【正文】 ? ? 第 五 章 Matlab 簡(jiǎn)介 MATLAB 是由美國(guó) mathworks 公司發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。 MATLAB 和 Mathematica、 Maple 并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。 MATLAB 可以進(jìn)行 矩陣 運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語(yǔ)言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、 圖像處理 、 信號(hào)檢測(cè) 、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。在新的版本中也加入了對(duì) C， FORTRAN，C++ ， JAVA 的支持。 MATLAB 產(chǎn)品族可以用來(lái)進(jìn)行以下各種工作： ● 數(shù)值分析 ● 數(shù)值和符號(hào)計(jì)算 ● 工程與科學(xué)繪圖 ● 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真 ● 數(shù)字圖像處理 技術(shù) ● 數(shù)字信號(hào)處理 技術(shù) ● 通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 ● 財(cái)務(wù)與金融工程 MATLAB 的應(yīng)用范圍非常廣，包括信號(hào)和圖像處理、通訊、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、測(cè)試和測(cè)量、財(cái)務(wù)建模和分析以及計(jì)算生物學(xué)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域。 與常數(shù)的運(yùn)算 常數(shù)與矩陣的運(yùn)算即是同該矩陣的每一元素進(jìn)行計(jì)算。 基本函數(shù)運(yùn)算中，矩陣的函數(shù)運(yùn)算是矩陣預(yù)算中最實(shí)用的部分，常用的主要有以下幾個(gè)： det(a) 求矩陣 a 的行列式 eig(a) 求矩陣 a 的特征值 inv(a)或 a^(1) 求矩陣 a 的逆矩陣 rank(a) 求矩陣 a 的秩 trace(a) 求矩陣 a 的跡（對(duì)角線元素之和） 我們進(jìn)行工程計(jì)算時(shí)常常遇到矩陣對(duì)應(yīng)元素之間的運(yùn)算。 基本數(shù)學(xué)運(yùn)算 數(shù)組的加、減與矩陣的加、減運(yùn)算完全相同?！鼻懊嬷v過(guò)常數(shù)與矩陣的除法運(yùn)算中常數(shù)只能做除數(shù)。 另 外，矩陣的數(shù)組運(yùn)算中還有冪運(yùn)算（運(yùn)算符 .^）、指數(shù)運(yùn)算（ exp）、對(duì)數(shù)運(yùn)算 (log)、和開(kāi)方運(yùn)算（ sqrt）、等，有了“對(duì)應(yīng)元素”的規(guī)定，數(shù)組的運(yùn)算實(shí)質(zhì)上就是針對(duì)數(shù)組內(nèi)部的每個(gè)元素進(jìn)行的。 . 邏輯關(guān)系運(yùn)算 邏輯運(yùn)算是 MATLAB 中數(shù)組運(yùn)算所特有的一種運(yùn)算形式，也是幾乎所有的高 級(jí)語(yǔ)言普遍適用的一種運(yùn)算。 2） 可用 ↑ 、 ↓ 鍵來(lái)重現(xiàn)已輸入的數(shù)據(jù)或命令。 3） 所有 MATLAB 命令都用小寫(xiě)字母。 4） 常用數(shù)有特定的名字，如 pi（ =） 、 Inf（ =∞ ）、 NaN 則表示不定型求得的結(jié)果（如 0/0）。 6） MATLAB 書(shū)寫(xiě)格式為 A=[1 2 3 ； 4 5 6 ； 7 8 9] 在 MATLAB 中運(yùn)行如下程序可得到 A矩陣 a=[1 2 3。7 8 9] a = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 7） 需要顯示命令的計(jì)算結(jié)果時(shí)，則語(yǔ)句后面不加 “ ； ” 號(hào)，否則要加 “ ； ”號(hào)。4 5 6。4 5 6。 a = （不顯示計(jì)算結(jié)果） 1 2 3 4 5 6 8） 當(dāng)輸入語(yǔ)句過(guò)長(zhǎng)需要換行時(shí)，應(yīng)加上 “ ? ” 后再回車，則可連續(xù)輸入。 但這個(gè)命令不是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而是存儲(chǔ)輸入與屏幕上輸出的內(nèi)容。在每個(gè)工作過(guò)程之前使用該命令，工作結(jié)束后使用 diary off 則能將整個(gè)工作過(guò)程記錄下來(lái)。 10） save 命令 該命令存儲(chǔ)定義的變量或演算結(jié)果，也可以用來(lái)存儲(chǔ)指定的變量。 如果輸入 calear a b c ，則表示清除工作空間中指定變量 a,b,c；如果僅僅輸入 calear 命令，則清除整個(gè)工作空間。 1) 在 MATLAB 中表示一個(gè)矢量要用方括號(hào)， 而列矢量的輸入只需在行矢量輸入格式基礎(chǔ)上加轉(zhuǎn)置符 (‘) 即可。4 5 6] x = 1 2 3 4 5 6 而 x=[1 2 3。 (加轉(zhuǎn)置符 ) x = 1 4 2 5 3 6 注意上面兩式的區(qū)別。 第二條命令可以在對(duì)數(shù)空間產(chǎn)生一個(gè)值在 x至 y 之間等間隔的行矢量 (一組數(shù)據(jù) )。 第三條命令產(chǎn)生 X 至 y 步長(zhǎng)為 n 的行矢量。 例一 x=logspace(0,5,6) x = 1 10 100 1000 10000 100000 例二 x=linspace(0,10,11) x = 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 例三 x=[0:1:10] x = 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 通過(guò)上面三個(gè)例子可以看出例一 , 例二中 n 代表選取的點(diǎn)數(shù)。 3) 矩陣的加 , 減 , 乘 , 除等 , 和其它語(yǔ)言書(shū)寫(xiě)一樣。 1） 系統(tǒng)的并聯(lián) parallel 命令可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)系統(tǒng)的并聯(lián)。 命令格式： [ n， d ] = paralltl（ n1， d1， n2， d2） [a， b， c， d] = paralltl（ a1， b1， c1， d1， a2， b2， c2， d2） 2） 系統(tǒng)的串聯(lián) series 命令實(shí)現(xiàn)兩個(gè)系統(tǒng)的串聯(lián)，示意圖如下： u1 y u2 y2 串聯(lián)后系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 系統(tǒng) 1 系統(tǒng) 2 g1（ s） g2（ s） 121212( ) ( ) ( )nng s g s g s dd?? ? ? ? 命令格式： [ n， d ] = series（ n1， d1， n2， d2） [ a， b， c， d ] = series（ a1， b1， c1， d1， a2， b2， c2， d2） 3） 系統(tǒng)的反饋 feedback 命令實(shí)現(xiàn)兩個(gè)系統(tǒng)的反饋連接，示意圖如下： u1 + y1 177。 4） 系統(tǒng)的閉環(huán) cloop 命令可以將系統(tǒng)的輸出反饋到系統(tǒng)的輸入構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，示意圖如下： u y 177。 第 六 章 潮流計(jì)算流程圖 g1（ s） g2（ s） g1（ s） 在上一章節(jié)，我們對(duì) MATLAB 的基本指令有了初步的了解，我們就可以畫(huà)出程序編程框圖，按照程序編程框圖，我們可以通過(guò) MATLAB 軟件進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)我們所求的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣。請(qǐng)輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)： n=39。 n1=input(39。)。請(qǐng)輸入由支路參數(shù)形成的矩陣： B=39。 X=input(39。)。 for i=1:n if X(i,2)~=0。 Y(p,p)=1./X(i,2)。q=B(i,2)。q=B(i,1)。 Y(q,p)=Y(p,q)。 Y(p,p)=Y(p,p)+1./B(i,3)+B(i,4)./2。導(dǎo)納矩陣 Y=39。 disp(Y) 按照程序調(diào)試的如下 結(jié) 果： 請(qǐng)輸 入 節(jié)點(diǎn)數(shù) ： n=6 請(qǐng)輸 入支路 數(shù) ： n1=7 請(qǐng)輸 入由支路 參數(shù) 形成的矩 陣 ： B=[1 2 0 1。5 3 + 0 1 0。4 6 + 0 1 0。1 4 + 0 1 0] 請(qǐng)輸 入由 節(jié)點(diǎn)號(hào) 及其 對(duì) 地阻抗形成的矩 陣 ： X=[1 0。3 0。5 0。 此次課程設(shè)計(jì)的 完 成， 還 要感謝老師的幫助以及同學(xué)的協(xié)力合作，團(tuán)結(jié)才能出成績(jī)