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目录 .............................................................................................................................I

1.说明..........................................................................................................................1

2.MATLAB 语言简介 ...................................................................................................2

2.1 MATLAB 的应用基础 .....................................................................................2

2.2 MATLAB 函数 ................................................................................................3

2.3 绘制响应曲线 ..................................................................................................4

2.4 MATLAB 语言的联机帮助功能 ........................................................................6

3.MATLAB 语言基础实验 ............................................................................................7

3.1 实验一 MATLAB 语言平台..............................................................................7

3.2 实验二 MATLAB 数值运算 ............................................................................10

3.3 实验三 MATLAB 绘图 ...................................................................................13

3.4 实验四 MATLAB 句柄绘图 ............................................................................17

4. 控制理论仿真实验 ..................................................................................................20

4.1 实验五控制系统的建模 .................................................................................20

4.2 实验六控制系统的稳定性分析实验 ...............................................................26

4.3 实验七控制系统的时域分析实验 ...................................................................28

4.4 实验八控制系统的根轨迹分析 ......................................................................30

4.5 实验九控制系统的频域分析 ..........................................................................31

4.6 实验十 S 函数的编写及应用 ...........................................................................32

5. 实验作业 ................................................................................................................38

2.MATLAB 语言简介

MATLAB 是 MathWorks 公司于 1982 年推出的一套高性能的数值计算和可视化软

件，它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体，构成了一个方便的、界面

友好的用户环境。MATLAB 的推出得到了各个领域专家学者的广泛关注，其强大的扩展

功能为各个领域的应用提供了基础，现已成为国际控制界应用最广的首选计算机工具。

控制界的很多知名学者度为其擅长的领域写出工具箱，而其中很多工具箱已经成为该领

域的标准。

和其它的程序设计语言不同，MATLAB 语言的基本变量单元是复数矩阵，其矩阵处

理功能和图形处理功能是其最显著的特色，这里介绍一些简单实用的 MATLAB 命令及

操作。

2.1 MATLAB 的应用基础

1. 如何应用 MATLAB

通常以命令驱动方式应用 MATLAB 。当输入单个命令时，MATLAB 会立即对其进

行处理，并且显示处理结果。MATLAB 也能够执行存储在文件中的命令序列。

通过键盘输入的命令，可以用上下箭头键存取。

2. MATLAB 的变量

MATLAB 的一个特点是变量在应用前不必确定维数。在 MATLAB 中，变量一旦被

采用，会自动产生（如果必要，变量的维数以后还可改变），并保留在存储器中。

为了得到工作空间内的变量清单，可以通过键盘输入命令 who ，当前存放在工作空

间内的所有变量便会显示在屏幕上。

命令 clear 能从工作空间中清除所有非永久性变量。如果只需要从工作空间中清除某

个特定变量，比如“x”，则应输入命令 clear x。

3. 以“%”开始的程序行

在 MATLAB 中以“%”开始的行表示注解和说明，这些注解和说明是不执行的。如

果注解和说明需要一行以上程序行，则每一行均需以“%”为起始。

4. 分号操作符

分号用来取消打印（显示）。如果语句的最后一个符号是分号，则打印被取消，但

是命令仍在执行，而结果不再显示。此外，在输入矩阵时，分号表示一行的结束。

5. 冒号操作符

冒号操作符在 MATLAB 中起着重要作用。该操作符用来建立行向量，赋予矩阵下

标和规定叠代。例如：j : k 表示 [j j+1 … k-1 k]，A( : , j ) 表示矩阵 A 的第 j 列。

6. 输入超过一行的长句

如果输入的语句太长，超出了一行，则在语句的末尾输入 3 个小圆点（…），以表

明语句将延续到下一行。

7. 在一行内输入数个语句

如果语句之间用豆号或分号隔开，则可以把数个语句放在一行内。例如：

plot ( 1 , 3 , 'o') , text ( 1 , 20 , 'system 1' ) , text ( 1 , 15 , 'system 2' )

8. 选择输出格式

MATLAB 中的所有计算都是以双精度方式完成的，但是显示输出可以是具有 4 个小

数位的定点输出。例如，对于向量

x = [1/3 , 0.00002]

MATLAB 有下列输出

x =

0.3333 0.0000

如果在矩阵中至少有一个元素不是严格的整数，则有多种可能的输出格式。显示的

输出量可以用【File】菜单的【Preferences】命令设置，或用下列命令加以控制：

format short （0.3333 0.0000 ）

format long （ 0.33333333333333 0.00002000000000）

format short e （3.3333e-001 2.0000e-005）

format long e （3.333333333333333e-001 2.000000000000000e-005）

9. 退出 MATLAB 时如何保存变量

当退出 MATLAB 时，工作空间中的所有变量都将消失。如果在退出之前输入命令

save ，则所有的变量都被保存在磁盘文件 matlab.mat 文件中。当再次进入 MATLAB

时，命令 load 将使工作空间恢复到以前的状态。

如果要保存/恢复部分变量，可用如下命令：

save 文件名变量名（变量名之间用空格分割）/load 文件名

参见 save 命令的帮助文件。

2.2 MATLAB 函数

在当前的 MATLAB 5.0 及以上版本中，MATLAB 函数的调用格式和其它编程语言

是不同的，其典型的调用格式为

[返回变量列表]=func_name（输入变量列表）

其中等号左边的变量为返回变量，等号右边的变量为输入变量。MATLAB 允许在函

数调用时返回多个变量。而一个函数又可以由多种格式进行调用，例如 bode ( ) 函数可

以由下面的格式调用

[mag,phase]=bode(num,den,w)

其中 bode( ) 函数用来求取或绘制系统的 Bode 图，而系统在这里由传递函数分子

num 和分母 den 表示，还可以用下面的格式调用此函数

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