MATLAB在控制系统设计中的应用与基础

“控制系统计算机辅助设计——MATLAB语言与应用”国家级精品课程，由东北大学信息学院提供，作者薛定宇，出版于清华大学出版社。 MATLAB是目前自动化控制领域广泛使用的计算机语言，它以其简洁高效的特性受到青睐，同时在理工科的数学计算中也扮演着重要角色。MATLAB不仅拥有强大的科学计算能力，还具备丰富的绘图功能以及众多的专业工具箱，使其在动态系统仿真方面表现出色。这门课程以MATLAB为教学重点，旨在让学生掌握其编程基础和应用技巧。 课程内容涵盖了MATLAB程序设计的基础，包括基本数学运算、语言流程控制、函数编写与调试、二维和三维图形绘制，以及与现代科学运算的结合。以下是各部分的详细说明： 1. **MATLAB程序设计语言基础**：首先介绍MATLAB的变量命名规则，变量名必须以字母开头，后续可跟字母、数字或下划线，并且区分大小写。例如，MYvar12、MY_Var12和MyVar12_是有效的变量名，而12MyVar和_MyVar12则是错误的。 2. **基本数学运算**：MATLAB支持各种数学运算，包括算术运算（加、减、乘、除、指数、对数等）、关系运算（大于、小于、等于等）和逻辑运算（与、或、非）。此外，还有复数运算、矩阵运算等功能。 3. **语言流程控制**：MATLAB提供了if-else语句、for循环和while循环来控制程序的执行流程，以及switch-case结构用于多条件分支。 4. **函数编写与调试**：学习如何定义和调用函数，理解函数输入输出参数，以及使用MATLAB的调试工具进行代码优化和问题定位。 5. **二维图形绘制**：MATLAB能够生成各种高质量的二维图形，如直方图、散点图、线图和极坐标图等，这对于数据可视化和结果解释至关重要。 6. **三维图形表示**：MATLAB同样支持创建复杂的三维图形，如表面图、体图和曲线图，帮助用户在三维空间中理解和分析数据。 7. **MATLAB与现代科学运算**：通过MATLAB的工具箱，如信号处理工具箱、控制系统工具箱和优化工具箱等，可以进行复杂的数据分析、系统建模和仿真。 这门课程不仅适合自动化控制专业的学生，也适用于任何需要使用MATLAB进行科学计算和工程设计的领域。通过深入学习，学生将能够运用MATLAB解决实际问题，提高科研和工程实践能力。