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《自动控制理论》课程设计指导书 电子工程学院 2007年9月 第一章 MATLAB 简介 1.1概述 MATLAB是MATrix LABoratory的缩写，早期主要用于现代控制中复杂的矩阵、向量的各种运算。由于MATLAB提供了强大的矩阵处理和绘图功能，因此，很多专家在自己擅长的领域，用它编写了许多专门的MATLAB工具包（toolbox），如控制系统工具包（control systems toolbox）、系统辨识工具包（system identification toolbox）、信号处理工具包（signalprocessing toolbox）、最优化工具包（optimization toolbox）等等。因此，MATLAB成为一种包罗众多学科的功能强大的“技术计算机语言”。也可以说它是“第四代”计算机语言。在欧美等国家的高等院校中，MATLAB软件已成为应用代数、自动控制原理、数理统计、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真等课程的基本数学工具，成为学生必须掌握的基本软件之一。 MATLAB以矩阵作为基本的编程单元，它提供了各种矩阵的运算与操作，并有较强的绘图功能。MATLAB集科学计算、图象处理、声音处理于一身，是一个高度的集成系统，有良好的用户界面和帮助功能。 1.2 MATLAB运行环境 （1） MATLAB的启动运行方法 当系统安装完成后，在桌面上创建了一个MATLAB的快捷图标，双击该图标就可以打开MATLAB的工作界面；也可以通过打开开始菜单的程序，选项选择MATLAB的程序选项来打开。 （2） MATLAB的操作界面 MATLAB的操作界面包括：命令窗口（Command Window）、工作空间窗口（Workspace）、当前路径窗口（Current Directory）、命令历史窗口（Command History）、启动平台（Launch Pad）5个平台。其中工作空间窗口（Workspace）和启动平台（Launch Pad）共用一个窗口。 命令窗口（Command Window）：用于输入MATLAB命令、函数、矩阵、表达式等信息，并显示除图形之外的所有计算结果，是MATLAB的主要交互窗口。当命令窗口出现提示符〉〉 时，表示MATLAB已准备好，可以输入命令、变量或运行函数。 工作空间窗口（Workspace）：是MATLAB用于存储各种变量和结果的内存空间。通过工作空间窗口可以观察数据名称、尺寸及数据类型等信息。 当前路径窗口（Current Directory）：用于显示及设置当前的工作目录，同时显示当前工作目录下的文件名、文件类型及目录的修改时间等信息。 命令历史窗口（Command History）：为记录已运行过的MATLAB命令而设计的，该窗口记录已运行过的命令、函数、表达式等信息；也可以进行命令历史的查找、检查等工作；也可以在该窗口对命令历史进行复制及重运行。 启动平台（Launch Pad）：可以帮助用户方便地打开和调用MATLAB的各种程序、函数和帮助文件。启动平台列出了系统中安装的所有的MATLAB产品和目录，包括MATLAB产品的帮助界面、演示界面、各种应用界面及网站的产品页等。 1.3 MATLAB的程序设计及调试 1.3.1 M文件的创建 M文件是一个文本文件，它可以用任何编辑程序来建立和编辑。最方便的还是使用MATLAB提供的文本编辑器，因为MATLAB文本编辑器具有编辑与调试两种功能。建立M文件只要启动文本编辑器，在文挡窗口中输入M文件的内容，然后保存即可。启动文本编辑器有三种方法： （1）菜单操作：从MATLAB操作桌面的“File”菜单中选择“New”菜单项，再选择“M-file”命令，屏幕上将出现MATLAB文本编辑器窗口。 （2）命令操作：在MATLAB命令窗口输入命令“edit”，按〈Enter〉键后，即可启动。 （3）命令按钮操作：单击MATLAB命令窗口工具栏上的新建命令按钮，启动MATLAB文本编辑器。 打开已有的M文件，也有三种方法： （1）菜单操作：从MATLAB操作桌面的“File”菜单中选择“Open”菜单项，则屏幕上出现Open对话框，在Open对话框中选择所需打开的M文件。在文档窗口可以对打开的M文件进行编辑修改，编辑完成后，将M文件存盘。 （2）命令操作：在MATLAB命令窗口输入命令，即“edit”文件名，则打开指定的M文件。 （3）命令按钮操作：单击MATLAB命令窗口工具栏上”Open File”命令按钮，再从弹出的对话框中选择所需打开的M文件。 1.3.2流程控制 MATLAB的流程控制语句包括循环控制、条件转移等，语法与其他高级语言相似。 1．循环语句 MATLAB里的循环语句结构可用for