機(jī)電控制工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

汽車與交通學(xué)院《機(jī)電控制工程基礎(chǔ)S》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書適用專業(yè):************課程代碼:***********學(xué)時:**學(xué)分:***編寫單位:********系編寫人:*****************審核人:*****審批人:*****************年********月目錄TOC\o"1-1"\h\z\u實(shí)驗(yàn)一Matlab軟件基礎(chǔ)操作及M語言基礎(chǔ) 3實(shí)驗(yàn)二Simulink模塊基礎(chǔ)操作及建?；A(chǔ) 12實(shí)驗(yàn)三一階系統(tǒng)的時域響應(yīng)分析 18實(shí)驗(yàn)四二階系統(tǒng)的時域響應(yīng)分析 22實(shí)驗(yàn)五控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 26實(shí)驗(yàn)六控制系統(tǒng)的校正分析 30附錄一MATLAB6.5控制系統(tǒng)工具箱函數(shù)和結(jié)構(gòu)化的控制語句 36主要參考文獻(xiàn) 45

實(shí)驗(yàn)一Matlab軟件基礎(chǔ)操作及M語言基礎(chǔ)一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?)掌握MATLAB仿真軟件的安裝及啟動，熟悉MATLAB工作環(huán)境平臺。2)掌握MATLAB命令窗口，包括工具條以及菜單選項(xiàng)的使用；MATLAB語言的基本規(guī)定，包括數(shù)值的表示、變量命名規(guī)定、基本運(yùn)算符、預(yù)定義變量以及表達(dá)式等。3)掌握MATLAB圖形繪制功能、M文件程序設(shè)計和線性控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)模型的建立等。二.實(shí)驗(yàn)儀器PC計算機(jī)一臺，MATLAB軟件1套三.實(shí)驗(yàn)原理MATLAB作為一種高級語言，它不僅可以以一種人機(jī)交互式的命令行的方式工作，還可以像BASIC、FORTRAN、C等其他高級計算機(jī)語言一樣進(jìn)行控制流的程序設(shè)計（MATLAB語言的流程控制語句主要有for、while、if-else-end及switch-case等4種語句，這4種流程控制語句功能介紹見附錄一）。MATLAB控制流，即編制一種以*.m為擴(kuò)展名的MATLAB程序（簡稱M文件）。由于商用的MATLAB軟件是用C語言編寫而成。因此，M文件的語法與C語言十分相似。對廣大參加建模競賽且學(xué)過C語言的同學(xué)來說，M文件的編寫是相當(dāng)容易的。建立和運(yùn)行M文件程序的過程如下：打開M文件編輯窗口：在圖1中選擇File→New→M－file菜單項(xiàng)實(shí)現(xiàn)在M文件編輯窗口鍵入M文件的各行：如在編輯窗口鍵入下面5行t=0:pi/50:4*pi;y0=exp(-t/3);y=exp(-t/3).*sin(3*t);plot(t,y,’-r’,t,y0,’--b’,t,-y0,’--b’);grid保存文件：在圖2中選擇File→Save菜單項(xiàng)，保存文件。例如可鍵入exp1,上述命令行就保存為exp1.m。調(diào)試運(yùn)行M文件程序：可在圖中選擇Debug→Run菜單項(xiàng)，全速運(yùn)行M文件程序。也可用鼠標(biāo)點(diǎn)擊行號后短橫線，給程序設(shè)置斷點(diǎn)，選擇Debug→Step，單步運(yùn)行M文件程序，并根據(jù)工作空間管理窗口（Workspace）結(jié)果了解每條指令的功能。按上面的過程來建立M文件程序，并用Run和Step兩種方式來調(diào)試運(yùn)行M文件程序。圖1-1建立和運(yùn)行M文件程序的過程四．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容4.1基本的運(yùn)算操作（a）任何矩陣（向量），可以直接按行方式輸入每個元素：同一行中的元素用半角逗號（，）或者用空格符來分隔；行與行之間用分號（；）分隔。所有元素處于一方括號（[]）內(nèi)；例1：>>Time=[111212345678910]>>X_Data=[2.323.43；4.375.98]（b）數(shù)組（矩陣）的點(diǎn)運(yùn)算運(yùn)算符：+（加）、-（減）、./（右除）、.\（左除）、.^（乘方），例2：>>g=[1234]；h=[4321]；>>s1=g+h,s2=g.*h,s3=g.^h,s4=g.^2,s5=2.^h4.2線性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型若要在MATLAB環(huán)境下得到傳遞函數(shù)的形式，可以調(diào)用tf()函數(shù)。該函數(shù)的調(diào)用格式為G=tf(num,den);其中num,den分別為系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分子和分母多項(xiàng)式系數(shù)向量。返回的G為傳遞函數(shù)形式。然而，如果分子或分母多項(xiàng)式給出的不是完全的展開的形式，而是若干個因式的乘積，則事先需要將其變換為完全展開的形式，兩個多項(xiàng)式的乘積在MATLAB下借用卷積求取函數(shù)conv()得出，其調(diào)用格式為p=conv(p1,p2)其中p1和p2為兩個多項(xiàng)式，調(diào)用這個函數(shù)就能返回乘積多項(xiàng)式p。例3設(shè)系統(tǒng)傳遞函數(shù)輸入下面的命令>>num=[1,5,3,2];>>den=[1,2,4,3,1];%分子多項(xiàng)式和分母多項(xiàng)式>>G=tf(num,den);%這樣就獲得系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型G了。這些命令可在命令行輸入也可編成一個M文件。在MATLB提示符“>>”下鍵入G，或省略最后命令中分號，則可顯示該數(shù)學(xué)模型。>>G%下面是MATLB的顯示結(jié)果Transferfunction:s^3+5s^2+3s+2s^4+2s^3+4s^2+3s+1例4設(shè)系統(tǒng)傳遞函數(shù)此分子或分母多項(xiàng)式給出的不是完全展開的形式，而是若干個因式的乘積，采用tf()第一種輸入法之前，應(yīng)先用conv()函數(shù)獲得分子和分母多項(xiàng)式給出的完全展開的形式num和den，即輸入命令>>num=conv([0,5],[1,2.4]);>>den=conv(conv(conv([1,1],[1,1]),[1,3,4]),[1,0,1]);>>G=tf(num,den)%語句沒有分號結(jié)尾，故將顯示系統(tǒng)傳遞函數(shù)Transferfunction:5s+12s^6+5s^5+12s^4+16s^3+15s^2+11s+4用算子方法可以更直觀地輸入系統(tǒng)模型，輸入命令為>>s=tf('s');>>G=5*(s+2.4)/((s+1)^2*(s^2+3*s+4)*(s^2+1));4.3Matlab繪圖操作（a）plot函數(shù)該命令在線性坐標(biāo)系下繪制y對應(yīng)于x的軌跡。若其中之一為矩陣則該命令將對應(yīng)于矩陣的行或者列繪制一簇曲線。該命令也可以在同一坐標(biāo)軸下繪制多條曲線。例5用plot繪制y=sinx/x的圖形x=-2*pi:pi/10:2*pi;y=sin(x)./x；%準(zhǔn)備數(shù)據(jù)plot(x,y)%用plot作圖注意x=0處的圖形（b）subplot(r,c,p)函數(shù)該命令將屏幕分成r*c個窗口,p表示在第幾個窗口.同時繪制多個圖形窗口時,繪圖語句間應(yīng)用逗號分開。例6下面的程序產(chǎn)生四個窗口,且分別繪制相應(yīng)圖形.t=[0:0.01:2*pi];y=sin(t);x=cos(t);subplot(221),plot(t,y),grid,subplot(222),plot(t,x),grid,subplot(223),polar(t,y),subplot(224),polar(t,x)從上面的程序可以看出,subplot語句中的r,c,p可以不用逗號分開。上面程序執(zhí)行后得到如下圖形：4.4基本繪圖控制參數(shù)：設(shè)置線型、線色、數(shù)據(jù)點(diǎn)形1）、曲線點(diǎn)型、線色允許設(shè)置值線型符號-：-.--含義實(shí)線虛線點(diǎn)劃線雙劃線線色符號bgrcmykw含義藍(lán)綠紅青品紅黃黑白2）、數(shù)據(jù)點(diǎn)形常用設(shè)置值含義實(shí)心黑點(diǎn)空心圓圈叉字符十字符八線符方塊符菱形符五角星符3）、坐標(biāo)軸控制(axis)、分格線（grid）4）、圖形標(biāo)注：坐標(biāo)軸名(label)、圖形標(biāo)題（title）、圖例(legend)、圖形說明（text,gtext）,格式如下：title(‘s’)書寫圖形標(biāo)題xlabel(‘s’)橫坐標(biāo)軸名ylabel(‘s’)縱坐標(biāo)軸名legend(‘s1’,’s2’,…)繪制曲線所用線型、色彩、或數(shù)據(jù)點(diǎn)型圖例text(x1,y1,’s’)在圖面（x1,y1）坐標(biāo)處書寫字符注釋gtext(‘s’)用鼠標(biāo)選擇書寫字符注釋的位置例7在M文件編輯窗口鍵入M文件的各行：如在編輯窗口鍵入下面5行，并觀察經(jīng)設(shè)置后仿真曲線的結(jié)果：t=0:pi/50:4*pi;y0=exp(-t/3);y=exp(-t/3).*sin(3*t);plot(t,y,’-r’,t,y0,’--b’,t,-y0,’--b’);grid五.實(shí)驗(yàn)報告5.1寫出如何建立和運(yùn)行M文件程序的過程。5.2利用M語言在命令窗口或腳本文件中分別完成上面實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中的例1例7，要求所有涉及坐標(biāo)曲線的例題，均需要有title，title命名為學(xué)號+姓名，仿真時間設(shè)置為10秒+學(xué)號的最后一位（例如學(xué)號為*****，則仿真時間取10+5=15秒）。5.3完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：利用腳本.m文件繪制和函數(shù)的曲線，結(jié)果如下圖所示：請寫出實(shí)現(xiàn)上述結(jié)果的完整代碼，語言功能要求：1）在同一窗口的兩個子窗口中分別繪制出和函數(shù)曲線，橫坐標(biāo)t的范圍為0~3s，采樣間隔為3/學(xué)號后三位秒。2）按圖所示標(biāo)注：坐標(biāo)軸名稱、標(biāo)題。3）曲線和分別為實(shí)線和虛線、顏色分別為紅色和黑色、數(shù)據(jù)點(diǎn)標(biāo)記分別為“o”和“*”。5.4整理在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題及如何解決的。六實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1.實(shí)驗(yàn)中不輕易改動MATLAB/Simulink的參數(shù)設(shè)置，以免引起系統(tǒng)運(yùn)行問題。2.遇到各種難以處理的問題，請詢問指導(dǎo)老師。3.為保證計算機(jī)的安全，上機(jī)過程中非經(jīng)指導(dǎo)老師和實(shí)驗(yàn)室管理人員同意，禁止使用軟盤與移動硬盤。4.每次上機(jī)，個人應(yīng)按規(guī)定要求使用同一計算機(jī)，如因故障需更換，應(yīng)報指導(dǎo)老師或?qū)嶒?yàn)室管理人員同意。5.上機(jī)時間，禁止使用計算機(jī)從事與課程無關(guān)的工作。6.將實(shí)驗(yàn)過程截圖，并配以適當(dāng)?shù)奈淖终f明。

實(shí)驗(yàn)二Simulink模塊基礎(chǔ)操作及建?；A(chǔ)一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．熟悉Matlab中基本simulink仿真環(huán)境；2．掌握simulink進(jìn)行系統(tǒng)仿真設(shè)計的基本步驟；3．掌握simulink中常用模塊庫；4．掌握模塊操作、信號線操作、模型注釋的基本技巧；5.能夠使用SIMULINK進(jìn)行系統(tǒng)模型的建立并仿真等。二.實(shí)驗(yàn)儀器PC計算機(jī)一臺，MATLAB軟件1套三.實(shí)驗(yàn)原理1)SIMULINK的啟動要啟動SIMULINK，先要啟動MATLAB。在MATLAB命令窗口，鍵入“SIMULINK”，或點(diǎn)擊窗口上面的SIMULINK圖標(biāo)，如圖2-1所示，就打開了SIMULINK窗口，進(jìn)入SIMULINK庫模塊瀏覽界面，如圖2-2所示。在SIMULINK窗口下，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊newmodel圖標(biāo)或選取菜單File→New→Model后，SIMULINK會打開一個名為untilited（無標(biāo)題）的模型窗口，如圖2-3所示。隨后，按用戶要求可以在此模型窗口中創(chuàng)建模型及進(jìn)行仿真運(yùn)行。打開打開SimulinkLibraryBrowser瀏覽器圖2-1啟動SIMULINKnewmodel2-1simulink的圖標(biāo)newmodel圖2-2Simulink的主界面—庫模塊瀏覽器圖2-3空的模塊窗口2)SIMULINK模塊庫SIMULINK提供了9類基本模塊庫：連續(xù)系統(tǒng)模塊庫（Continous）、離散系統(tǒng)模塊庫（Discrete）、函數(shù)與表模塊庫（Function&Tables）、數(shù)學(xué)運(yùn)算模塊庫（Math）、非線性系統(tǒng)模塊庫（Nonlinear）、信號模塊庫（SignalRouting）、輸出模塊庫（Sinks）、輸入源模塊庫（Sourses）、子系統(tǒng)模塊庫（Subsystems）等基本模塊庫。附錄二對本實(shí)驗(yàn)書中用到的5個模塊：連續(xù)系統(tǒng)模塊庫（Continous）、數(shù)學(xué)運(yùn)算模塊庫（Math）、信號模塊庫（SignalRouting）、輸出模塊庫（Sinks）、和輸入源模塊庫（Sourses）的功能進(jìn)行了介紹。3)用SIMULINK建立系統(tǒng)模型及仿真以求一個慣性環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)為例，說明一下模型的建立過程。開啟SIMULINK窗口及模塊庫：在MATLAB命令窗口，鍵入“SIMULINK”，或點(diǎn)擊窗口上面的SIMULINK圖標(biāo)，如圖2-4所示，就打開了SIMULINK窗口，進(jìn)入SIMULINK庫模塊瀏覽界面，如圖2-2所示。②建立新文件：在SIMULINK窗口下，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊newmodel圖標(biāo)或選取菜單File→New→Model后，SIMULINK會打開一個名為untilited（無標(biāo)題）的模型窗口，如圖6所示。新文件建立后，可以用菜單File中的Saveas命令保存程序，這時需要給文件取名。保存的文件擴(kuò)展應(yīng)名為.mdl。本例中將文件名命名為examp1.mdl。③復(fù)制模塊雙擊模塊組圖標(biāo)打開模塊子庫，將鼠標(biāo)移到所要復(fù)制的模塊上，然后按下左鍵并拖動鼠標(biāo)到目標(biāo)窗口，再松開鍵，用右鍵可在任意窗口內(nèi)復(fù)制模塊，此時原模塊保留。本例中雙擊Sources圖標(biāo)將打開模塊子庫，將Step模塊復(fù)制到examp1.mdl目標(biāo)窗口；雙擊Continuous圖標(biāo)將打開模塊子庫，將TransferFcn模塊復(fù)制到examp1.mdl目標(biāo)窗口；雙擊Sinks圖標(biāo)將打開模塊子庫，將Scope模塊復(fù)制到examp1.mdl目標(biāo)窗口。④修改模塊參數(shù)。通常目標(biāo)窗口中復(fù)制的模塊的參數(shù)和要求不一致，因此需對這些復(fù)制過來的模塊參數(shù)進(jìn)行修改。雙擊復(fù)制過來的模塊，會出現(xiàn)對一個對話框，在對話框中設(shè)置相應(yīng)參數(shù)。本例中雙擊Step模塊，設(shè)置階躍信號的起始時間從默認(rèn)的1修改為0、并可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計設(shè)置初值和終值；雙擊TransferFcn模塊，設(shè)置傳遞函數(shù)的表達(dá)式，在分子（Numerator）多項(xiàng)式系數(shù)處鍵入[5]，在分母（Denominator）多項(xiàng)式系數(shù)處鍵入[0.8,2].⑤模塊之間的連接模塊左側(cè)和右側(cè)尖角>分別表示模塊的輸入和輸出，模塊之間的連接按照下述方法進(jìn)行：鼠標(biāo)移到一個模塊的輸入（出）端，按下左鍵，拖動鼠標(biāo)到另一個模塊的輸出（入）端，松開，連線完畢。若要從一條已經(jīng)存在的連線上引出另一條連線，首先把鼠標(biāo)指針移到這個連線上，按下右鍵，拖動鼠標(biāo)到目標(biāo)端口，再松開鍵。按照上述步驟建立的慣性環(huán)節(jié)模型如圖2-4所示。圖2-4用SIMULINK建立的慣性環(huán)節(jié)模型⑥選擇對象與刪除對象用鼠標(biāo)左鍵在所選對象上單擊一下，被選對象就會出現(xiàn)相應(yīng)標(biāo)記。若要刪除模塊或連線，首先要選中該模塊過連線，然后再按Delete或Clear鍵。⑦仿真與顯示若要開始仿真，單擊起動仿真的按鈕或選擇Simulation→Start就可以了。雙擊Scope模塊就打開示波器，示波器上就顯示出變量隨時間變化的曲線。四.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容4.1建立圖2-5所示的simulink模型，并完成仿真。圖2-5某系統(tǒng)的Simulink模型4.2新建模型文件，搭建2個Simulink仿真模型，對模型中信號線上的信號進(jìn)行標(biāo)注并完成仿真，要求：仿真時間設(shè)置為10+學(xué)號最后一位，仿真背景顏色改為白色，曲線粗細(xì)、顏色、線型等進(jìn)行調(diào)整，title為學(xué)號+姓名。模型1：；模型2：，其中m=1，c=2，k=3。五.實(shí)驗(yàn)報告1按要求完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容四；2記錄模型搭建過程，并將參數(shù)設(shè)置對話窗口進(jìn)行截圖，說明設(shè)置過程；3思考：請寫出圖2-5中模型對應(yīng)的系統(tǒng)的微分方程；4整理在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題及如何解決的。

實(shí)驗(yàn)三一階系統(tǒng)的時域響應(yīng)分析一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?)通過用MATLAB及SIMULINK對控制系統(tǒng)的時域分析有感性認(rèn)識；2)通過仿真對比理解參數(shù)對比例環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)和典型一階系統(tǒng)的時間響應(yīng)的影響；3）理解典型一階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)，單位階躍響應(yīng)和單位斜坡響應(yīng)的特點(diǎn)；4）搭建簡單的Simulink模型，編寫簡單的M語言。二.實(shí)驗(yàn)儀器PC計算機(jī)一臺，MATLAB軟件1套三.實(shí)驗(yàn)原理自動控制系統(tǒng)是由比例、積分、慣性環(huán)節(jié)等典型環(huán)節(jié)按一定的關(guān)系連接而成。熟悉這些慣性環(huán)節(jié)對典型輸入信號的響應(yīng)，對分析線性系統(tǒng)十分有益。四．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容4.1典型環(huán)節(jié)的仿真寫出各典型環(huán)節(jié)（比例、慣性、積分環(huán)節(jié)）的傳遞函數(shù)，在Simulink模型中建立系統(tǒng)，并記錄仿真各典型環(huán)節(jié)的單位階躍響應(yīng)，并研究參數(shù)變化對輸出響應(yīng)的影響。表3-1實(shí)驗(yàn)記錄表格（供參考）典型環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)參數(shù)取值參數(shù)變化對輸出影響的結(jié)論比例環(huán)節(jié)①K=1②K=5③K=10慣性環(huán)節(jié)①τ=0.01②τ=1③τ=100積分環(huán)節(jié)①K=0.01②K=1③K=10要求：將題目中的示波器橫軸終值修改為20s；設(shè)置階躍信號的steptime從0開始；每種典型環(huán)節(jié)的三種情況繪制在同一model文件中，并將三組曲線放在同一示波器中顯示；示波器觀測曲線并記錄時，黑底必須去掉，并對曲線的粗細(xì)，顏色等進(jìn)行調(diào)整。4.2一階系統(tǒng)的響應(yīng)（1)一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)在SIMULINK環(huán)境下搭建圖3-1的模型，進(jìn)行仿真，得出仿真曲線圖。要求：記錄下仿真曲線圖，觀察仿真結(jié)果與理論情況是否統(tǒng)一？寫出具體的分析過程。提示：在仿真曲線中觀察并記錄響應(yīng)的調(diào)整時間和穩(wěn)態(tài)誤差，從響應(yīng)的快速性和準(zhǔn)確性兩方面進(jìn)行分析。圖3-1一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)模型（2)一階系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)在SIMULINK環(huán)境下搭建圖3-2的模型，將示波器橫軸終值修改為12s進(jìn)行仿真，得出仿真曲線圖。要求：記錄下仿真曲線圖，觀察仿真結(jié)果與理論情況是否統(tǒng)一？寫出具體的分析過程。提示：在仿真曲線中觀察并記錄響應(yīng)的調(diào)整時間和穩(wěn)態(tài)誤差，從響應(yīng)的快速性和準(zhǔn)確性兩方面進(jìn)行分析。圖3-2一階系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)模型（3）一階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)在medit環(huán)境下，編譯一個.m文件，利用impulse（G）函數(shù)可以得出仿真曲線圖。參考程序清單：num=[1];den=[51];%系統(tǒng)模型step(num,den)％繪制階躍響應(yīng)曲線提示：Impulse（G）脈沖響應(yīng)要求：記錄下仿真曲線圖，觀察仿真結(jié)果與理論情況是否統(tǒng)一？寫出具體的分析過程。提示：在仿真曲線中觀察并記錄響應(yīng)的調(diào)整時間和穩(wěn)態(tài)誤差，從響應(yīng)的快速性和準(zhǔn)確性兩方面進(jìn)行分析。五.實(shí)驗(yàn)報告1)記錄上述實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的曲線圖；2)所有需要分析的過程均要完成；3)整理在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題及解決方案。

實(shí)驗(yàn)四二階系統(tǒng)的時域響應(yīng)分析一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?)通過用MATLAB及SIMULINK對控制系統(tǒng)的時域分析有感性認(rèn)識；2)理解典型2階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)的特點(diǎn)；3）通過仿真對比理解二階振蕩環(huán)節(jié)中的2個參數(shù)對時間響應(yīng)的影響；4）搭建簡單的Simulink模型，編寫簡單的M語言。二.實(shí)驗(yàn)儀器PC計算機(jī)一臺，MATLAB軟件1套三.實(shí)驗(yàn)原理對實(shí)際系統(tǒng)建模時，高階系統(tǒng)通過忽略一些次要因素后通?？梢杂啥A系統(tǒng)來表征。二階振蕩環(huán)節(jié)作為一種典型環(huán)節(jié)，因其響應(yīng)具有良好的振蕩特性和快速性，在實(shí)際控制系統(tǒng)設(shè)計時尤為重要。四．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容4.1在SIMULINK環(huán)境下搭建系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)時的模型，并用示波器觀測輸出波形。要求：該題目得仿真時間分別設(shè)置為10s和30s，示波器中要求同時顯示輸入信號和輸出信號。4.2二階系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)形式為，其中自然角頻率。選取不同阻尼比0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2，用MATLAB得到二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線。本題采用M語言發(fā)，參考程序清單：wn=1;cc=[];t=0:0.1:12;zetas=[0:0.2:1.2];L1=length(zetas);fori=1:L1z=zetas(i);ifz==0c=1-cos(wn*t);elseif(z>0&z<1)wd=wn*sqrt(1-z^2);th=atan(sqrt(1-z^2)/z);c=1-exp(-z*wn*t).*sin(wd*t+th)/sqrt(1-z^2);elseifz==1c=1-(1+wn*t).*exp(-wn*t);elseifz>1lam1=-z-sqrt(z^2-1);lam2=-z+sqrt(z^2-1);c=1-0.5*wn*(exp(lam1*t)/lam1-exp(lam2*t)/lam2)/sqrt(z^2-1);endcc=[cc;c]endplot(t,cc);運(yùn)行以上程序得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。要求：（a）在圖中標(biāo)注阻尼比的值，即加圖例；（b）對代碼寫出詳細(xì)的注釋，要求手寫；（c）詳細(xì)分析對系統(tǒng)響應(yīng)的快速性和平穩(wěn)性的影響。4.3阻尼比選取不同自然角頻率0.2,0.4,0.6,0.8,1.0，用MATLAB得到二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線，并分析比較不同自然角頻率對應(yīng)的系統(tǒng)輸出的情況。在SIMULINK環(huán)境下搭建圖4-1的模型，進(jìn)行仿真，二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線。圖4-1控制系統(tǒng)simulink模型實(shí)驗(yàn)要求：（a）在圖中標(biāo)注同自然角頻率值，即加圖例；（b）對傳遞函數(shù)的參數(shù)設(shè)置說明，即參數(shù)對話窗口的操作（c）詳細(xì)分析分析對系統(tǒng)響應(yīng)的平穩(wěn)性和快速性的影響。五.實(shí)驗(yàn)報告1)記錄實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中的仿真曲線圖，并回答相應(yīng)的問題；2）在曲線中設(shè)置“title”為姓名+學(xué)號，并在圖中顯示圖例。3)整理在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題及解決方案。

實(shí)驗(yàn)五控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?)通過用MATLAB及SIMULINK對控制系統(tǒng)的頻域分析有感性認(rèn)識。2)能夠利用MATLAB仿真軟件得到任何傳遞函數(shù)所對應(yīng)的伯徳圖和乃奎斯特圖。二.實(shí)驗(yàn)儀器PC計算機(jī)一臺，MATLAB軟件1套三.實(shí)驗(yàn)原理1)繪制伯徳圖函數(shù)。命令bode可以計算線性連續(xù)定常系統(tǒng)頻率響應(yīng)的幅值和相角。當(dāng)不帶左端變量時，MATLAB可以在屏幕上產(chǎn)生伯德圖。當(dāng)包含左端變量時，即[mag,phase,ω]=bode(num,den,ω)命令bode將把系統(tǒng)的頻率響應(yīng)轉(zhuǎn)變成mag，phase和ω矩陣，這時在屏幕上不顯示頻率響應(yīng)圖。矩陣mag和phase包含系統(tǒng)頻率響應(yīng)的幅值和相角，這些幅值和相角值是在用戶指定的頻率點(diǎn)上計算得到的。相角以度來表示，表達(dá)式magdB=20*log10(mag)可以把幅值轉(zhuǎn)變成分貝。為了指明頻率范圍，采用命令logspace(d1,d2)或logspace（d1,d2,n）。logspace(d1,d2)在兩個十進(jìn)制數(shù)10d1和10d2之間產(chǎn)生一個由50個點(diǎn)組成的矢量，這50個點(diǎn)彼此在對數(shù)上有相等的距離。這就是說，在0.1rad/s與100rad/s之間，將產(chǎn)生50個點(diǎn)。為此輸入命令：ω=logspace(-1,2)logspace(d1,d2,n)在十進(jìn)制數(shù)10d1和10d2之間，產(chǎn)生n個在對數(shù)上相等距離的點(diǎn)。例如為了在1rad/s與1000rad/s之間產(chǎn)生100個點(diǎn)，輸入下列命令：ω=logspace(0,3,100)當(dāng)畫伯德圖時，為了將這些頻率包括進(jìn)去，采用命令bode(num,den,ω)。為了繪制的Bode圖中標(biāo)有相角裕度和增益裕度，還可使用margin()函數(shù)，其調(diào)用格式為margin(G)或margin(num,den)其中G為系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，num,den分別為G系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分子和分母多項(xiàng)式系數(shù)向量。2)繪制乃奎斯特圖函數(shù)。命令nyquist可以計算線性連續(xù)定常系統(tǒng)的乃奎斯特頻率曲線。當(dāng)不帶左端變量時，MATLAB可以在屏幕上產(chǎn)生乃奎斯特圖，其調(diào)用格式為nyquist(G)或nyquist(num,den)其中G為系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，num,den分別為G系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分子和分母多項(xiàng)式系數(shù)向量。當(dāng)包含左端變量時，即[re,im,ω]=nyquist(num,den,ω)命令nyquist將把系統(tǒng)的頻率響應(yīng)轉(zhuǎn)變成re，im和ω矩陣，這時在屏幕上不顯示頻率響應(yīng)圖。矩陣re和im分別表示系統(tǒng)頻率響應(yīng)的實(shí)頻和虛頻特性，這些實(shí)頻值和虛頻值是在用戶指定的頻率點(diǎn)上計算得到的。四.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)分別如下：4.14.24.3利用bode()函數(shù)、margin()函數(shù)、nyquist（）函數(shù)繪制上述各控制系統(tǒng)伯德圖和乃奎斯特圖，并求相角裕度和增益裕度，然后分別從幾何穩(wěn)定性判據(jù)和穩(wěn)定裕量兩個角度判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定？。參考程序如下：s=tf('s');G=1/((1+s)*(1+2*s));figure(1);nyquist(G)figure(2);margin(G);grid五.實(shí)驗(yàn)報告1)寫出上述實(shí)驗(yàn)的程序代碼、運(yùn)行得到曲線圖，回答相關(guān)問題。2）針對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容4.3，利用代數(shù)判據(jù)Routh判據(jù)進(jìn)行穩(wěn)定性判定，驗(yàn)證穩(wěn)定性結(jié)論與前面的穩(wěn)定性結(jié)論是否一致？3)整理在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題及如何解決的。

實(shí)驗(yàn)六控制系統(tǒng)的校正分析一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?)在MATLAB環(huán)境下掌握控制系統(tǒng)串聯(lián)校正的設(shè)計方法。2)分析校正前后控制系統(tǒng)的動態(tài)過程。3)分析超前校正對系統(tǒng)性能的影響。二.實(shí)驗(yàn)儀器PC計算機(jī)一臺，MATLAB軟件1套三實(shí)驗(yàn)原理伯德圖超前校正設(shè)計步驟如下：（1）根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差的要求，確定系統(tǒng)的開環(huán)增益K。（2）繪制在確定K值下原系統(tǒng)的伯德圖，計算得到原系統(tǒng)的相角裕度和截止頻率。如果（a）<希望的，（b）<希望的、（c）原系統(tǒng)的是以斜率-2(-40dB/dec)穿過0dB,可以采用超前校正，利用相位超前特性來補(bǔ)償相角裕度的不足。（3）根據(jù)給定的相角裕度，計算最大相位超前角：（4）計算低頻衰減率：（5）確定校正后系統(tǒng)的剪切頻率：應(yīng)使校正后系統(tǒng)的剪切頻率正好在原系統(tǒng)最大超調(diào)角φm所對應(yīng)的頻率ωm處，即?。害豤=ωm。此時，在該頻率下，滿足此式（6）計算。（7）據(jù)此確定超前校正裝置：（8）繪制校正前后開環(huán)系統(tǒng)伯德圖，驗(yàn)證系統(tǒng)性能指標(biāo)。四.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容超前校正仿真設(shè)計根據(jù)上述超前校正設(shè)計方法求解下列問題：已知角位移單位負(fù)反饋隨動系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為試設(shè)計系統(tǒng)的相位超前校正，使系統(tǒng)滿足要求：r(t)=t時，esr≤0.1弧度，②≥4.4rad/s,。（1）根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差的要求，確定系統(tǒng)的開環(huán)增益K。在斜坡r(t)=t信號作用下，可得確定開環(huán)增益（2）繪制在確定K＝10值下原系統(tǒng)的伯德圖與階躍響應(yīng)曲線，檢查是否滿足題目要求程序清單：s=tf('s');G0=10/(s*(s+1));figure(1);margin(G0);figure(2);step(feedback(G0,1),'r');grid運(yùn)行以上程序得到原系統(tǒng)的伯德圖與階躍響應(yīng)曲線，確定系統(tǒng)的相角裕度和幅值裕度。（3）求超前校正裝置的傳遞函數(shù)，根據(jù)，取計算超前校正裝置傳遞函數(shù)的程序清單（基于matlab版本不同，給出2個版本代碼）（版本一）s=tf('s');G0=10/(s*(s+1));[mag,phase,w]=bode(G0);[Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(G0);gama=45;gama0=Pm;fai=(gama-gama0+10)*pi/180;％計算最大相位超前角alfa=(1-sin(fai))/(1+sin(fai));％計算低頻衰減率adb=20*log10(mag);am=10*log10(alfa);wc=spline(adb,w,am);％確定校正后系統(tǒng)的剪切頻率wm=wc;T=1/(wm*sqrt(alfa));alfat=alfa*T;Gc=tf([T1],[alfat1])（版本二）clear;s=tf('s');G0=10/(s*(s+1));[mag,phase,w]=bode(G0);[Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(G0);gama=45;gama0=Pm;fai=(gama-gama0+10)*pi/180;alfa=(1-sin(fai))/(1+sin(fai));adb=20*log10(mag);am=10*log10(alfa);fora=1:55adb1(a)=adb(:,:,a);endwc=spline(adb1,w,am);wm=wc;T=1/(wm*sqrt(alfa));alfat=alfa*T;Gc=tf([T1],[alfat1])運(yùn)行得到結(jié)果：Transferfunction:0.4536s+10.1126s+1即校正裝置的傳遞函數(shù)（4）計算校正后系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，繪制校正后系統(tǒng)的開環(huán)伯德圖和閉環(huán)單位階躍響應(yīng)曲線，以檢驗(yàn)校正后系統(tǒng)及其性能指標(biāo)參考程序清單：s=tf('s');G=G0*Gcfigure(3);margin(G);figure(4);subplot(221);step(feedback(G0,1),'r');gridsubplot(222);step(feedback(G,1),'b');gridsubplot(223);step(feedback(G0,1),'r',feedback(G,1),'b');grid5.實(shí)驗(yàn)報告1)得到上述超前校正仿真設(shè)計實(shí)驗(yàn)的曲線圖。2）通過觀察校正前后系統(tǒng)的響應(yīng)曲線和bode圖，通過讀取數(shù)據(jù)詳細(xì)分析校正前和校正后系統(tǒng)響應(yīng)的性能指標(biāo)所發(fā)生的變換，進(jìn)而驗(yàn)證超前校正在快速性、平穩(wěn)性、準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性方面的效果。3)整理在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題及如何解決的。

附錄一MATLAB6.5控制系統(tǒng)工具箱函數(shù)和結(jié)構(gòu)化的控制語句MATLAB是MATrixLABoratory（“矩陣實(shí)驗(yàn)室”）的縮寫，是由美國MathWorks公司開發(fā)的集數(shù)值計算、符號計算和圖形可視化三大基本功能于一體的，功能強(qiáng)大、操作簡單的語言。是國際公認(rèn)的優(yōu)秀數(shù)學(xué)應(yīng)用軟件之一。20世紀(jì)80年代初期，CleveMoler與JohnLittle等利用C語言開發(fā)了新一代的MATLAB語言，此時的MATLAB語言已同時具備了數(shù)值計算功能和簡單的圖形處理功能。1984年，CleveMoler與JohnLittle等正式成立了Mathworks公司，把MATLAB語言推向市場，并開始了對MATLAB工具箱等的開發(fā)設(shè)計。1993年，Mathworks公司推出了基于個人計算機(jī)的MATLAB4.0版本，到了1997年又推出了MATLAB5.X版本（Release11），并在2000年又推出了最新的MATLAB6版本（Release12）?，F(xiàn)在，MATLAB已經(jīng)發(fā)展成為適合多學(xué)科的大型軟件，在世界各高校，MATLAB已經(jīng)成為線性代數(shù)、數(shù)值分析、數(shù)理統(tǒng)計、優(yōu)化方法、自動控制、數(shù)字信號處理、動態(tài)系統(tǒng)仿真等高級課程的基本教學(xué)工具。概括地講，整個MATLAB系統(tǒng)由兩部分組成，即MATLAB內(nèi)核及輔助工具箱，兩者的調(diào)用構(gòu)成了MATLAB的強(qiáng)大功能。MATLAB語言以數(shù)組為基本數(shù)據(jù)單位，包括控制流語句、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入輸出及面向?qū)ο蟮忍攸c(diǎn)的高級語言，它具有以下主要特點(diǎn)：1、運(yùn)算符和庫函數(shù)極其豐富，語言簡潔，編程效率高，MATLAB除了提供和C語言一樣的運(yùn)算符號外，還提供廣泛的矩陣和向量運(yùn)算符。利用其運(yùn)算符號和庫函數(shù)可使其程序相當(dāng)簡短，兩三行語句就可實(shí)現(xiàn)幾十行甚至幾百行C或FORTRAN的程序功能。2、圖形功能強(qiáng)大。它既包括對二維和三維數(shù)據(jù)可視化、圖像處理、動畫制作等高層次的繪圖命令，也包括可以修改圖形及編制完整圖形界面的、低層次的繪圖命令。4、易于擴(kuò)充。除內(nèi)部函數(shù)外，所有MATLAB的核心文件和工具箱文件都是可讀可改的源文件，用戶可修改源文件和加入自己的文件，它們可以與庫函數(shù)一樣被調(diào)用。3、功能強(qiáng)大的工具箱。工具箱可分為兩類：功能性工具箱和學(xué)科性工具箱。功能性工具箱主要用來擴(kuò)充其符號計算功能、圖示建模仿真功能、文字處理功能以及與硬件實(shí)時交互的功能。而學(xué)科性工具箱是專業(yè)性比較強(qiáng)的，如優(yōu)化工具箱、統(tǒng)計工具箱、小波工具箱、圖象處理工具箱、通信工具箱和控制工具箱等。Matlab控制系統(tǒng)工具箱（Version5.0(R12)1-Sep-2000）包含的常用函數(shù)如表1所示。表1MATLAB控制系統(tǒng)工具箱函數(shù)介紹線性定常（LT1）模型（lineartimeinvariantmodel）函數(shù)名說明drss產(chǎn)生隨機(jī)離散狀態(tài)空間模型dss創(chuàng)建描述子狀態(tài)空間模型filt創(chuàng)建具有DSP約定的離散濾波器frd創(chuàng)建頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)（FRD）模型frdata從FRD模型中獲取數(shù)據(jù)get查詢LTI模型特性rss產(chǎn)生隨機(jī)連續(xù)狀態(tài)空間模型set設(shè)置LTI模型特性ss創(chuàng)建狀態(tài)空間模型ssdta,dssdata從狀態(tài)空間模型中獲取數(shù)據(jù)tf創(chuàng)建傳遞函數(shù)模型tfdata從傳遞函數(shù)模型中獲取數(shù)據(jù)totalaelay提供LTI模型的總時滯zpk創(chuàng)建零極點(diǎn)增益模型zpkdata從零極點(diǎn)增益模型中獲取數(shù)據(jù)模型特性（ModelCharacteristics）函數(shù)名說明class顯示模型類型（’tf’,‘zpk’,‘ss’,或’frd’）hasdelay測試LTI模型是否具有時滯isa測試LTI模型是否為特殊類型isct測試連續(xù)模型是否為真isdt測試離散模型是否為真isempty測試連續(xù)模型是否為空isproper測試真有理LTI模型是否為真issiso測試SISO模型是否為真ndims顯示模型/數(shù)組維數(shù)size顯示輸出/輸入/數(shù)組維數(shù)模型階次化簡（ModelOrderReduction）函數(shù)名說明balreal計算I/O平衡化實(shí)現(xiàn)mineral計算零極點(diǎn)對消后的最小實(shí)現(xiàn)modred刪去I/O平衡化實(shí)現(xiàn)中的狀態(tài)sminreal計算結(jié)構(gòu)化模型化簡狀態(tài)空間實(shí)現(xiàn)（State-SpaceRealizations）函數(shù)名說明canon狀態(tài)空間的規(guī)范形實(shí)現(xiàn)ctrb求可控性矩陣ctrbf求可控標(biāo)準(zhǔn)形gram可控性和可觀性克來姆矩陣obsv求可觀性矩陣obsvf求可觀標(biāo)準(zhǔn)形ss2ss狀態(tài)坐標(biāo)相似變換ssbal狀態(tài)困難關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)的對角平衡模型動態(tài)特性（ModelCynamics）函數(shù)名說明damp計算自然頻率和阻尼dcgain計算低頻（DC）增益covar計算白噪聲響應(yīng)的協(xié)方差dsort按大小給離散極點(diǎn)排序esort按實(shí)部大小給連續(xù)極點(diǎn)排序norm計算LTI模型的范數(shù)（H2和L∞）pole,eig計算LTI模型的極點(diǎn)pzmap繪制LTI模型的零/極點(diǎn)圖rlocus計算和繪制根軌跡roots計算多項(xiàng)式的根sgrid,zgrid給S平面和Z平面的根軌跡或零極點(diǎn)圖加網(wǎng)格線zero計算LTI模型的零點(diǎn)模型互聯(lián)（ModelInterconnections）函數(shù)名說明append追加模型于塊對角形式augstate追加狀態(tài)的擴(kuò)展輸出connect根據(jù)所選擇的模式連接一個塊對角子系統(tǒng)feedback計算反饋連續(xù)模型lft形成LFT內(nèi)部互聯(lián)（starproduct）ord2產(chǎn)生二階模型parallel創(chuàng)建廣義并聯(lián)模型series創(chuàng)建廣義串聯(lián)模型stack將LTI模型放入模型數(shù)組時間響應(yīng)（TimeResponse）函數(shù)名說明gensig產(chǎn)生輸入信號impulse計算和繪制脈沖響應(yīng)initial計算和繪制初值響應(yīng)lsim仿真任意輸入時LTI模型響應(yīng)ltiview打開LTIViewer用于線性響應(yīng)分析step計算階躍響應(yīng)時間滯后（TimeDelays）函數(shù)名說明delay2z轉(zhuǎn)換離散時間模型或FRD模型中的時滯pade計算滯后的派德近似totaldelay提供LTI模型的總時滯頻率響應(yīng)（FrequencyResponse）函數(shù)名說明allmargin計算所有穿越頻率和相應(yīng)的增益，相位和滯后裕量bode計算和繪制波德響應(yīng)bedemag計算和繪制波德幅值圖evalfr評估單一復(fù)頻率點(diǎn)的響應(yīng)freqresp評估所選復(fù)頻率點(diǎn)的響應(yīng)interp頻率點(diǎn)FRD模型的插值linspace創(chuàng)建相等間隔頻率的向量logspace創(chuàng)建對數(shù)間隔頻率的向量ltiviewLTIViewer用于線性響應(yīng)分析margin計算增益和相位裕量ngrid給尼柯爾斯圖加網(wǎng)格線nichols計算尼柯爾斯圖nyquist計算奈奎斯特圖sigma計算奇異值圖SISO系統(tǒng)設(shè)計（SISOFeedbackDesign）函數(shù)名說明almargin計算所有穿越頻率和響應(yīng)的增益，相位和滯后裕量margin計算增益和相位裕量rlocus計算和繪制根軌跡圖sisotool打開SISO設(shè)計工具極點(diǎn)配置（PolePlacement）函數(shù)名說明acker計算SISO系統(tǒng)的極點(diǎn)配置設(shè)計place計算MIMO系統(tǒng)的極點(diǎn)配置設(shè)計estim形成給定增益的狀態(tài)估計器reg形成給定狀態(tài)反饋和估計器增益的輸出反饋補(bǔ)償器LQC設(shè)計（LQCDesign）函數(shù)名說明lqr計算連續(xù)模型的LQ最優(yōu)增益dlqr計算離散模型的LQ最優(yōu)增益lqry計算輸出加權(quán)的LQ最優(yōu)增益lqrd計算連續(xù)模型的LQ離散最優(yōu)增益kalman計算卡爾曼估計器kalmd計算連續(xù)模型的離散卡爾曼估計器lqgreg計算連續(xù)模型的離散卡爾曼濾波器的LQG調(diào)節(jié)器方程求解（EquationSolvers）函數(shù)名說明care求解連續(xù)時間的代數(shù)黎卡迪方程dare求解離散時間的代數(shù)黎卡迪方程lyap求解連續(xù)時間的李雅普諾夫方程dlyap求解離散時間的李雅普諾夫方程控制系統(tǒng)分析和設(shè)計的圖形用戶界面（GUI）函數(shù)名說明ltiview打開LTIViewer用于線性響應(yīng)分析sisotool打開SISO設(shè)計的GUI5、如其他的程序設(shè)計語言一樣，MATLAB語言也給出了豐富的流程控制語句，以實(shí)現(xiàn)具體的程序設(shè)計。在命令窗口中的操作雖然可以實(shí)現(xiàn)人面交互，但是所能實(shí)現(xiàn)的功能卻相對簡單，雖然也可以在命令窗口中使用流程控制語句，但是由于命令窗口中交互式的執(zhí)行方式，使用得這樣的操作極為不方便；而在M文件中，通過對流程控制語句的組合使用，可以實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜功能。MATLAB語言的流程控制語句主要有for、while、if-else-end及switch-case等4種語句。（1）for語句for循環(huán)語句是流程控制語句中的基礎(chǔ)，使用該循環(huán)語句可以以指定的次數(shù)重復(fù)執(zhí)行循環(huán)體內(nèi)的語句。初始值為循環(huán)變量的初始設(shè)定值，每執(zhí)行循環(huán)體一次，循環(huán)控制變量將增加步長大小，直至循環(huán)控制變量的值大于終值時循環(huán)結(jié)束，這里步長是可以為負(fù)的。在for循環(huán)語句中，循環(huán)體內(nèi)不能出現(xiàn)對循環(huán)控制變量的重新設(shè)置，否則將會出錯，for循環(huán)允許嵌套使用。（2）while語句while循環(huán)語句與for循環(huán)語句不同的是，前者是以條件的滿足與否來判斷循環(huán)是否結(jié)束的，而后者則是以執(zhí)行次數(shù)是否達(dá)到指定值為判斷的。其中循環(huán)判斷語句為某種形式的邏輯判斷表達(dá)式，當(dāng)該表達(dá)式的值為真時，就執(zhí)行循環(huán)體內(nèi)的語句；當(dāng)表達(dá)式的邏輯值為假時，就退出當(dāng)前的循環(huán)體。如果循環(huán)判斷語句為矩陣時，當(dāng)且僅當(dāng)所有的矩陣元素非零時，邏輯表達(dá)式的值為真。在while循環(huán)語句中，在語句內(nèi)必須有可以修改循環(huán)控制變量的命令，否則該循環(huán)語言將陷入死循環(huán)中，除非循環(huán)語句中有控制退出循環(huán)的命令，如break語句。當(dāng)程序流程運(yùn)行至該命令時，則不論循環(huán)控制變量是否滿足循環(huán)判斷語句均將退出當(dāng)前循環(huán)，執(zhí)行循環(huán)后的其他語句。與break語句對應(yīng)，MATLAB還提供了continue命令用于控制循環(huán)，當(dāng)程序流運(yùn)行至該命令時會忽略其后的循環(huán)體操作轉(zhuǎn)而執(zhí)行下一層次的循環(huán)。當(dāng)循環(huán)控制語句為一空矩陣時，將不執(zhí)行循環(huán)體的操作而直接執(zhí)行其后的其他命令語句，即空矩陣被認(rèn)為是假。（3）if-elseif-end語句條件判斷語句也是程序設(shè)計語言中流程控制語句之一。使用該語句，可以選擇執(zhí)行指定的命令，MATLAB語言中的條件判斷語句是if-elseif-end語句。當(dāng)邏輯判斷表達(dá)式為“真”時，將執(zhí)行if與else語句間的命令，否則將執(zhí)行else與end語句間的命令。在MATLAB語言的if-else-end語句中的else子句是可選項(xiàng)，即語句中可以不包括else子句的條件判斷。在程序設(shè)計中，也經(jīng)常碰到需要進(jìn)行多重邏輯選擇的問題，這時可以采用if-else-end語句的嵌套形式：在以上的各層次的邏輯判斷中，若其中任意一層邏輯判斷為真，則將執(zhí)行對應(yīng)的執(zhí)行語句，并