Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Тюменский государственный нефтегазовый университет»
Институт нефти и газа
Кафедра АиУ
Методическое указание
к лабораторной работе
«Основы среды математического моделирования MATLAB»
по дисциплине «теория автоматического управления»
для студентов специальностей:
210200 «Автоматизация технологических процессов», 180400 «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов», 210100 «Управление и информатика в технических системах» всех форм обучения
Тюмень 2004
Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Тюменский государственный нефтегазовый университет»
Институт нефти и газа
Кафедра АиУ
МЕТОДИЧЕСКОЕ УКАЗАНИЕ
к лабораторной работе
«Основы среды математического моделирования MATLAB»
по дисциплине «теория автоматического управления»
для студентов специальностей:
210200 «Автоматизация технологических процессов», 180400 «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов», 210100 «Управление и информатика в технических системах» всех форм обучения
|
Председатель РИС
__________ С.И.Перевощиков |
Зам. Директора по учебно- методической работе _________________А.В. Гунцов
«___» __________________2004 г.
Зав. кафедрой________В.М. Спасибов |
_________ Л.Н. Макарова, тел. 22-30-28
_________ Р.П. Игнатов, тел. 29-67-17
Тюмень 2004
Утверждено редакционно-издательским советом Тюменского государственного нефтегазового университета
Составители: доцент, к.т.н. Макарова Л.Н.
ст. преподаватель Игнатов Р.П.
© Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Тюменский государственный нефтегазовый университет» 2004г.
1. Основные элементы рабочей среды системы Matlab
Для запуска системы Matlab воспользуйтесь ярлыком, расположенным на рабочем столе. После этого вы должны увидеть следующее окно, представленное на рисунке 1.
Рисунок 1 – Главное окно системы Matlab
Окно системы состоит из трех основных областей:
Окно команд (справа)
Окно наборов инструментов (слева вверху)
Окно истории команд (слева внизу)
Кроме того, из окна истории команд можно переключится в окно «Текущий каталог» для смены рабочего каталога системы, а также для просмотра находящихся там файлов, как показано на рисунке 2
Рисунок 2 – Окно текущего каталога
Закладка «Рабочая область» в окне наборов инструментов позволяет просмотреть список всех переменных находящихся в памяти с указанием их типа и размерности, как показано на рисунке 3.
Рисунок 3 –Рабочая область
2. Линейная алгебра в системе Matlab
Система Matlab позволяет производить действия как в интерактивном режиме, когда команды последовательно вводятся в «окне команд», так и из файла программы, называемого Matlab-скрипт. Рассмотрим выполнение некоторых операций в интерактивном режиме:
Задание значения переменной:
>> a=5
a =
5
* - знак ; после оператора присваивания подавляет вывод значения переменной на экран.
Определение вектора
>> p=[1 2 3]
p =
1 2 3
>> h=[1;2;3]
h =
1
2
3
* - где p-вектор строка, а h-вектор столбец (символ ; в данном случае означает конец строки)
Задание матрицы
A =
1 3 7
4 2 3
5 6 2
Сложение матриц
> B=[9 8 7; 6 5 4; 3 2 1]
B =
9 8 7
6 5 4
3 2 1
>> C=A+B
C =
10 11 14
10 7 7
8 8 3
Нахождение обратной матрицы
>> A2=inv(A)
A2 =
-0.1333 0.3429 -0.0476
0.0667 -0.3143 0.2381
0.1333 0.0857 -0.0952
Нахождение транспонированной матрицы
>> A3=transpose(A)
A3 =
1 4 5
3 2 6
7 3 2
Умножение матриц
>> A4=A*A2
A4 =
1.0000 0 0.0000
0.0000 1.0000 0.0000
0 0.0000 1.0000
Нахождение корней уравнения
Для этого нужно задать вектор, элементами которого будут коэффициенты при степенях переменной, а затем воспользоваться командой roots:
> P=[1 3 7 25 1]
P =
1 3 7 25 1
>> roots(P)
ans =
-3.2129
0.1267 + 2.7710i
0.1267 - 2.7710i
-0.0405