 梯形數(shù)值積分 var 方差

del2 離散拉普拉斯 diff 差值和微分估計 gradient 數(shù)值梯度 cov 協(xié)方差矩陣 corrcoef 相關(guān)系數(shù) conv2 二維卷積

conv 卷積和多項式乘法 filter IIR或FIR濾波器

deconv 反卷積和多項式除法 filter2 二維數(shù)字濾波器

cplxpair 將復(fù)數(shù)值分類為共軛對 fft 一維的快速傅立葉變換 fft2 二維快速傅立葉變換

fftshift 將FFT的DC分量移到頻譜中心ifft 一維快速反傅立葉變換 ifft2 二維傅立葉反變換 ifftn 多維快速傅立葉變換 ifftshift 反FFT偏移

nextpow2 最靠近的2的冪次 unwrap 校正相位角

2、基本數(shù)學(xué)函數(shù)

abs 絕對值和復(fù)數(shù)模長

acos,acodh 反余弦，反雙曲余弦 acot,acoth 反余切，反雙曲余切 acsc,acsch 反余割，反雙曲余割 angle 相角

asec,asech 反正割，反雙曲正割 secant 正切

asin,asinh 反正弦，反雙曲正弦 atan,atanh 反正切，雙曲正切 tangent 正切

atan2 四象限反正切 ceil 向著無窮大舍入 complex 建立一個復(fù)數(shù) conj 復(fù)數(shù)配對

cos,cosh 余弦，雙曲余弦 csc,csch 余切，雙曲余切 cot,coth 余切，雙曲余切 exp 指數(shù)

fix 朝0方向取整 floor 朝負(fù)無窮取整 gcd 最大公因數(shù) imag 復(fù)數(shù)值的虛部 lcm 最小公倍數(shù) log 自然對數(shù)

log2 以2為底的對數(shù) log10 常用對數(shù) mod 有符號的求余

nchoosek 二項式系數(shù)和全部組合數(shù)real 復(fù)數(shù)的實部 rem 相除后求余

round 取整為最近的整數(shù) sec,sech 正割，雙曲正割 sign 符號數(shù)

sin,sinh 正弦，雙曲正弦 sqrt平方根

tan,tanh 正切，雙曲正切

1、特殊變量與常數(shù) ans 計算結(jié)果的變量名

computer 確定運行的計算機 eps 浮點相對精度 Inf 無窮大 I 虛數(shù)單位

inputname 輸入?yún)?shù)名 NaN 非數(shù)

nargin 輸入?yún)?shù)個數(shù) nargout 輸出參數(shù)的數(shù)目 pi 圓周率

nargoutchk 有效的輸出參數(shù)數(shù)目 realmax 最大正浮點數(shù) realmin 最小正浮點數(shù) varargin 實際輸入 的參量 varargout 實際返回的參量 操作符與特殊字符 + 加實線 c 亮青色 : 點線 m 錳紫色-.點虛線--虛線

七、注解

xlabel('Input Value');% x軸注解 ylabel('Function Value');% y軸注解

title('Two Trigonometric Functions');% 圖形標(biāo)題

legend('y = sin(x)','y = cos(x)');% 圖形注解 grid on;% 顯示格線 八、二維繪圖函數(shù) bar 長條圖

errorbar 圖形加上誤差范圍 fplot 較精確的函數(shù)圖形 polar 極座標(biāo)圖 hist 累計圖

rose 極座標(biāo)累計圖 stairs 階梯圖 stem 針狀圖 fill 實心圖 feather 羽毛圖 compass 羅盤圖 quiver 向量場圖

第四篇：MATLAB論文

MATLAB與在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用

姓名：江肥 班級：*** 學(xué)號：***

摘要：論文通過MATLAB在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用實例，探討了MATLAB在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用方法和技巧，對運用計算機軟件完成“信號與系統(tǒng)”課程的波形繪制，微分方程的求解，信號與系統(tǒng)分析具有較好的參考價值。

關(guān)鍵字：MATLAB應(yīng)用 信號與系統(tǒng) 微分方程

引言

“信號與系統(tǒng)”課程是一門實用性較強、涉及面較廣的專業(yè)基礎(chǔ)課，是電子信息類專業(yè)學(xué)生的必修課程。它是將學(xué)生從電路分析的知識領(lǐng)域引入信號處理與傳輸領(lǐng)域的關(guān)鍵性課程，對后繼專業(yè)課起著承上起下的作用。該課程的基本方法和理論大量運用于計算機信息處理的各個領(lǐng)域，特別是通信、圖像處理、數(shù)字信號分析等領(lǐng)域，應(yīng)用更為廣泛。MATLAB作為一個輔助類的軟件可以很好的完成數(shù)值計算、信號與系統(tǒng)分析的可視化建模及仿真調(diào)試。

1.用MATLAB繪制信號的波形

運用MATLAB繪圖，可以很快速和簡便的得到響應(yīng)函數(shù)的波形圖，通過分析響應(yīng)的波形將對信號的分析有更深入的了解。

用MATLAB繪制f（t）=e(t+3)-2e(t),其中e(t)為step函數(shù) 解：在MATLAB窗口中輸入如下命令

f=sym('heaviside(t+3)-2*heaviside(t)')ezplot(f,[-5,4]), hold on,plot([0,0],[-1,1]), axis([-5,4,-1.1,1.1]),hold off 結(jié)果如圖1：

圖1

從圖1可以清楚的看到f(t)的時域關(guān)系圖。

2.利用MATLAB解微分方程

在信號與系統(tǒng)中，連續(xù)時間系統(tǒng)處理連續(xù)時間信號，通常用微分方程來描述這類系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)的輸入與輸出之間通過他們時間函數(shù)及其對時間t的各階導(dǎo)數(shù)的線性組合聯(lián)系起來。因此，在信號與系統(tǒng)中，求解微分方程對于研究連續(xù)時間系統(tǒng)的時域分析非常的重要。下面本文選擇了一種簡便的方法來處理這類問題，運用MATLAB的方法。

求解線性微分方程

y’’’+5y’’+4y’+7y=3u’’+0.5u’+4u

在輸入u(t)為單位脈沖及單位階躍信號時的解。

解：兩邊進(jìn)行拉普拉斯變換（脈沖輸入U(S)=1;單位階躍U(S)=1/S）3s2?0.5s?4B(s)y(s)?3u(s)?

s?5s2?4s?7A(s)

求脈沖響應(yīng):A=[1 5 4 7];B=[3 0.5 4];[r ,p,k]=residue(B,A)時域解:t=0:0.2:10 y=r(1)*exp(p(1)*t)+r(2)*exp(p(2)*t)+r(3)*exp(p(3)*t);plot(t,y)得到的波形圖如圖2-1

圖2-1 求階躍響應(yīng)：

打開MATLAB中的simulink模塊，建立一個模型文件，命名為”li.mdl”。如圖2-2

圖2-2

單擊仿真按鈕，然后返回MATLAB中輸入一下命令，即可得到如圖2-3

圖2-3

傳統(tǒng)求系統(tǒng)階躍響應(yīng)和沖激響應(yīng)的方法都是對傳遞函數(shù)進(jìn)行拉氏變換，再和激勵函數(shù)的拉氏形式相乘，左后求反變換。不僅工程量大，而且得出的結(jié)果不直觀；本文采用MATLAB建模的方式解決問題，不但簡單，而且非常直觀的反映了響應(yīng)函數(shù)的特性。

3.根據(jù)傳遞函數(shù)求系統(tǒng)的零極點分布，單位沖激響應(yīng)，單位階躍響應(yīng)以及幅頻特性

在分析系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)特性時，常常可以通過對傳遞函數(shù)進(jìn)行分析，從而解決系統(tǒng)是否穩(wěn)定等問題，然而傳統(tǒng)的分析方法，常常要借助于人工計算，不僅工作量比較大，而且效率也比較低。而MATLAB解決了這一難題，本文通過調(diào)用MATLAB內(nèi)部的函數(shù)進(jìn)行計算，非常的高效的得到了零級點分布，單位沖激響應(yīng)，單位階躍響應(yīng)以及幅頻特性，非常的直觀。

例：傳遞函數(shù)是

1H(s)? s3?2s2?2s?1

解：首先建立一個m文件，并且命名為“l(fā)i.m”

clear

t=0:0.01:10;

num=[1];

den=[1 2 2 1];

sys=tf(num,den)

poles=roots(den)

figure(1),pzmap(sys);%零級點分布

h1=impulse(num,den,t);

figure(2),plot(t,h1);%單位沖激響應(yīng)的波形

title(‘Impulse Response’)%加標(biāo)題

h2=step(num,den,t);

figure(3),plot(t,h2);%單位階躍響應(yīng)波形

[H,w]=freqs(num,den);

figure(4),plot(w,abs(H));%幅頻特性圖

xlabel(‘omega’)

title(‘magni tude Response’)%加標(biāo)題

運行結(jié)果是

Transfer function:

---------------------s^3 + 2 s^2 + 2 s + 1

poles =

-1.0000

-0.5000 + 0.8660i

-0.5000-0.8660i 零極點分布如圖3-1所示

圖3-1

單位沖激響應(yīng)的波形如圖3-2所示

圖3-2 單位階躍響應(yīng)波形如圖3-3所示

圖3-3

幅頻特性如圖3-4所示

如圖3-4 結(jié)束語

MATLAB軟件是目前比較流行的一套商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，在數(shù)值計算、信號處理方面尤為突出。它的出現(xiàn)給信號與系統(tǒng)分析中一些理論的掌握提供了很大的方便，利用其先進(jìn)的計算機軟件環(huán)境，可將信號與系統(tǒng)、信號處理中的很多定理直觀化、可視化，這對學(xué)習(xí)這些理論非常有利。

參考文獻(xiàn)：

【 1 】燕慶明.信號與系統(tǒng)教程[M].北京:高等教育出版社,2004 【 2 】樓順天.基于MATLAB的系統(tǒng)分析與設(shè)計——信號處理.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2001 【 3 】梁紅.信號與系統(tǒng)分析及MATLAB實現(xiàn).北京：電子工業(yè)出版社，2002 【 4 】鄭君里.信號與系統(tǒng)（第二版）.北京：高等教育出版社，2000

第五篇：matlab小學(xué)期學(xué)習(xí)感想

小學(xué)期學(xué)習(xí)感想

大一小學(xué)期我們學(xué)習(xí)了matlab軟件，這是一個十分實用和重要的軟件。學(xué)習(xí)MATLAB，感覺這是一個很好的軟件，語言簡便，實用性強。作為一個做新手，想要學(xué)習(xí)好這門語言，可以說還是比較難的。在我接觸這門語言的這些天，一直在上面弄，除了會畫幾個簡單的三維圖形，其他的還是有待提高。在這個軟件中，雖然有help。大家不要以為有了這個就萬事大吉了，反而，從另一個方面也對我們大學(xué)生提出了兩個要求——充實的課外基礎(chǔ)和良好的英語基礎(chǔ)。在現(xiàn)代，幾乎所有好的軟件都是來自國外，假如你不會外語，想學(xué)好是非常難的。

學(xué)習(xí)了MATLAB這門課程，我了解該軟件的基本功能，也知道了該軟件在我們生活中的重要地位。隨著社會的不斷發(fā)展，科技的不斷進(jìn)步，計算機的普及，它也被應(yīng)用在越來越多的方面。MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來解算問題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語言完成相同的事情簡捷得多，MATLAB的最突出的特點就是簡潔。

MATLAB相對于其他的一些編程軟件有許多的優(yōu)點：

一、語言簡潔緊湊，使用方便靈活，庫函數(shù)極其豐富。

二、運算符豐富。

三、MATLAB既具有結(jié)構(gòu)化的控制語句（如for循環(huán)、while循環(huán)），又有面向?qū)ο缶幊痰奶匦浴?/p>

四、語法限制不嚴(yán)格，程序設(shè)計自由度大。

五、程序的可移植性很好，基本上不做修改就可以在各種型號的計算機和操作系統(tǒng)上運行。

六、MATLAB的圖形功能強大。

用madlab創(chuàng)建矩陣時，方法有兩種：第一、可以直接依次輸入矩陣各行各列的元素，但矩陣元素必須用[ ]括住，矩陣元素必須用逗號或空格分隔，在[ ]內(nèi)矩陣的行與行之間必須用分號分隔。第二、用MATLAB函數(shù)創(chuàng)建矩陣。MATLAB可以進(jìn)行矩陣的加減、乘除的元素，求可逆矩陣、轉(zhuǎn)置矩陣，求矩陣的特征值，求線性方程組等等。MATLAB的功能是非常強大的，MATLAB不僅有強大的運算功能，它還有強大的繪圖功能，我對它的了解也僅僅就是一點點，或許說還沒有入門。比如說它含有豐富的內(nèi)建函數(shù)，例如數(shù)學(xué)函數(shù)中的三角函數(shù)、復(fù)函數(shù)、多項式函數(shù)、數(shù)據(jù)分析函數(shù)的求平均值、最大最小值、排序等，以及邏輯/選擇函數(shù)如if－else等，還有用來模擬隨機發(fā)生事件的隨機函數(shù)。這些我都不了解。首先我們來介紹一下MATLAB，MATrix LABoratory，即矩陣實驗室，是Math work公司推出的一套高效率的數(shù)值計算和可視化軟件。它是當(dāng)今科學(xué)界最具影響力、也是最具活力的軟件，它起源于矩陣運算，并高速發(fā)展成計算機語言。它的優(yōu)點是強大的科學(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、便捷的與其他程序和語言接口。

作為一種計算機語言，MATLAB體現(xiàn)了與它價值的相符的優(yōu)點：

1.編程簡單使用方便。在這方面我感覺C語言也是一種簡單的編程語言。只要入門就很好掌握，但是要學(xué)習(xí)一門語言不是那么容易的，到目前為止，可以說我還沒入門，所以學(xué)習(xí)起這門語言來很吃力。相對C語言而言，MATLAB的矩陣和向量操作功能是其他語言無法比擬的。在MATLAB環(huán)境下，數(shù)組的操作與數(shù)的操作一樣簡單，基本數(shù)據(jù)單元是不需要指定維數(shù)的，不需要說明數(shù)據(jù)類型的矩陣，而其數(shù)學(xué)表達(dá)式和運算規(guī)則與通常的習(xí)慣相同。2.函數(shù)庫可任意擴充。由于MATLAB語言庫函數(shù)與用戶文件的形式相同，用戶文件可以像庫函數(shù)一樣隨意調(diào)用，所以用戶可任意擴充庫函數(shù)。

3.語言簡單內(nèi)涵豐富。在此語言中，最重要的成分是函數(shù)，一般形式為：Function[a,b,c??]=fun(d,e,f??)Fun是自定義的函數(shù)名，只要不與庫函數(shù)想重，并且符合字符串書寫規(guī)則即可。

4、簡便的繪圖功能。MATLAB具有二維和三維繪圖功能，使用方法簡單。三維曲線是由plot3（x,y,z）命令繪出的，看上去很簡單的一個程序，相對C語言而言。極大的方便了繪圖的工作和節(jié)省工作時間。

5.豐富的工具箱。由于MATLAB 的開放性，許多領(lǐng)域的專家都為MATLAB 編寫了各種程序工具箱。這些工具箱提供了用戶在特別應(yīng)用領(lǐng)域所需的許多函數(shù)，這使得用戶不必花大量的時間編寫程序就可以直接調(diào)用這些函數(shù)，達(dá)到事半功倍的效果。

其次，我們來說一下MATLAB的運算。利用matlab可以做向量與矩陣的運算，與普通加減運算幾乎相似。

矩陣乘法用 “ * ” 符號表示，當(dāng)A矩陣列數(shù)與B矩陣的行數(shù)相等時，二者可以進(jìn)行乘法運算，否則是錯誤的。如果A或B是標(biāo)量，則A*B返回標(biāo)量A（或B）乘上矩陣B（或A）的每一個元素所得的矩陣。

Matlab與其它計算機語言一樣，也有控制流語句。控制流語句可使原本簡單地在命令行中運行的一系列命令或函數(shù)，組合成為一個整體—程序，從而提高效率。

（1）for 循環(huán)for循環(huán)的通用形式為：for v=expressionstatementsend其中expression 表達(dá)式是一個矩陣，因為Matlab中都是矩陣，矩陣的列被一個接一個的賦值到變量v，然后statements語句運行。

（2）while 循環(huán)while循環(huán)的通用形式為：while v=expressionstatementsend當(dāng)expression的所有運算為非零值時，statements 語句組將被執(zhí)行。如果判斷條件是向量或矩陣的話，可能需要all 或any函數(shù)作為判斷條件。

（3）if和break語句通用形式為：if 條件1，命令組1；elesif條件2，命令組2；??；else命令組k；endbreak%中斷執(zhí)行，用在循環(huán)語句內(nèi)表示跳出循環(huán)

其實想要學(xué)習(xí)好一們語言，不能只靠老師，關(guān)鍵是自己。每個人內(nèi)心深處都是有抵觸意識的，不可能把老師的所有都學(xué)到。學(xué)習(xí)這門語言，不光是學(xué)習(xí)一種語言，更重要的事學(xué)習(xí)一種方法，一種學(xué)習(xí)軟件的方法，還有學(xué)習(xí)的態(tài)度。

學(xué)習(xí)MATLAB的時間雖然很短，但卻讓我了解到了它的強大和它的功能。我想就算時間足夠，老師也不能把所有的都講解給我們，因為一個軟件的功能需要我們自己不斷的去摸索，老師也不可能知道所有。老師只是個指路的明燈，最終的學(xué)習(xí)還是要靠自己。而且在摸索過程中，我們能夠發(fā)現(xiàn)和體會學(xué)習(xí)的快樂。