内蒙古工业大学机电系统仿真第一章绪论

内蒙古工业大学机电系统仿真第一章绪论第一页，共28页。主讲教师：岳霞机械学院

第二页，共28页。定位：专业选修课目标：了解MATLAB，能够熟练掌握数学（矩阵）运算，简单编程，简单的数据处理及基本图形绘制,仿真方框图的建立。第三页，共28页。学时:24学时18学时讲课、6学时上机考核要求：不得缺勤考核方式:考试第四页，共28页。系统是由客观世界中实体与实体间的相互作用和相互依赖关系构成的具有某种特定功能的有机整体。工程系统系统分类非工程系统工程系统的含意是指出相互关联部件组成的一个整体，实现特定的目标。覆盖机电、机械、化工、热力、流体等领域。如：数控加工系统：驱动部件、转换部件、执行部件。非工程系统涵盖的范围较广泛，大至宇宙，小至微观世界都存在着相互关联、相互制约的关系，形成一个整体，实现某种目的。第五页，共28页。1.系统仿真是利用物理或数学的模型来类比模拟现实过程，以寻求对真实过程的认识，它所遵循的基本原则是相似性原理。2.系统的数学模型是描述系统动态特性的数学表达式，用来表示系统运动过程中各个量的关系，是分析、设计系统的依据。3.计算机仿真的基本内容包括：系统、模型、算法、计算机程序设计与仿真结果显示、分析与验证等环节。第六页，共28页。一、MATLAB语言的发展

matlab语言是由美国的CleverMoler博士于1980年开发的。设计者的初衷是为解决“线性代数”课程的矩阵运算问题。取名MATLAB即MatrixLaboratory矩阵实验室的意思。第七页，共28页。它将一个优秀软件的易用性与可靠性、通用性与专业性、一般目的的应用与高深的科学技术应用有机的相结合MATLAB是一种直译式的高级语言，比其它程序设计语言容易第八页，共28页。MATLAB语言与其它语言的关系仿佛和C语言与汇编语言的关系一样计算机语言的发展数值运算解析运算管理、可视化智能化标志着计算机语言向“智能化”方向发展，被称为第四代编程语言。第九页，共28页。MATLAB已经不仅仅是一个“矩阵实验室”了，它集科学计算、图象处理；声音处理于一身，并提供了丰富的Windows图形界面设计方法MATLAB语言是功能强大的计算机高级语言,它以超群的风格与性能风靡全世界,成功地应用于各工程学科的研究领域第十页，共28页。MATLAB在美国已经作为大学工科学生必修的计算机语言之一.近年来，MATLAB语言已在我国推广使用，现在已应用于各学科研究部门和许多高等院校MATLAB语言不受计算机硬件的影响，286以上的计算机都可以使用第十一页，共28页。二、matlab能在各领域做什么工业研究与开发数学教学，特别是线性代数数值分析和科学计算方面的教学与研究电子学、控制理论和物理学等工程和科学学科方面的教学与研究经济学、化学和生物学等计算问题的所有其他领域中的教学与研究第十二页，共28页。例1、用一个简单命令求解线性系统

3x1+x2-x3=3.6x1+2x2+4x3=2.1-x1+4x2+5x3=-1.4>>A=[31-1;124;-145];b=[3.6;2.1;-1.4];x=A\bx=1.4818-0.46060.3848对于线性系统有Ax=b第十三页，共28页。例2、生成一个3×3矩阵，并将自然数1，2，…，9分别置成这9个矩阵元素，才能使得每一行、每一列，且主、反对角线元素相加都等于一个相同的数。第十四页，共28页。如果求9×9这样的高阶魔方矩阵？共同常数：369。第十五页，共28页。MATLAB提供了丰富的矩阵运算处理功能，是基于矩阵运算的处理工具。变量

矩阵，运算

矩阵的运算例如C=A+B，A,B,C都是矩阵,是矩阵的加运算即使一个常数，Y=5，MATLAB也看做是一个11的矩阵第十六页，共28页。2.符号运算功能符号运算即用字符串进行数学分析允许变量不赋值而参与运算用于解代数方程、微积分、复合导数、积分、二重积分、有理函数、微分方程、泰勒级数展开、寻优等等，可求得解析符号解第十七页，共28页。具有高层绘图功能—两维、三维绘图具有底层绘图功能—句柄绘图使用plot函数可随时将计算结果可视化第十八页，共28页。例、用简短命令计算并绘制在0x6范围内的sin(2x)、sinx2、sin2x。x=linspace(0,6)y1=sin(2*x),y2=sin(x.^2),y3=(sin(x)).^2;plot(x,y1,x,y2,x,y3)第十九页，共28页。阶梯图第二十页，共28页。用四种方法描述cos(x)*sin(y)图形第二十一页，共28页。第二十二页，共28页。动态系统进行建模、仿真和分析的软件包用结构图编程，而不用程序编程只需拖几个方块、连几条线，即可实现编程功能第二十三页，共28页。第二十四页，共28页。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第二十五页，共28页。