1、第五章 MATLAB应用第五章 MATLAB应用MATLAB是一种科学计算软件。 MATLAB是 Matrix Laboratory（矩阵实验室）的缩写 。早期的 MATLAB主要用于解决科学和工程的复杂数学计算问题。使用方便、输入便捷、运算高效、适应科技人员的思维方式，并且有绘图功能，有用户自行扩展的空间，是国内外高校教学和科学研究的常用软件。 MATLAB比较易学，如果有不清楚的地方，可以通过它的帮助 （ help） 和演示 （ demo） 功能得到启示。 学习 MATLAB的 难点 在于，它有 大量函数 ，这些MATLAB函数仅基本部分就有 700多个，其中常用的有200300个，掌握和
2、记忆起来都比较困难。1993年出现了 SIMULINK，是基于框图的仿真平台， SIMULINK挂接在 MATLAB环境上，以 MATLAB的强大计算功能为基础，以直观的模块框图进行仿真和计算。 SIMULINK提供了各种仿真工具，尤其是它不断扩展的、内容丰富的模块库，为系统的仿真提供了极大便利。避免了在 MATLAB窗口使用 MATLAB命令和函数仿真时需要熟悉记忆大量 M函数的麻烦 。SIMULINK原本是为控制系统的仿真而建立的工具箱，在使用中易编程、易拓展，并且可以解决 MATLAB不易解决的非线性、变系数等问题。支持 连续系统 和 离散系统 的仿真，支持 连续离散混合系统 的仿真，支
3、持 线性和非线性系统 的仿真，支持 多种采样频率 （ Multirate）系统的仿真，也就是不同的系统能以不同的采样频率组合，这样就可以仿真较大、较复杂的系统。各科学领域 根据自己的仿真需要， 以 MATLAB为基础 ， 开发 了大量的 专用 仿真程序，并把这些程序以 模块 的形式都放入 SIMULINK中，形成了 模块库 。第五章 MATLAB应用现在 SIMULINK模块库有 三级树状的子目录 ，在 一级目录 下就包含了 SIMULINK最早开发的 数学计算工具箱 、 控制系统工具箱 的内容，之后开发的信号处理工具箱（ DSP Blocks）、通信系统工具箱（Comm） 等也并行列入模块库
4、的一级子目录，逐级打开模块库浏览器（ SIMULINK Library Browser）的目录，就可以看到这些模块。第五章 MATLAB应用从 SIMULINK 4.1开始，有了电力系统模块库（ Power System Blockset），该模块库主要由加拿大 HydroQuebec和 TECSIM International 公司共同开发。在 SIMULINK环境下用电力系统模块库的模块，可以方便地进行 RLC电路、电力电子电路、电机控制系统和电力系统的仿真。本书中电力电子和电力拖动控制系统的仿真就是在MATLAB/SIMULINK环境下，主要使用电力系统模块库和SIMULINK两个模块库
5、进行。第五章 MATLAB应用5.1 MATLAB的计算基础MATLAB的计算主要是数组和矩阵的计算，并且定义的数值元素是复数 MATLAB函数的变量不需要事先定义，它以在命令语句中首次出现而自然定义 5.1.1 常量和变量1. 常量 MATLAB定义的数值元素是复数，因此实数是复数虚部为零的特殊情况。常量可以是十进制数，也可以是其他进制的数值。复数的生成语句为 或 MATLAB中的常数存储格式是 16位长型格式，数值有效范围是 。5.1 MATLAB的计算基础2. 变量 变量的命名规则 1）变量名以英文字母开始，即首字符必须是 26个英文字母之一。2）变量名可以由英文字母、数字和下划线组成，
6、MATLAB能区分字母的大小写。3）变量名长度不超过 31个字符长度。4）如果在变量名前添加了关键词 “global”，该变量就成为全局变量，全局变量不仅在主程序中起作用，并且在调用的子程序和函数中起作用。定义全局变量必须在主程序的首行，这是惯例 。 MATLAB有一些规定的常量和变量表 5-1 5.1 MATLAB的计算基础表 5-1 MATLAB规定的常量和变量常量和 变 量名 说 明 常量和 变 量名 说 明ANS(或 ans) 默 认变 量名，用于 应 答最近一次的操作、运算 结 果 realmin 最小的 实 正数i或 j 虚数 单 位 INF(或 inf) 无 穷 大Pi 圆 周率
7、 NaN(或 nan) 表示不定 值 (即 0/0)eps 浮点数的相 对误 差 nargin 函数 实际输 入的参数个数realmax 最大的 实 正数 nargout 函数 实际输 出的参数个数5.1 MATLAB的计算基础5.1.2 数组和矩阵的表示和赋值MATLAB既支持数组的运算，也支持矩阵的运算，但是数组与矩阵的运算有很大的不同，数组的运算对数组中每个元素都执行相同的操作，而矩阵的运算则按线性代数的法则进行。 1. 一维数组的表示和赋值一维数组（行向量）是用方括号括起的一组元素（或数），元素之间用空格或逗号分隔，组成数组的元素可以是具体的数值、变量名或算式。如 5.1 MATLAB的计算基础2. 维数组和矩阵的表示和赋值矩阵或数组的元素列入括号中，每行的元素间用空格或逗号分隔，行与行之间用分号或回车键隔开。如表示一个 33的矩阵矩阵内的元素可以是数值、变量或者表达式。 5.1.3 MATLAB 的算术运算5.1 MATLAB的计算基础
