matlab上。机。
实。习。报。告。
系别姓名：班级：
学号：设计题目
单神经元pid控制系统**
一、 目的和要求。
1、学会收集和查阅资料。
2、学会针对控制系统建立数学模型的方法，掌握控制器的设计方法。
3、了解matlab软件的用途。
4，掌握matlab软件m文件的写法。
三、 matlab简介。
在科学研究和工程应用中，往往要进行大量的数学计算，其中包括矩阵运算。这些运算一般来说难以用手工精确和快捷地进行，而要借助计算机编制相应的程序做近似计算。目前流行用basic、fortran和c语言编制计算程序， 既需要对有关算法有深刻的了解，还需要熟练地掌握所用语言的语法及编程技巧。
对多数科学工作者而言，同时具备这两方面技能有一定困难。通常，编制程序也是繁杂的，不仅消耗人力与物力，而且影响工作进程和效率。为克服上述困难，美国mathwork公司于1967年推出了“matrix laboratory”（缩写为matlab）软件包，并不断更新和扩充。
目前最新的版本（windows环境）是一种功能强、效率高便于进行科学和工程计算的交互式软件包。其中包括：一般数值分析、矩阵运算、数字信号处理、建模和系统控制和优化等应用程序，并集应用程序和图形于一便于使用的集成环境中。
在此环境下所解问题的matlab语言表述形式和其数学表达形式相同，不需要按传统的方法编程。不过，matlab作为一种新的计算机语言，要想运用自如，充分发挥它的威力，也需先系统地学习它。但由于使用matlab编程运算与人进行科学计算的思路和表达方式完全一致，所以不象学习其它高级语言--如basic、fortran和c等那样难于掌握。
实践证明，你可在几十分钟的时间内学会matlab的基础知识，在短短几个小时的使用中就能初步掌握它。从而使你能够进行高效率和富有创造性的计算。 matlab大大降低了对使用者的数学基础和计算机语言知识的要求，而且编程效率和计算效率极高，还可在计算机上直接输出结果和精美的图形拷贝，所以它的确为一高效的科研助手。
自推出后即风行美国，流传世界。
综上所述，matlab语言有如下特点：
1．编程效率高。
它是一种面向科学与工程计算的高级语言，允许用数学形式的语言编写程序，且比basic、fortran和c等语言更加接近我们书写计算公式的思维方式，用matlab编写程序犹如在演算纸上排列出公式与求解问题。因此，matlab语言也可通俗地称为演算纸式科学算法语言由于它编写简单，所以编程效率高，易学易懂。
2．用户使用方便。
matlab语言是一种解释执行的语言（在没被专门的工具编译之前），它灵活、方便，其调试程序手段丰富，调试速度快，需要学习时间少。人们用任何一种语言编写程序和调试程序一般都要经过四个步骤：编辑、编译、连接以及执行和调试。
各个步骤之间是顺序关系，编程的过程就是在它们之间作瀑布型的循环。matlab语言与其它语言相比，较好地解决了上述问题，把编辑、编译、连接和执行融为一体。它能在同一画面上进行灵活操作快速排除输入程序中的书写错误、语法错误以至语意错误，从而加快了用户编写、修改和调试程序的速度，可以说在编程和调试过程中它是一种比vb还要简单的语言。
具体地说，matlab运行时，如直接在命令行输入mailab语句（命令），包括调用m文件的语句，每输入一条语句，就立即对其进行处理，完成绩译。连接和运行的全过程。又如，将matlab源程序编辑为m文件，由于mat1ab磁盘文件也是m文件，所以编辑后的源文件就可直接运行，而不需进行编译和连接。
在运行m文件时，如果有错，计算机屏幕上会给出详细的出错信息，用户经修改后再执行，直到正确为止。所以可以说，mat1ab语言不仅是一种语言，广义上讲是一种该语言开发系统，即语言调试系统。
3．扩充能力强。
高版本的matlab语言有丰富的库函数，在进行复杂的数**算时可以直接调用，而且matlab的库函数同用户文件在形成上一样，所以用户文件也可作为matlab的库函数来调用。因而，用户可以根据自己的需要方便地建立和扩充新的库函数，以便提高matlab使用效率和扩充它的功能。另外，为了充分利用fortran、c等语言的资源，包括用户已编好的fortran，c语言程序，通过建立me调文件的形式，混合编程，方便地调用有关的fortran，c语言的子程序。
4．语句简单，内涵丰富。
mat1ab语言中最基本最重要的成分是函数，其一般形式为「a，b，c……」fun（d，e，f，……即一个函数由函数名，输入变量d，e，f,……和输出变量a，b，c……组成，同一函数名f，不同数目的输入变量（包括无输入变量）及不同数目的输出变量，代表着不同的含义（有点像面向对象中的多态性。这不仅使matlab的库函数功能更丰富，而大大减少了需要的磁盘空间，使得matlab编写的m文件简单、短小而高效。
5．高效方便的矩阵和数组运算。
matlab语言象basic、fortran和c语言一样规定了矩阵的算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、条件运算符及赋值运算符，而且这些运算符大部分可以毫无改变地照搬到数组间的运算，有些如算术运算符只要增加“·”就可用于数组间的运算，另外，它不需定义数组的维数，并给出矩阵函数、特殊矩阵专门的库函数，使之在求解诸如信号处理、建模、系统识别、控制、优化等领域的问题时，显得大为简捷、高效、方便，这是其它高级语言所不能比拟的。在此基础上，高版本的matlab已逐步扩展到科学及工程计算的其它领域。因此，不久的将来，它一定能名符其实地成为“万能演算纸式的”科学算法语言。
6．方便的绘图功能。
matlab的绘图是十分方便的，它有一系列绘图函数（命令），例如线性坐标、对数坐标，半对数坐标及极坐标，均只需调用不同的绘图函数（命令），在图上标出图题、xy轴标注，格（栅）绘制也只需调用相应的命令，简单易行。另外，在调用绘图函数时调整自变量可绘出不变颜色的点、线、复线或多重线。这种为科学研究着想的设计是通用的编程语言所不及的。
总之，matlab语言的设计思想可以说代表了当前计算机高级语言的发展方向。我们相信，在不断使用中，读者会发现它的巨大潜力。
四、matlab的m文件的程序控制流语句介绍。
matlab语言的程序结构与其它高级语言是一致的，分为顺序结构，循环结构，分支结构。
1、 顺序结构。
顺序结构是matlab中最常用的程序结构，也是执行效率最高的程序结构。顺序结构的语句是按照书写的前后顺序来执行的。
2、 循环结构。
matlab用于循环结构的语句有两种：“for……end”循环和“while……end”循环。
1） for…end语句。
利用“helpfor”或“docfor”可以获得关于该语句的使用手册。“for…end”语句适用于循环次数确定的情况，将循环变量的初值、判别和变化放在循环开头。“for…end”语句的调用形式是：
for i=表达式 (表达式为一个向量)语句1；
语句n;end
2） while……end语句。
对于循环次数不能预先确定，而是由某个逻辑条件来控制循环次数的情况，matlab提供了“while…end”来实现。和“for…end”语句类似，“while…end”语句也允许嵌套。
while…end”语句的一般形式是：
while 表达式。语句1；
语句n；end
表达式一般是由逻辑运算和关系运算以及一般运算组成的，以判断循环的进行和停止；只有表达式的值非0，继续循环；直到表达式的值为0，循环停止。
3、 分支结构——根据一定条件来执行的各条语句。
1） if——else——end语句有三种形式。
if 表达式。
执行语句；end
if 表达式———是。
语句1；else———否。
语句2；end
if 表达式1———多分支。
语句1；else if 表达式2
语句2；else if 表达式3
语句3；else
语句n；end
如果表达式1的值为真，则执行语句1；如果为假，则判断表达式2，如果为真，则执行语句2，否则向下执行。
2） “switch”语句来实现多重分支结构。其用法：
switch 表达式（%可以是标题或字符串）
case 值1
语句1case 值2
语句2case 值3语句3
otherwise
语句。end
表达式的值和那种情况（case）的值相同，就执行那种情况中的语句，如果不同，则执行otherwise中的语句。格式中也可以不包括otherwise，这时如果表达式的值与列出的各种情况都不同，则继续向下执行。
4、 二维显示指令介绍。
1） plot（x）：x为长度为n的数值向量，坐标的纵坐标是向量x，横坐标为matlab系统根据x向量的元素序号自动生成的从1开始的向量。
2） plot（x，y）： 纵坐标是y，横坐标是x。x，y向量的数目必须相等。
3） axis（[x1,x2,y1,y2])：设定坐标轴的范围。
4） plot （x）：x为m*n的矩阵， plot(x)命令为矩阵的每一列画出一条线，共n条，曲线的横坐标为向量1：m，m是矩阵的行数。
5） plot(z): 可以复制复向量曲线它与（plot(real(z),imag(z))等效，以实部为横坐标，虚部为纵坐标。
6） plot(x1,y1,x2,y2...绘制多条曲线。
绘制图形的一般步骤：
1） 曲线数据备份。
对于二维曲线，横坐标和纵坐标数据变量；
对于三维曲面，矩阵参变量和对应的函数值。
2） 指定图形窗口和子图位置：
默认时，打开figure no.1窗口或当前窗口，当前子图；
也可以打开指定的图形窗口和子图。
3） 设置曲线的绘制方式：
线型，色彩，数据点形。
4） 设置坐标轴：
坐标的范围，刻度和坐标分格。
5） 图形注释。
图名，坐标名，图例，文字说明。
6） 着色，明暗，灯光，材质处理（仅对三维图形处理）
7） 视点，三度（横，纵，高）比（仅对三维图形处理）
8） 图形的精细修饰 （图形句柄操作）：
利用对象属性值设置。
利用图形窗工具条进行设置。
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