matlab在电气中应用

第1章MATLAB概述MATLAB简介MATLAB启动与退出MATLAB帮助系统1.容易使用2.丰富的内部函数3.强大的图形和符号功能4.与其他软件和语言有良好的对接性MATLAB全称为MatrixLaboratory，是一种功能强大的科学计算软件。同其他高级语言相比，其具有很多优点：1.1MATLAB简介1、MATLAB允许用户以数学形式的语言编写程序，用户在命令窗口中输入命令即可直接得出结果。例1：2＋5=?2＋5ans=7Goback2、MATLAB的内部函数库提供了相当丰富的函数，这些函数可以解决许多基本问题，除此以外，MATLAB还有各种工具箱。•MATLAB主工具箱•符号数学工具箱•SIMULINK仿真工具箱•控制系统工具箱•信号处理工具箱•图象处理工具箱•通讯工具箱•系统辨识工具箱•神经元网络工具箱•金融工具箱Goback3、MATLAB具有强大的图形处理功能，它本身带有许多绘图的库函数，可以很轻松地画出各种复杂的二维和多维图形。例2、绘制在0x6范围内的sin(2x)、sinx2、sin2xplot(x,y1,x,y2,x,y3)x=linspace(0,6)y1=sin(2*x);y2=sin(x.^2);y3=(sin(x)).^2;0123456-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.811.2MATLAB启动与退出1.2.1MATLAB的启动方法一：双击matlab图标方法二：“开始”“程序”“MATLAB”菜单“MATLAB”MATLAB主体界面菜单栏工具栏主窗口标题栏菜单栏工具栏Goback命令窗口（CommandWindow）各种MATLAB操作的最主要窗口“”运算提示符例：x1=2+5x1=7Goback历史命令窗口（CommandHistory）•自动保留自安装起所有用过的命令的历史记录•双击历史命令•清除这些历史记录Goback当前目录窗口（CurrentDirectory）显示或改变当前目录显示当前目录下的文件功能Goback工作间管理窗口（Workspace）显示目前内存中所有的MATLAB变量的变量名、取值以及类型Goback1.2.2MATLAB的退出1.利用MATLAB菜单退出单击File菜单，从中选择ExitMATLAB。2.使用quit/exit语句退出在指令窗口直接输入quit/exit即可。3.使用热键退出在MATLAB窗口中同时按下Ctrl+Q即可。4.单击窗口可直接退出1.3.1帮助窗口1.帮助窗口的起动(1)通过“help”菜单(2)单击工具栏上的问号按钮(3)在命令窗口中执行helpwin、helpdesk或doc2.帮助窗口的内容帮助主题（Contents）帮助索引（Index）帮助查询（Search）联机演示（Demos）1.3MATLAB帮助系统1.3.2命令窗口查询帮助2.lookfor+关键字1.help+函数名例：helpsin•通过完整的或部分关键字来搜索要查找的内容lookforsin寻找与正弦相关的所有指令第2章MATLAB的基本使用方法基本概念基本运算MATLAB的数据类型常用函数标点符号的使用常用操作命令和键盘技巧2.1基本概念在MATLAB中，经常用到标量、向量、矩阵和数组的概念。无论在MATLAB中变量赋何值，在内存中均以矩阵的形式存在。标量：是1×1矩阵，即只含有一个数的矩阵向量：是1×n或n×1的矩阵，即只有一行或一列的矩阵矩阵：是一个矩形数组，即二维数组，其中向量和标量都是矩阵的特例，0×0矩阵为空矩阵数组：有序数据的集合，为矩阵的延伸，其中矩阵和向量都是数组的特例2.2基本运算MATLAB最主要的功能便是数值计算，主要有以下基本运算符号：符号功能实例+加法2+3-减法2-3*乘法2*3/、\除法2/3、2\3^乘方2^31、MATLAB的求值次序：（1）算式从左到右执行；（2）乘方的优先级最高，乘、除次之，最后是加减，括号的优先级别最高；（3）在有多层括号的情况下，从括号的最里面到最外面逐渐扩展。2、MATLAB语句有两种常见的形式：（1）表达式1+2ans=3（2）变量=表达式在第一种情况下，计算结果自动赋给名为ans（answer）的变量；在第二种情况下，结果自动赋给等号左边的变量，“=”代表的是赋值操作。a=1+2a=3•一个命令行输入一条命令，命令行以回车结束a=2•一个命令行也可以输入若干条命令，各命令之间以逗号或分号分隔。a=2,b=3;a=2;b=3；a=2a=22.3MATLAB的数据类型1.常量在MATLAB中有一些特定的变量，已被预定义某个特定的值，因此这些变量被称为常量。ans用作结果的默认变量i、j复数单位beep“嘟”nargin函数输入参数个数pi圆周率（π）nargout函数输出参数个数eps浮点数相对误差realmin最小正浮点数inf无穷大realmax最大正浮点数NaN、nan不定数bitmax最大正整数2.变量在程序执行过程中其值可以变化的量为变量，变量在计算机中占有一定的存储单元，在该单元内存放该变量的值。一个变量应该有一个名字，称之为变量名。•变量的命名规则：（1）MATLAB不需对变量进行事先说明及指定类型；（2）变量名必须以英文字母开头，可以包含字母、数字和下划线，但不得出现空格和标点符号;（3）变量名最多可包含63个字符；（4）变量名区分大小写;（5）关键字不能作为变量名。与变量相关的指令：（1）who和whoswho和whos都用来列出matlab工作区中已驻留的变量清单，而whos还可以列出变量的维数和性质。例：whoYourvariablesare:abwhosNameSizeBytesClassa1x8016408doublearrayb1x8016408doublearrayGrandtotalis1602elementsusing12816bytes注意：常量用who指令是查看不到的，只可随时调用（2）clearclear用来清除工作空间中定义过的所有变量或部分变量。如果只要去除其中某几个变量，应在clear后面指明要删除的变量名称。a=1,b=2a=1b=2???Undefinedfunctionorvariable'a'.clearaabb=2•永久变量可以修改，通过clear可以恢复原值。pi=2例：pi=2clearpians=3.14163.复数MATLAB的每一个元素都可以是复数，实数是复数的特例。MATLAB语言对复数的处理十分简单，在处理复数问题时，不需进行其他任何附加操作。定义复数格式如下：z=a+bi或z=a+bjz=a+b*i或z=a+b*ja=2+3ia=2.0000+3.0000ia=2+3ja=2.0000+3.0000ib=2+3*ib=2.0000+3.0000ib=2+3*jb=2.0000+3.0000ia=2a=2b=3b=3c=a+bi注意：只有数字才可以与i、j直接相连，表达式或矩阵则不可以，应用*.???Undefinedfunctionorvariable'bi'.4.数据的输出格式在MATLAB系统中，数据的存储和计算都是以双精度进行的，但是用户可以改变屏幕上显示的格式，所用指令为format。formatformatshort小数点后4位数字，大于1000的实数用科学记数法表示formatlongg选择15位定点和15位科学记数法中更好的进行表示formatlong15位定点数表示formathex使用16进制进行表示formatshorte5位科学记数法表示formatbank用元、角、分进行表示formatlonge15位科学记数法表示format+显示大矩阵用，正、负、零分别用+、-、空格表示formatshortg选择5位定点和5位科学记数法中更好的进行表示formatrationalformatrat用分式表示1、short：显示小数点后4位数字0.00130.00133333333333333332、long：显示15位数字。如果数值为整数，则按原数显示0.00133333333333（缺省设置）3、shorte：对非整数值都按e方式显示，显示5位有效数字。如果数值为整数，则按原数显示1.3333e-0030.00133333333333333334、longe:对非整数值都按e方式显示，显示15位有效数字。1.33333333333333e-0030.0013333333333333333如果数值为整数，则按原数显示5、shortg:从short和shorte中自动选择最佳记述方式0.00133333333333333336、longg:0.00133333333333从long和longe中自动选择最佳记述方式0.00133337、hex：十六进制表示3ff5555555555550.00133333333333333338、++正、负、零分别用+、-、空格表示显示大矩阵用9、bank:0.0010、rat:1/7500.0013333333333333333输出格式的控制file法一：PreferencesCommandWindow法二：format命令formatshorte例：NumericFormat2.4MATLAB的常用函数MATLAB提供了丰富的函数，只要正确调用，便可获得正确结果。sin正弦angle相角asin反正弦conj共轭复数cos余弦imag取复数虚部acos反余弦real取复数实部tan正切fix取整数atan反正切mod取余数exp指数运算round四舍五入log自然对数sqrt平方根log10以10为底对数abs绝对值1、三角函数2、指数运算函数3、复数运算函数4、取整和求余函数sin三角函数sinhasincoscoshacostanatancotacotseccsc注意：①小写！②函数应该出现在等式的右边。③后面表达式写在（）里，例sin(x)，其他对它的运算和数学一样。④三角函数以弧度为单位计算。sin(1)表示的不是sin1°而是sin57.28578°例如：指数运算函数exploglog10log2power(pow2)sqrt设a=5.67,b=7.8,求exp(a+b)/log10(a+b)ans=6.2677e+005a=5.67;b=7.8;例1：)ln()lg(abbaeba、log(b-a)ans=0.7561例2：已知a=3,b=4;求：bapower(a,b)a=3;b=4;或者a^bans=81abs复数运算函数anglerealimagconjcomplex构造复数角度（弧度）模实部虚部共轭ans=1.1071x=1+2i;abs(x)ans=2.2361angle(x)例：ans=1ans=2real(x)imag(x)y=2.0000+3.0000ians=1.0000-2.0000iconj(x)y=complex(2,3)fix（舍小留整）取整求余函数round（四舍五入）floor（向下取整）ceil（向上取整）modremsignceil(x)x=-9.8;fix(x)ans=-9round(x)ans=-10floor(x)ans=-10ans=-9ans=1x=9;y=2;rem(x,y)mod(x,y)ans=1ans=1x=9;y=-2;mod(x,y)ans=-1rem(x,y)ans=-1ans=1mod(-9,2)rem(-9,2)rem(x,y)和mod(x,y)要求x,y必须为相同大小的实矩阵或同为标量注意：sign(0)sign(9)ans=-1ans=1ans=0sign(-9)例：计算下式的结果，其中x=-3.5°，y=