簡(jiǎn)介：第10章控制系統(tǒng)MATLAB計(jì)算與仿真,101控制系統(tǒng)MATLAB仿真基礎(chǔ)1011控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型1012系統(tǒng)時(shí)域分析1013系統(tǒng)頻域分析1014系統(tǒng)狀態(tài)空間分析102控制系統(tǒng)的MATLAB仿真及計(jì)算103控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),101控制系統(tǒng)MATLAB仿真基礎(chǔ),1011控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型1數(shù)學(xué)模型種類與轉(zhuǎn)換MATLAB中用四種數(shù)學(xué)模型表示控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)模型、零極點(diǎn)增益模型、狀態(tài)空間模型、動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖（SIMULINK中使用）。實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)要解決問題的需要，往往要進(jìn)行不同種類模型之間的轉(zhuǎn)換，MATLAB控制系統(tǒng)工具箱中為此提供了相應(yīng)的命令函數(shù)。,（1）傳遞函數(shù)模型MATLAB中用函數(shù)命令TF（）來建立控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型。函數(shù)命令的調(diào)用格式為SYSTF（NUM，DEN）函數(shù)返回的變量為連續(xù)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型，函數(shù)輸入?yún)⒘縉UM與DEN分別為系統(tǒng)的分子與分母多項(xiàng)式系數(shù)向量。SYSTF（NUM，DEN，TS）函數(shù)返回的變量為離散系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型，函數(shù)輸入?yún)⒘縉UM與DEN分別為系統(tǒng)的分子與分母多項(xiàng)式系數(shù)向量，TS為采樣時(shí)間。MATLAB中還用函數(shù)PRINTSYS（）來輸出系統(tǒng)模型。,（2）零極點(diǎn)增益模型MATLAB中用函數(shù)命令ZPK（）來建立控制系統(tǒng)的零極點(diǎn)增益模型。函數(shù)命令的調(diào)用格式為SYSZPK（Z，P，K）其中的Z、P、K分別代表系統(tǒng)零點(diǎn)、極點(diǎn)、增益向量，函數(shù)返回連續(xù)系統(tǒng)零極點(diǎn)模型。SYSZPK（Z，P，K，TS）其中的Z、P、K分別代表系統(tǒng)零點(diǎn)、極點(diǎn)、增益向量，函數(shù)返回離散系統(tǒng)零極點(diǎn)模型，TS為采樣時(shí)間。,（3）狀態(tài)空間模型MATLAB中用函數(shù)命令SS（）來建立控制系統(tǒng)的零極點(diǎn)增益模型。函數(shù)命令的調(diào)用格式為SYSSS（A，B，C，D）其中的A、B、C、D分別代表系統(tǒng)狀態(tài)矩陣、控制矩陣、輸出矩陣、直接傳輸矩陣，函數(shù)返回連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)空間模型。SYSSS（A，B，C，D，TS）其中的A、B、C、D分別代表系統(tǒng)狀態(tài)矩陣、控制矩陣、輸出矩陣、直接傳輸矩陣，函數(shù)返回離散系統(tǒng)狀態(tài)空間模型，TS為采樣時(shí)間。,模型轉(zhuǎn)換,例101用MATLAB表示傳遞函數(shù)為的系統(tǒng)解NUM23；DEN4321；SYSTF（NUM，DEN）執(zhí)行結(jié)果TRANSFERFUNCTION2S34S33S22S1,例102用MATLAB表示傳遞函數(shù)為的系統(tǒng)。解Z3；P012；K2；SYSZPK（Z，P，K）執(zhí)行結(jié)果ZERO/POLE/GAIN2S3SS1S2,例103用MATLAB表示狀態(tài)空間表達(dá)式為的系統(tǒng)。解A010；001；123；B0；0；1；C100；D0；SYSSS（A，B，C，D）,執(zhí)行結(jié)果AX1X2X3X1010X2001X3123BU1X10X20X31CX1X2X3Y1100DU1Y10CONTINUOUSTIMEMODEL,例104已知某控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，求MATLAB描述的傳遞函數(shù)模型及零極點(diǎn)增益模型。解NUM001；DEN132；SYS1TF（NUM，DEN）；ZPKTF2ZP（NUM，DEN）；SYS2ZPK（Z,P,K）執(zhí)行結(jié)果TRANSFERFUNCTION1S23S2,ZERO/POLE/GAIN1S2S1,2方框圖模型化簡(jiǎn)在MATLAB中描述系統(tǒng)的模型形式不僅僅拘泥于數(shù)學(xué)表達(dá)式，還有應(yīng)用在SIMULINK仿真環(huán)境中的動(dòng)態(tài)方框圖形式。只要按照一定的規(guī)則畫出系統(tǒng)模型圖，然后用實(shí)際系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置，就可以對(duì)其實(shí)現(xiàn)仿真。模型化簡(jiǎn)包括環(huán)節(jié)串聯(lián)化簡(jiǎn)；環(huán)節(jié)并聯(lián)化簡(jiǎn)；反饋環(huán)節(jié)化簡(jiǎn)。,（1）環(huán)節(jié)串聯(lián)化簡(jiǎn)多個(gè)環(huán)節(jié)相串聯(lián)的連接形式是控制系統(tǒng)最基本的組成結(jié)構(gòu)形式之一。在MATLAB中用函數(shù)命令SERIES（）來實(shí)現(xiàn)串聯(lián)化簡(jiǎn)。其調(diào)用格式為SYSSERIES（SYS1，SYS2）說明也可以簡(jiǎn)單地通過命令SYSSYS1SYS2實(shí)現(xiàn)。,（2）環(huán)節(jié)并聯(lián)化簡(jiǎn)多個(gè)環(huán)節(jié)相并聯(lián)的連接形式也是控制系統(tǒng)最基本的組成結(jié)構(gòu)形式之一。在MATLAB中用函數(shù)命令PARALLEL（）來實(shí)現(xiàn)串聯(lián)化簡(jiǎn)。其調(diào)用格式為SYSPARALLEL（SYS1，SYS2）說明也可以簡(jiǎn)單地通過命令SYSSYS1SYS2實(shí)現(xiàn)。,（3）反饋環(huán)節(jié)化簡(jiǎn)反饋連接結(jié)構(gòu)是控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)方框圖動(dòng)中常見連接形式，為此MATLAB提供了相應(yīng)的函數(shù)命令實(shí)現(xiàn)反饋化簡(jiǎn)。在MATLAB中用函數(shù)命令FEEDBACK（）來實(shí)現(xiàn)串聯(lián)化簡(jiǎn)。其調(diào)用格式為SYSFEEDBACK（SYS1，SYS2，SIGN）其中SIGN缺省值為1，即表示負(fù)反饋；若為正反饋，則SIGN1。,1012系統(tǒng)時(shí)域分析,時(shí)域響應(yīng)仿真時(shí)域響應(yīng)MATLAB仿真的方法有兩種一種是在MATLAB的函數(shù)指令方式下進(jìn)行時(shí)域仿真；另一種是在SIMULINK環(huán)境下的菜單方式的時(shí)域仿真。（1）命令方式下的時(shí)域仿真控制系統(tǒng)工具箱中提供了一系列關(guān)于時(shí)域響應(yīng)求取的函數(shù)命令。階躍響應(yīng)STEP（SYS）STEP（SYS，T）DSTEP（A，B，C，D）DSTEP（NUM，DEN）脈沖響應(yīng)IMPULSE（SYS）IMPULSE（SYS，T）DIMPULSE（A，B，C，D）DIMPULSE（NUM，DEN）,例105用MATLAB繪制典型二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線。解程序?qū)崿F(xiàn)如下C037102040K25TLINSPACE0,10,100NUMKFORI16DEN1CI25SYSTFNUM,DENY,ISTEPSYS,TENDPLOTT,Y,16,例106用MATLAB繪制三階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線。解程序?qū)崿F(xiàn)如下RANGEK012024048063180RANGEP012024048063180TLINSPACE0,10,100FORJ16NUMRANGEKJDEN112RANGEPJ112RANGEPJRANGEPJSYSTFNUM,DENY,JSTEPSYS,TENDPLOTT,Y,16GTEXTΒ02GTEXTΒ04GTEXTΒ08GTEXTΒ1GTEXTΒ5GTEXTΒ∞HOLDON；PLOTT,1,（2）SIMULINK環(huán)境下的仿真此種方式的響應(yīng)仿真在第九章中已有實(shí)例介紹。2系統(tǒng)穩(wěn)定性分析線性定常系統(tǒng)穩(wěn)定性的數(shù)學(xué)定義是控制系統(tǒng)閉環(huán)特征方程的全部根，不論是實(shí)根或復(fù)根，其實(shí)部均應(yīng)為負(fù)值，則閉環(huán)系統(tǒng)就是穩(wěn)定的。由此可知，求解控制系統(tǒng)閉環(huán)特征方程的根并進(jìn)而判斷所有根的實(shí)部是否小于零，這是控制系統(tǒng)判穩(wěn)的最基本方法同時(shí)也是MATLAB中提供和使用的思路。MATLAB中提供命令函數(shù)ROOTS（）實(shí)現(xiàn)，其調(diào)用格式為ROOTS（P）其中，P是系統(tǒng)閉環(huán)特征多項(xiàng)式降冪排列的系數(shù)向量。,例107已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，試判斷系統(tǒng)的閉環(huán)穩(wěn)定性。解K1Z2P0,1,3NUM,DENZP2TFZ,P,KDNUMDENROOTSD執(zhí)行結(jié)果ANS283930580406063I0580406063I從結(jié)果看，特征根均為負(fù)實(shí)部根，因而該系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定。,例108已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為，試判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。解DEN113071202NUM211ROOTSSYSDEN{1}執(zhí)行結(jié)果ANS1000010000I1000010000I0500002000從結(jié)果看，特征根中有正實(shí)部根，因而該系統(tǒng)不穩(wěn)定。,3系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差分析穩(wěn)態(tài)誤差是系統(tǒng)控制準(zhǔn)確度的評(píng)價(jià)指標(biāo)，實(shí)際計(jì)算是基于響應(yīng)曲線的穩(wěn)態(tài)值與期望值之差?？刂评碚摰难芯恐械湫偷耐庾饔糜袉挝浑A躍信號(hào)、單位速度（斜坡）信號(hào)、單位加速度信號(hào)，MATLAB中，通過STEP（）函數(shù)，其穩(wěn)態(tài)誤差為階躍響應(yīng)曲線的穩(wěn)態(tài)值與期望值（1）之差。,例109已知一單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為GS，試求單位階躍信號(hào)作為參考輸入時(shí)產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差。解（A）判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性K5Z02P00515NUM,DENZP2TFZ,P,KSYSTFNUM,DENSYS1FEEDBACKSYS,1ROOTSSYS1DEN{1}執(zhí)行結(jié)果ANS0377019805I0377019805I02460,（B）單位階躍輸入產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差STEPSYS1T001300YSTEPSYS1,TESS1YESSLENGTHESS執(zhí)行結(jié)果ANS14433E015從結(jié)果來看，14433E015近似為零，說明一型系統(tǒng)承受階躍信號(hào)時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差為零。,1013系統(tǒng)頻域分析,頻域分析法是控制系統(tǒng)研究中應(yīng)用頻率特性來分析系統(tǒng)性能穩(wěn)定性、快速性和穩(wěn)態(tài)精度的方法。此法不必直接求解系統(tǒng)的微分方程，而是間接地運(yùn)用系統(tǒng)開環(huán)頻率特性曲線分析閉環(huán)系統(tǒng)的響應(yīng)。MATLAB中提供了相應(yīng)繪制頻率特性曲線的命令函數(shù)。（1）NYQUIST曲線圖調(diào)用格式為NYQUIST（SYS）得到連續(xù)系統(tǒng)的極坐標(biāo)圖。DNYQUIST（NUM，DEN，TS）DNYQUIST（A，B，C，D，TS）得到關(guān)于離散系統(tǒng)的極坐標(biāo)圖。,（2）伯德圖MATLAB中繪制系統(tǒng)的伯德圖使用命令函數(shù)BODE（）實(shí)現(xiàn)。其調(diào)用格式為BODE（SYS）得到關(guān)于連續(xù)系統(tǒng)的伯德圖；DBODE（NUM，DEN，TS）DBODE（A，B，C，D，TS）得到關(guān)于離散系統(tǒng)的伯德圖。（3）系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定性分析控制理論中用幅值裕度和相角裕度評(píng)價(jià)系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定性，MATLAB中提供命令函數(shù)MARGIN（）從頻域響應(yīng)數(shù)據(jù)中計(jì)算出幅值裕度和相角裕度及其對(duì)應(yīng)的角頻率。GM,PM,WCP,WCGMARGINMAG,PHASE,W其中，WCG為剪切頻率,PM為相角裕度,WCP為穿越頻率,GM為幅值裕度KG,例1010已知系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為試?yán)肕ATLAB畫出系統(tǒng)的奈奎斯特圖。解NUM0，0，4；DEN3，7，2，0；NYQUISTNUM,DEN；GRIDON；TITLE‘NYQUISTPLOTG（S）4/（3S37S22S’）；,例1011已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為試?yán)肕ATLAB繪制系統(tǒng)的奈奎斯特圖解其程序NUM0，0，500；DEN1，1，100，0；NYQUISTNUM,DEN；,例1012已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為試?yán)肕ATLAB繪制系統(tǒng)的伯德圖。解其程序NUM0，0，500；DEN1，1，100，0；BODENUM,DEN；GRIDON,例1013已知一單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為GS2/S36S25S，試?yán)L制BODE圖并計(jì)算系統(tǒng)頻域性能指標(biāo)。解程序如下NUM0002DEN1650SYSTFNUM,DENMAG,PHASE,WBODESYSGM,PM,WCP,WCGMARGINMAG,PHASE,W執(zhí)行結(jié)果GM150000PM651454WCP22361WCG03731MARGINSYS,1014系統(tǒng)狀態(tài)空間分析,古典控制理論中常用的傳遞函數(shù)對(duì)于系統(tǒng)分析是行之有效的，但只能反映系統(tǒng)輸入與輸出的外部關(guān)系；現(xiàn)代控制理論中用狀態(tài)變量描述系統(tǒng)，這樣不但可以考慮初始條件不為零的情況，而且可以得知系統(tǒng)內(nèi)部變量的狀況。狀態(tài)空間分析中，對(duì)系統(tǒng)的描述是用狀態(tài)方程和輸出方程實(shí)現(xiàn)的。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)的可控性和可觀性的檢驗(yàn)是很重要的環(huán)節(jié)，為此MATLAB中也提供了相應(yīng)的命令函數(shù)進(jìn)行關(guān)于可控與可觀的判斷。,（1）系統(tǒng)的可控性可控性的概念僅要求輸入能在有限的時(shí)間內(nèi)，是系統(tǒng)由狀態(tài)空間的任意一狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)任意狀態(tài)。MATLAB中提供了求可控性矩陣的函數(shù)CTRB（）。調(diào)用格式為COCTRB（A，B）（2）系統(tǒng)的可觀性如果在有限的時(shí)間間隔內(nèi)，根據(jù)輸出值與給出的輸入值，能夠確定系統(tǒng)的初始狀態(tài)的每一個(gè)分量，即系統(tǒng)的狀態(tài)變化能夠由輸出檢測(cè)反映出來。MATLAB中提供了求可觀性矩陣的函數(shù)OBSV（）。調(diào)用格式為OBOBSV（A，C）,例1014已知控制系統(tǒng)的狀態(tài)方程為，試確定系統(tǒng)的可控性。解使用MATLAB實(shí)現(xiàn)程序如下A110010011B011001N3NKMCTRBA,BRNKMRANKNKMIFRNKMNDISPTHESYSTEMISCONTROLLEDELSEIFRNKMNDISPTHESYSTEMISNOTCONTROLLEDEND執(zhí)行結(jié)果如下THESYSTEMISNOTCONTROLLED,例1015已知控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式為，試判斷系統(tǒng)的可觀測(cè)性。解使用MATLAB實(shí)現(xiàn)程序如下A3113B1111C1111D0N2NGMOBSVA,CRNGMRANKNGMIFRNGMNDISPTHESYSTEMISOBSERVABLEELSEDISPTHESYSTEMISNOTOBSERVABLEEND執(zhí)行結(jié)果如下THESYSTEMISOBSERVABLE,102控制系統(tǒng)MATLAB計(jì)算及仿真,1021簡(jiǎn)單閉環(huán)控制系統(tǒng)MATLAB計(jì)算及仿真簡(jiǎn)單閉環(huán)控制是指控制器與被控對(duì)象之間既有順向作用又有一個(gè)反饋?zhàn)饔玫目刂葡到y(tǒng)，實(shí)際工程中通常是負(fù)反饋閉環(huán)控制。工程領(lǐng)域的恒值控制系統(tǒng)通常是單閉環(huán)控制系統(tǒng)。例如加熱爐的爐溫控制；測(cè)速反饋的單閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)；電冰箱的恒溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)；水塔的水位控制系統(tǒng)；,求單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的階躍響應(yīng),求單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的脈沖擾動(dòng)響應(yīng),1022位置隨動(dòng)控制系統(tǒng)MATLAB計(jì)算及仿真位置隨動(dòng)系統(tǒng)是輸出量對(duì)于給定輸入量的跟蹤系統(tǒng)，它實(shí)現(xiàn)的是執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)于位置指令的準(zhǔn)確跟蹤。位置指令可以是負(fù)載的空間位移（或者代表位移的電量），可以是角位移，也可以是直線位移。在實(shí)際工程中應(yīng)用非常廣泛。例如自整角機(jī)位置隨動(dòng)系統(tǒng)；位置伺服系統(tǒng)；位置隨動(dòng)系統(tǒng)通常是一個(gè)多閉環(huán)控制系統(tǒng)。,自整角機(jī)位置隨動(dòng)系統(tǒng),加PID的自整角機(jī)位置隨動(dòng)系統(tǒng)階躍響應(yīng),隨動(dòng)系統(tǒng)BODE圖及幅值裕度和相角裕度,103自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),1031控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述前面解決的問題主要是已知系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與參數(shù)，計(jì)算系統(tǒng)的性能指標(biāo)，并進(jìn)行相應(yīng)的仿真。在此所說的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上就是設(shè)計(jì)系統(tǒng)校正控制器，即在給定的性能指標(biāo)下，對(duì)于給定的對(duì)象模型，確定一個(gè)能夠完成給定任務(wù)的控制器，確定校正器的結(jié)構(gòu)與參數(shù)。工程中使用很廣泛的是基于頻率特性的BODE圖法。校正方式常用的有串聯(lián)校正和反饋校正等。,1032控制系統(tǒng)串聯(lián)校正為使系統(tǒng)既有較好的穩(wěn)態(tài)性能，又有一定的穩(wěn)定裕量，可以通過兩個(gè)辦法實(shí)現(xiàn)。其一是，以滿足系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)的開環(huán)增益為基礎(chǔ)，對(duì)系統(tǒng)BODE圖在剪切頻率附近提供一個(gè)相位超前量，使之達(dá)到動(dòng)態(tài)相角穩(wěn)定裕量的要求，而保持低頻部分不變，稱相位超前校正；其二是，仍以滿足系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)的開環(huán)增益為基礎(chǔ)，對(duì)系統(tǒng)BODE圖保持低頻段不變，將其中頻與高頻段的模值加以衰減，使之在中頻段的特定點(diǎn)處達(dá)到滿足動(dòng)態(tài)相角穩(wěn)定裕量的要求，稱相位滯后校正。,已知單位反饋系統(tǒng)被控對(duì)象的傳遞函數(shù)為G0（S）K0/（00001S30101S2S，試用BODE圖設(shè)計(jì)方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行超前串聯(lián)校正，使之滿足（1）在速度信號(hào)作用下，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差小于等于0001；（2）系統(tǒng)校正后，相角穩(wěn)定裕度介于43與48度之間。,校正前BODE圖及幅值裕度和相角裕度,校正后系統(tǒng)BODE圖及穩(wěn)定裕度,環(huán)節(jié)（001796S1）/（0001786S1）,校正后系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線,1033PID調(diào)節(jié)器在自動(dòng)控制的發(fā)展歷程中，PID調(diào)節(jié)是歷史最悠久、控制性能最強(qiáng)的基本調(diào)節(jié)方式。其調(diào)節(jié)原理簡(jiǎn)單，易于整定，使用方便；調(diào)節(jié)性能指標(biāo)對(duì)于被控對(duì)象特性的稍許變化不很敏感，使其具有很好的調(diào)節(jié)有效性；同時(shí)可用于補(bǔ)償系統(tǒng)使之達(dá)到大多數(shù)品質(zhì)指標(biāo)的要求。PID調(diào)節(jié)作用表現(xiàn)在P比例環(huán)節(jié)作用、I積分環(huán)節(jié)作用、D微分環(huán)節(jié)作用。,PID調(diào)節(jié)的傳遞函數(shù)模型為當(dāng)TD0、TI∞時(shí)為比例調(diào)節(jié)器；當(dāng)TI∞時(shí)為比例微分調(diào)節(jié)器，若作為校正器相當(dāng)于超前校正器；當(dāng)TD0時(shí)為比例積分調(diào)節(jié)器，若作為校正器相當(dāng)于滯后校正器；當(dāng)KP≠0、TD≠0、TI≠∞時(shí)為全PID調(diào)節(jié)器。,PID調(diào)節(jié)作用分析,比例調(diào)節(jié)作用分析,隨KP加大，閉環(huán)系統(tǒng)的超調(diào)量加大，響應(yīng)速度加快,積分調(diào)節(jié)作用分析,隨TI加大，閉環(huán)系統(tǒng)的超調(diào)量減小，響應(yīng)速度微慢,微分調(diào)節(jié)作用分析,隨TD加大，閉環(huán)系統(tǒng)的超調(diào)量增大，響應(yīng)速度微慢,結(jié)束,

簡(jiǎn)介：STK與MATLAB的接口及其在復(fù)雜航天任務(wù)仿真分析中的應(yīng)用,STK實(shí)驗(yàn)室二零一一年八月,主要內(nèi)容,1STK與MATLAB接口簡(jiǎn)介,2在復(fù)雜航天任務(wù)仿真分析中的應(yīng)用,使用STK與MATLAB接口應(yīng)用場(chǎng)合與必要性,STK與MATLAB互聯(lián)的設(shè)置與接口函數(shù)庫(kù),常用接口函數(shù)的使用,循環(huán)星座對(duì)地觀測(cè)特性分析,循環(huán)嵌套迭代交會(huì)對(duì)接對(duì)遠(yuǎn)距離導(dǎo)引精度分析,迭代交會(huì)對(duì)接目標(biāo)飛行器調(diào)相分析,1STK與MATLAB接口簡(jiǎn)介必要性,STK與MATLAB互聯(lián)兩個(gè)強(qiáng)大成熟商業(yè)軟件的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,,1STK與MATLAB接口簡(jiǎn)介必要性,,有效的工程應(yīng)用例子交會(huì)對(duì)接遠(yuǎn)距離導(dǎo)引精度論證,1STK與MATLAB接口簡(jiǎn)介必要性,遠(yuǎn)距離導(dǎo)引精度仿真分析流程圖,,,,,,,,,,,,,,1STK與MATLAB接口簡(jiǎn)介必要性,應(yīng)用效果,,,高效（快）,建模與修改快捷,可靠（好）,輔助實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)突破,高效可靠技術(shù)優(yōu)勢(shì)話語權(quán)地位,1STK與MATLAB接口簡(jiǎn)介互聯(lián)與接口函數(shù),,,STK與MATLAB互聯(lián)的初始設(shè)置,參考STK在計(jì)算機(jī)仿真中的應(yīng)用,復(fù)制文件“AGICLEANPATHM”、“AGIINITM”和“STKINITM”到指定目錄,在MATLAB中運(yùn)行指令“STKINIT”,選擇M文件的位置,選擇MEX文件的位置,選擇默認(rèn)的其他設(shè)置,1STK與MATLAB接口簡(jiǎn)介互聯(lián)與接口函數(shù),,,接口函數(shù),1STK與MATLAB接口簡(jiǎn)介互聯(lián)與接口函數(shù),,,1STK與MATLAB接口簡(jiǎn)介互聯(lián)與接口函數(shù),,,1STK與MATLAB接口簡(jiǎn)介常用接口函數(shù),,,1）初始化需要的接口函數(shù),STKINIT完成STK和MATLAB的互聯(lián)和初始化,CONIDSTKOPENSTKDEFAULTHOST返回互聯(lián)成功的主機(jī)端口的連接句柄,2）初始窗口管理,IFSTKVALIDSCEN1STKUNLOAD/END如果已經(jīng)有打開的場(chǎng)景，則關(guān)閉場(chǎng)景。,1STK與MATLAB接口簡(jiǎn)介常用接口函數(shù),,,也可以通過交互提示進(jìn)行窗口管理，如SCEN_OPENSTKVALIDSCENIFSCEN_OPEN1RTNQUESTDLGCLOSETHECURRENTSCENARIOIFSTRCMPRTN,YESSTKCLOSECONIDRETURNELSESTKUNLOAD/ENDEND如果已經(jīng)有打開的場(chǎng)景，則彈出提示對(duì)話框，詢問是否要關(guān)閉現(xiàn)有場(chǎng)景。,1STK與MATLAB接口簡(jiǎn)介常用接口函數(shù),,,3）建立場(chǎng)景,STKNEWOBJ/,SCENARIO,場(chǎng)景名稱建立給定名稱的場(chǎng)景。STKSETTIMEPERIOD10APR20030000000,12APR20030000000,GREGUTC設(shè)置場(chǎng)景的起止時(shí)間和采用的時(shí)間系統(tǒng)。,STKSETEPOCH10APR20030000000,GREGUTC設(shè)置場(chǎng)景的歷元。注在STK輸出的各類報(bào)告中，時(shí)間起點(diǎn)將以該歷元作為時(shí)間零點(diǎn)。,1STK與MATLAB接口簡(jiǎn)介常用接口函數(shù),,,STKSYNCEPOCH同步AEROTOOLBOX和STK場(chǎng)景歷元。注AEROTOOLBOX函數(shù)庫(kù)包含“安裝盤\PROGRAMFILES\AGI\STK\MATLAB”目錄下各種ATB開頭的內(nèi)部函數(shù)，可以與STK場(chǎng)景歷元保持獨(dú)立。STK場(chǎng)景時(shí)間發(fā)生改變時(shí)，通過調(diào)用該語句可保持二者時(shí)間同步。RTNSTKCONNECTCONID,ANIMATE,SCENARIO/場(chǎng)景名稱,SETVALUES“10APR20030000000“6001RTNSTKCONNECTCONID,ANIMATE,SCENARIO/場(chǎng)景名稱,RESET設(shè)置STK場(chǎng)景動(dòng)畫歷元。,1STK與MATLAB接口簡(jiǎn)介常用接口函數(shù),,,4）建立航天器,STKNEWOBJ/,SATELLITE,航天器名稱建立衛(wèi)星。,最基礎(chǔ)最常用的接口函數(shù)STKSETPROPCLASSICAL,語法STKSETPROPCLASSICALOBJPATH,PROPAGATOR,COORDSYSTEM,TSTART,TSTOP,DT,ORBITEPOCH,SEMIMAJORAXIS,ECCENTRICITY,INCLINATION,ARGOFPERIGEE,RAAN,MEANANOMALY,COORDEPOCH,1STK與MATLAB接口簡(jiǎn)介常用接口函數(shù),,,OBJPATH–有效路徑。PROPAGATOR–選用的動(dòng)力學(xué)模型，可選擇為‘TWOBODY’,‘J2PERTURBATION’,‘J4PERTURBATION’,‘HPOP’OR‘PODS’，分別表示“二體”、“J2攝動(dòng)”、“J4攝動(dòng)”、“HPOP模型”或“PODS模型”，區(qū)分大小寫。COORDSYSTEM–選用的坐標(biāo)系，可選擇為‘FIXED’,‘J2000’,‘MEANOFDATE’,‘MEANOFEPOCH’,‘TRUEOFDATE’,‘TRUEOFEPOCH’,‘B1950’,‘TEMEOFDATE’,‘TEMEOFEPOCH’,‘ALIGNMENTATEPOCH’，區(qū)分大小寫。TSTART,TSTOP–起止時(shí)刻，以相對(duì)于歷元時(shí)刻的秒為單位。DT–積分步長(zhǎng)，以秒為單位。ORBITEPOCH–軌道歷元。,1STK與MATLAB接口簡(jiǎn)介常用接口函數(shù),,,SEMIMAJORAXIS,ECCENTRICITY,INCLINATION,ARGOFPERIGEE,RAAN,MEANANOMALY–6個(gè)軌道根數(shù)。其中，若坐標(biāo)系選為‘ALIGNMENTATEPOCH’，RAAN為升交點(diǎn)地理經(jīng)度，若坐標(biāo)系選為‘J2000’，RAAN為升交點(diǎn)赤經(jīng)。COORDEPOCH–坐標(biāo)歷元,所有OFEPOCH選項(xiàng)均需提供對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)歷元。,同樣重要的接口函數(shù)STKSETPROPCART,語法STKSETPROPCARTOBJPATH,PROPAGATOR,COORDSYSTEM,TSTART,TSTOP,DT,ORBITEPOCH,POS,VEL,COORDEPOCH,1STK與MATLAB接口簡(jiǎn)介常用接口函數(shù),,若動(dòng)力學(xué)模型選為“HPOP模型”，則還需要通過STKCONNECT函數(shù)設(shè)置各種力模型參數(shù)。,第一類“HPOPFORCEMODEL”設(shè)置重力、第三體引力、太陽光壓、固體潮、海潮、輻射壓參數(shù)。,第二類“HPOPDRAGMODEL”設(shè)置大氣密度模型及參數(shù)。,1STK與MATLAB接口簡(jiǎn)介常用接口函數(shù),,第一類“HPOPFORCEMODEL”,語法HPOPFORCE{FORCEMODEL},其中，中的參數(shù)表示需要用戶根據(jù)具體目錄安裝或參數(shù)使用情況設(shè)置的，{}中的參數(shù)表示STK固有的關(guān)鍵字，例如STKCONNECTCONID,HPOP,SCENARIO/場(chǎng)景名/SATELLITE/航天器名,FORCESOLARRADOFF其中，為SCENARIO/場(chǎng)景名/SATELLITE/航天器名，{FORCEMODEL}為SOLARRAD，為OFF。,1STK與MATLAB接口簡(jiǎn)介常用接口函數(shù),,{FORCEMODEL}和的可選參數(shù)如表所示。,1STK與MATLAB接口簡(jiǎn)介常用接口函數(shù),,STKCONNECTCONID,HPOP,SCENARIO/場(chǎng)景名稱/SATELLITE/航天器名稱,FORCEGRAVITY“C\PROGRAMFILES\AGI\STK\STKDATA\CENTRALBODIES\EARTH\JGM3GRV“88STKCONNECTCONID,HPOP,SCENARIO/場(chǎng)景名稱/SATELLITE/航天器名稱,FORCESOLARRADOFFSTKCONNECTCONID,HPOP,SCENARIO/場(chǎng)景名稱/SATELLITE/航天器名稱,FORCETHIRDBODYGRAVITYSUNOFFSTKCONNECTCONID,HPOP,SCENARIO/場(chǎng)景名稱/SATELLITE/航天器名稱,FORCETHIRDBODYGRAVITYMOONOFF,1STK與MATLAB接口簡(jiǎn)介常用接口函數(shù),,第二類“HPOPDRAGMODEL”,語法HPOPDRAG{DRAGSTATE}{“ATMDENSMODEL“},其中，與{}中的參數(shù)的含義不變。{DRAGSTATE}設(shè)置為ON或OFF。設(shè)置為OFF則不需要輸入其他參數(shù)。設(shè)置為ON時(shí)，為100100之間的實(shí)數(shù)，為0099990之間的實(shí)數(shù)，{“ATMDENSMODEL“}的有效輸入值和相應(yīng)的輸入值見表所示。,1STK與MATLAB接口簡(jiǎn)介常用接口函數(shù),,1STK與MATLAB接口簡(jiǎn)介常用接口函數(shù),,例如STKCONNECTCONID,HPOP,SCENARIO/場(chǎng)景名稱/SATELLITE/航天器名稱,DRAGON2200022“NRLMSISE2000“MANUAL1501502667STKCONNECTCONID,HPOP,SCENARIO/場(chǎng)景名稱/SATELLITE/航天器名稱,DRAGON2000022“NRLMSISE2000“FILE“C\PROGRAMFILES\AGI\STK\DYNAMICEARTHDATA\STKFLUXGEOMAGFXM“,1STK與MATLAB接口簡(jiǎn)介常用接口函數(shù),,,5）建立地面站,STKNEWOBJ/,FACILITY,測(cè)站名稱建立地面站。STKSETFACPOSLLASCENARIO/場(chǎng)景名稱/FACILITY/測(cè)站名稱,PHINAMDAH設(shè)置地面站的經(jīng)度、緯度和高度。STKCONNECTCONID,SETCONSTRAINT,SCENARIO/場(chǎng)景名稱/FACILITY/測(cè)站名稱,ELEVATIONANGLEMIN最低仰角值設(shè)置地面站的最低仰角。STKCONNECTCONID,‘SETCONSTRAINT’,‘SCENARIO/場(chǎng)景名稱/FACILITY/測(cè)站名稱’,‘RANGEMAX最大探測(cè)距離值設(shè)置地面站的最大探測(cè)距離。,1STK與MATLAB接口簡(jiǎn)介常用接口函數(shù),,,6）輸出計(jì)算結(jié)果,STKPROPAGATE/SATELLITE/航天器名稱,T_START,T_STOPT,R,V,CBSTKEPHEMERISCBISCENARIO/場(chǎng)景名稱/SATELLITE/航天器名稱,DT,T_START,T_STOP運(yùn)行航天器并輸出給定起止時(shí)間內(nèi)的慣性坐標(biāo)系位置和速度。注輸出航天器位置、速度之前必須運(yùn)行STKPROPAGATE函數(shù)，否則力模型參數(shù)設(shè)置不生效。INTERVALSTKACCESSSCENARIO/場(chǎng)景名稱/SATELLITE/航天器名稱,SCENARIO/場(chǎng)景名稱/FACILITY/測(cè)站名稱輸出航天器相對(duì)于測(cè)站的可見時(shí)間段。,1STK與MATLAB接口簡(jiǎn)介常用接口函數(shù),,,7）關(guān)閉STK和MATLAB連接,采用接口函數(shù)輸出的數(shù)據(jù)上雖然不如手工設(shè)置時(shí)形式多樣，但因?yàn)榭梢栽贛ATLAB環(huán)境下通過編程進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，依然可以獲得多種需要的計(jì)算結(jié)果，并且可實(shí)現(xiàn)手工設(shè)置無法完成的循環(huán)計(jì)算和多重迭代功能。上述1）6）過程為利用STK/MATLAB接口進(jìn)行計(jì)算分析的常用或基本函數(shù)。,STKCLOSECONID注STK和MATLAB最多同時(shí)可創(chuàng)建2個(gè)連接，因此每次程序運(yùn)行結(jié)束通常需要關(guān)閉連接，以免下次運(yùn)行重新建立連接時(shí)個(gè)數(shù)超過限制。,2在復(fù)雜航天任務(wù)分析中的應(yīng)用循環(huán),,循環(huán)星座對(duì)地觀測(cè)特性分析,設(shè)某一對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星星座含多顆星，各星之間通過保持一定的幾何構(gòu)型，實(shí)現(xiàn)對(duì)某一特定區(qū)域的重點(diǎn)觀測(cè)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，需要分析對(duì)某種給定的構(gòu)型，星座對(duì)某一特定區(qū)域進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，各星觀測(cè)該區(qū)域的時(shí)間間隔特性，如該特定區(qū)域重訪時(shí)間間隔平均值、最大值等。對(duì)某一給定點(diǎn)，通過手工設(shè)置STK中各類參數(shù)可計(jì)算和輸出星座中各星訪問該地點(diǎn)的時(shí)間間隔，但對(duì)于某一給定區(qū)域，需要在該區(qū)域內(nèi)密集采樣，采用手工輸入輸出方式已不再可能，因此需要通過MATLAB作為計(jì)算引擎調(diào)用STK循環(huán)計(jì)算。以下給出計(jì)算過程和結(jié)果。,2在復(fù)雜航天任務(wù)分析中的應(yīng)用循環(huán),,1）初始化并關(guān)閉所有打開的窗口,初始化STKINITREMMACHINESTKDEFAULTHOST關(guān)閉所有打開的窗口DELETEGET0,CHISATRENCONIDSTKOPENREMMACHINESCEN_OPENSTKVALIDSCENIFSCEN_OPEN1STKUNLOAD/END,2在復(fù)雜航天任務(wù)分析中的應(yīng)用循環(huán),,2建立場(chǎng)景、航天器和測(cè)站,建立場(chǎng)景并設(shè)置場(chǎng)景屬性STKNEWOBJ/,SCENARIO,REMOTESENSORSTKSETTIMEPERIOD1JAN20100000000,5JAN2010000000,GREGUTCSTKSETEPOCH1JAN20100000000,GREGUTCSTKSYNCEPOCHRTNSTKCONNECTCONID,ANIMATE,SCENARIO/REMOTESENSOR,SETVALUES“1JAN20100000000“6001RTNSTKCONNECTCONID,ANIMATE,SCENARIO/REMOTESENSOR,RESET建立航天器和測(cè)站STKNEWOBJ/,SATELLITE,SAT1STKNEWOBJ/,SATELLITE,SAT2STKNEWOBJ/,SATELLITE,SAT3STKNEWOBJ/,SATELLITE,SAT4STKNEWOBJ/,FACILITY,STATION,2在復(fù)雜航天任務(wù)分析中的應(yīng)用循環(huán),,3設(shè)置星座中各衛(wèi)星的屬性,T_START0T_STOP4243600DT60ORBITEPOCHT_STARTA_SAT70001000E_SAT0I_SAT60W_SAT0RAAN_SAT0M_SAT0STKSETPROPCLASSICAL/SATELLITE/SAT1,J2PERTURBATION,J2000,T_START,T_STOP,DT,ORBITEPOCH,A_SAT,E_SAT,I_SAT,W_SAT,RAAN_SAT,M_SATSTKPROPAGATE/SATELLITE/SAT1,T_START,T_STOPSTKSETPROPCLASSICAL/SATELLITE/SAT2,J2PERTURBATION,J2000,T_START,T_STOP,DT,ORBITEPOCH,A_SAT,E_SAT,I_SAT,W_SAT,RAAN_SATPI/4,M_SATPISTKPROPAGATE/SATELLITE/SAT2,T_START,T_STOPSTKSETPROPCLASSICAL/SATELLITE/SAT3,J2PERTURBATION,J2000,T_START,T_STOP,DT,ORBITEPOCH,A_SAT,E_SAT,I_SAT,W_SAT,RAAN_SATPI/2,M_SAT2PISTKPROPAGATE/SATELLITE/SAT3,T_START,T_STOPSTKSETPROPCLASSICAL/SATELLITE/SAT4,J2PERTURBATION,J2000,T_START,T_STOP,DT,ORBITEPOCH,A_SAT,E_SAT,I_SAT,W_SAT,RAAN_SAT3PI/4,M_SATPISTKPROPAGATE/SATELLITE/SAT4,T_START,T_STOP,2在復(fù)雜航天任務(wù)分析中的應(yīng)用循環(huán),,4）循環(huán)計(jì)算區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)的重訪時(shí)間間隔及最大值,NAMDA_MIN0NAMDA_MAX2PIN_NAMDA40DETA_NAMDANAMDA_MAXNAMDA_MIN/N_NAMDAPHI_MIN60PI/180PHI_MAX60PI/180N_PHI30DETA_PHIPHI_MAXPHI_MIN/N_PHIFORI1N_NAMDA1FORJ1N_PHI1REMAINN_NAMDA1N_PHI1I1N_PHI1JNAMDANAMDA_MINI1DETA_NAMDAXI,JNAMDA180/PIPHIPHI_MINJ1DETA_PHIYI,JPHI180/PISTKSETFACPOSLLASCENARIO/REMOTESENSOR/FACILITY/STATION,PHINAMDA0,2在復(fù)雜航天任務(wù)分析中的應(yīng)用循環(huán),,STKCONNECTCONID,SETCONSTRAINT,SCENARIO/REMOTESENSOR/FACILITY/STATION,ELEVATIONANGLEMIN568164INTERVAL1STKACCESSSCENARIO/REMOTESENSOR/SATELLITE/SAT1,SCENARIO/REMOTESENSOR/FACILITY/STATIONINTERVAL2STKACCESSSCENARIO/REMOTESENSOR/SATELLITE/SAT2,SCENARIO/REMOTESENSOR/FACILITY/STATIONINTERVAL3STKACCESSSCENARIO/REMOTESENSOR/SATELLITE/SAT3,SCENARIO/REMOTESENSOR/FACILITY/STATIONINTERVAL4STKACCESSSCENARIO/REMOTESENSOR/SATELLITE/SAT4,SCENARIO/REMOTESENSOR/FACILITY/STATION,2在復(fù)雜航天任務(wù)分析中的應(yīng)用循環(huán),,IFSIZEINTERVAL100ELSETEMP1INTERVAL1START,INTERVAL2START,INTERVAL3START,INTERVAL4START,INTERVAL1STOP,INTERVAL2STOP,INTERVAL3STOP,INTERVAL4STOPTEMP2SORTTEMP1ZI,JMAXDIFFTEMP2/3600ENDENDEND,2在復(fù)雜航天任務(wù)分析中的應(yīng)用循環(huán),,5）繪制計(jì)算結(jié)果并關(guān)閉連接,SAVEMATSETGCF,COLOR,1,1,1FIGURESURFX,Y,ZXLABELNAMDA/DEGYLABELPHI/DEGSTKCLOSECONID,2在復(fù)雜航天任務(wù)分析中的應(yīng)用迭代,,迭代交會(huì)對(duì)接目標(biāo)飛行器調(diào)相分析,交會(huì)對(duì)接任務(wù)中，目標(biāo)飛行器在飛船入軌前23個(gè)月先行入軌，目標(biāo)飛行器入軌后在一天時(shí)間內(nèi)通過兩次變軌進(jìn)入某一高度的近圓軌道，之后通過大氣衰減和主動(dòng)變軌，使23個(gè)月后飛船入軌時(shí)刻目標(biāo)飛行器軌道的相位、高度和偏心率滿足要求。在任務(wù)分析階段，需要根據(jù)給定的空間環(huán)境設(shè)計(jì)目標(biāo)飛行器的圓化軌道高度，在后續(xù)23個(gè)月的時(shí)間內(nèi)盡可能通過大氣衰減作用滿足各種終端約束條件，減少主動(dòng)變軌的能量消耗。,第4圈變軌,,,第13圈變軌,2在復(fù)雜航天任務(wù)分析中的應(yīng)用迭代,,為了重點(diǎn)說明STK/MATLAB接口的使用，對(duì)上述設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)化，假定不進(jìn)行調(diào)整相位、高度和偏心率的變軌，設(shè)計(jì)過程簡(jiǎn)化為迭代搜索滿足飛船入軌時(shí)刻相位約束條件的目標(biāo)飛行器圓化軌道的高度，為單層迭代過程。需要補(bǔ)充說明的是，在STK中盡管ASTROGATOR模式可實(shí)現(xiàn)一定功能的迭代，但在ASTROGATOR模式下空間環(huán)境參數(shù)無法根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置，并且難以設(shè)定某些特殊的約束條件，這種情況下可以利用MATLAB的編程能力通過STK/MATLAB接口實(shí)現(xiàn)迭代求解。以下給出計(jì)算過程。,2在復(fù)雜航天任務(wù)分析中的應(yīng)用迭代,,1）初始化和并關(guān)閉所有打開的窗口,與前述過程相同，不再重復(fù)。2）建立場(chǎng)景和航天器目標(biāo)飛行器入軌后，在第4圈近地點(diǎn)變軌抬高遠(yuǎn)地點(diǎn)高度，在第13圈遠(yuǎn)地點(diǎn)變軌進(jìn)入圓軌道，之后進(jìn)入大氣衰減自由飛行階段。以下建立場(chǎng)景后，再建立3個(gè)航天器分別用于不同階段的軌道預(yù)報(bào)。STKNEWOBJ/,SCENARIO,GMSTKSETTIMEPERIOD‘6SEP201121153,6DEC201121153,GREGUTCSTKSETEPOCH6SEP201121153,GREGUTCSTKSYNCEPOCHRTNSTKCONNECTCONID,ANIMATE,SCENARIO/GM,SETVALUES“6SEP201121153“6001RTNSTKCONNECTCONID,ANIMATE,SCENARIO/GM,RESETSTKNEWOBJ/,SATELLITE,MB_1STKNEWOBJ/,SATELLITE,MB_2STKNEWOBJ/,SATELLITE,MB_3,2在復(fù)雜航天任務(wù)分析中的應(yīng)用迭代,3）外推至第4圈近地點(diǎn),設(shè)置J2000坐標(biāo)系中初始軌道根數(shù)T_START_10T_STOP_10187243600DT60ORBITEPOCHT_START_1COORDEPOCHT_START_1A_MB6645999E_MB001129I_MB42747W_MB124342RAAN_MB7309M_MB0,2在復(fù)雜航天任務(wù)分析中的應(yīng)用迭代,,選用HPOP模型，設(shè)置大氣密度模型、重力場(chǎng)模型、光壓和第三體攝動(dòng)模型。STKSETPROPCLASSICAL/SATELLITE/MB_1,HPOP,ALIGNMENTATEPOCH,T_START_1,T_STOP_1,DT,ORBITEPOCH,A_MB,E_MB,I_MB,W_MB,RAAN_MB,M_MB,COORDEPOCHSTKCONNECTCONID,HPOP,SCENARIO/GM/SATELLITE/MB_1,DRAGON2200039“NRLMSISE2000“MANUAL1501502667STKCONNECTCONID,HPOP,SCENARIO/GM/SATELLITE/MB_1,FORCEGRAVITY“C\PROGRAMFILES\AGI\STK\STKDATA\CENTRALBODIES\EARTH\JGM3GRV“88STKCONNECTCONID,HPOP,SCENARIO/GM/SATELLITE/MB_1,FORCESOLARRADOFFSTKCONNECTCONID,HPOP,SCENARIO/GM/SATELLITE/MB_1,FORCETHIRDBODYGRAVITYSUNOFFSTKCONNECTCONID,HPOP,SCENARIO/GM/SATELLITE/MB_1,FORCETHIRDBODYGRAVITYMOONOFFSTKPROPAGATE/SATELLITE/MB_1,T_START_1,T_STOP_1T_MB_1,R_MB_1,V_MB_1,CBSTKEPHEMERISCBISCENARIO/GM/SATELLITE/MB_1,DT,T_START_1,T_STOP_1,2在復(fù)雜航天任務(wù)分析中的應(yīng)用迭代,,4）迭代求解第4圈近地點(diǎn)變軌速度增量（或求解圓化軌道高度）,采用牛頓迭代法求解，約束條件為第89天目標(biāo)飛行器軌道面與飛船入軌點(diǎn)共面時(shí)刻的相位在114°±10°范圍內(nèi)。DETA_V_29ERROR100WHILEABSERROR1CAL_REMAININDEX_RGFINDT_INTERP89ERRORBETA_INTERPINDEX_RG1114DETA_V_2DETA_V_2ERROR/3600END其中，CAL_REMAIN為需要循環(huán)計(jì)算的用戶自定義子函數(shù)，用于計(jì)算給定一個(gè)第4圈近地點(diǎn)變軌速度增量后，從第4圈近地點(diǎn)變軌外推至第13圈遠(yuǎn)地點(diǎn)并進(jìn)行軌道圓化變軌后的軌道，軌道外推一直到第89天目標(biāo)飛行器軌道面與飛船入軌點(diǎn)共面時(shí)刻。輸出結(jié)果外共面時(shí)刻的相位。,2在復(fù)雜航天任務(wù)分析中的應(yīng)用迭代,,CAL_REMAIN子函數(shù)為第4圈變軌外推至第13圈變軌POS_2R_MB_1,LENGTHR_MB_1VEL_2V_MB_1,LENGTHV_MB_1IXVEL_2/NORMVEL_2IRPOS_2/NORMPOS_2IZCROSSPRODUCTIR,IX/NORMCROSSPRODUCTIR,IXIYCROSSPRODUCTIX,IZTHITA_20VEL_2VEL_2DETA_V_2COSTHITA_2IXSINTHITA_2IYT_START_2T_STOP_1T_STOP_20782243600DT60ORBITEPOCHT_START_2STKSE

簡(jiǎn)介：MATLAB程式設(shè)計(jì)入門篇初探MATLAB,張智星JANGCSNTHUEDUTWHTTP//WWWCSNTHUEDUTW/JANG清大資工系多媒體檢索實(shí)驗(yàn)室,21使用變數(shù)與基本運(yùn)算,一般數(shù)學(xué)符號(hào)運(yùn)算在MATLAB命令視窗（COMMANDWINDOW）內(nèi)的提示符號(hào)（）之後輸入運(yùn)算式，並按入ENTER鍵即可。例如5235/5ANS27000若不想讓MATLAB每次都顯示運(yùn)算結(jié)果，只需在運(yùn)算式最後加上分號(hào)（）即可，例如5235/5,變數(shù)命名規(guī)則與使用,第一個(gè)字母必需是英文字母。字母間不可留空格。最多只能有31個(gè)字母，MATLAB會(huì)忽略多餘字母（在MATLAB第4版，則是19個(gè)字母）。MATLAB在使用變數(shù)時(shí)，不需預(yù)先經(jīng)過變數(shù)宣告（VARIABLEDECLARATION）的程序，而且所有數(shù)值變數(shù)均以預(yù)設(shè)的DOUBLE資料型式儲(chǔ)存。,加入註解,若要加入註解（COMMENTS），可以使用百分比符號(hào)（）例如Y5235/5將運(yùn)算結(jié)果儲(chǔ)存在變數(shù)Y，但不用顯示於螢?zāi)籞Y2將運(yùn)算結(jié)果儲(chǔ)存在變數(shù)Z，並顯示於螢?zāi)籞72900,22向量與矩陣的處理,MATLAB中的變數(shù)還可用來儲(chǔ)存向量（VECTORS）及矩陣（MATRIX），以進(jìn)行各種運(yùn)算，例如S1352注意的使用，及各數(shù)字間的空白間隔T2S1T37115,,矩陣的各種處理,MATLAB亦可取出向量中的一個(gè)元素或一部份來做運(yùn)算，例如T32將向量T的第三個(gè)元素更改為2T3725T610在向量T加入第六個(gè)元素，其值為10T3725010T4將向量T的第四個(gè)元素刪除，代表空集合T372010,,建立大小為MN的矩陣,在每一橫列結(jié)尾加上分號(hào)（），例如A123456789101112建立34的矩陣AA顯示矩陣A的內(nèi)容A123456789101112,,,MXN矩陣的各種處理之一,A2,35將矩陣A第二列、第三行的元素值，改變?yōu)?A123456589101112BA2,13取出矩陣A的第二橫列、第一至第三直行，並儲(chǔ)存成矩陣BB565,,MXN矩陣的各種處理之二,AAB將矩陣B轉(zhuǎn)置後、再以行向量併入矩陣AA123455658691011125A,2刪除矩陣A第二行（代表所有橫列，代表空矩陣）A13455586911125,MXN矩陣的各種處理之三,AA4321在原矩陣A中，加入第四列A134555869111254321A14,刪除第一、四列（代表所有直行，是空矩陣）A5586,23常用數(shù)學(xué)函數(shù),MATLAB是一個(gè)科學(xué)計(jì)算軟體，因此可以支援很多常用到的數(shù)學(xué)函數(shù)YABSX取X的絕對(duì)值YSINX取X的正弦值YEXPX自然指數(shù)EXPXYLOGX自然對(duì)數(shù)LNXMATLAB也支援複數(shù)運(yùn)算，通常以I或J代表單位虛數(shù),向量矩陣的運(yùn)算,有一些函數(shù)是特別針對(duì)向量而設(shè)計(jì)YMINX向量X的極小值YMAXX向量X的極大值YMEANX向量X的平均值YSUMX向量X的總和YSORTX向量X的排序,線上支援,HELP用來查詢已知指令的用法。LOOKFOR用來尋找未知的指令。找到所需的指令後，即可用HELP進(jìn)一步找出其用法。HELPWIN或HELPDESK產(chǎn)生線上支援視窗，其效果和直接點(diǎn)選MATLAB命令視窗工作列的圖示是一樣的。DOC產(chǎn)生特定函數(shù)的線上支援。,,24程式流程控制,MATLAB提供重複迴圈（LOOPS）及條件判斷（CONDITIONS）等程式流程控制（FLOWCONTROL）的指令FOR迴圈FOR變數(shù)向量運(yùn)算式END,流程控制,WHILE迴圈（WHILELOOP）WHILE條件式運(yùn)算式ENDIF–ELSE–ENDIF條件式運(yùn)算式ELSE運(yùn)算式END,25M檔案,若要一次執(zhí)行大量的MATLAB指令，可將這些指令存放於一個(gè)副檔名為M的檔案，並在MATLAB指令提示號(hào)下鍵入此檔案的主檔名即可。PWD顯示目前的工作目錄CDD\MATLABBOOK\MATLAB程式設(shè)計(jì)入門篇\02初探MATLABTYPEMYTESTM顯示MYTESTM的內(nèi)容MYTEST執(zhí)行MYTESTM,26搜尋路徑,若要檢視MATLAB已設(shè)定的搜尋路徑，鍵入PATH指令即可PATH若只要查詢某一特定指令所在的搜尋路徑，可用WHICH指令要將目錄加入MATLAB的搜尋路徑，可使用ADDPATH指令,27工作空間與變數(shù)的儲(chǔ)存及載入,MATLAB在進(jìn)行各種運(yùn)算時(shí)，會(huì)將變數(shù)儲(chǔ)存在記憶體內(nèi)，這些儲(chǔ)存變數(shù)的記憶體空間稱為基本工作空間（BASEWORKSPACE）或簡(jiǎn)稱工作空間（WORKSPACE若要檢視現(xiàn)存於工作空間（WORKSPACE）的變數(shù)，可鍵入WHO若要知道這些變數(shù)更詳細(xì)的資料，可使用WHOS指令,檢視工作空間變數(shù)的其他方式,使用CLEAR指令來清除或刪除工作空間內(nèi)的某一特定或所有變數(shù)，以避免記憶體的閒置與浪費(fèi)不加任何選項(xiàng)（OPTIONS）時(shí)，SAVE指令會(huì)將工作空間內(nèi)的變數(shù)以二進(jìn)制（BINARY）的方式儲(chǔ)存至副檔名為MAT的檔案SAVE將工作空間的所有變數(shù)儲(chǔ)存到名為MATLABMAT的二進(jìn)制檔案。SAVEFILENAME將工作空間所有變數(shù)儲(chǔ)存到名為FILENAMEMAT的二進(jìn)制檔案。SAVEFILENAMEXYZ將變數(shù)X、Y、Z儲(chǔ)存到名為FILENAMEMAT的二進(jìn)制檔案。,28離開MATLAB,在命令視窗內(nèi)，鍵入EXIT指令。在命令視窗內(nèi)，鍵入QUIT指令。直接關(guān)閉MATLAB的命令視窗。,

簡(jiǎn)介：1,25MATLAB用于處理系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,251拉氏變換與拉氏反變換,拉氏變換,LAPLACEFT,T,S,例218,求的拉氏變換。,SYMSSTFTT22T2STLAPLACEFT,T,S,編寫文件,2,運(yùn)行結(jié)果,ST2/S32/S22/S,3,拉氏反變換,ILAPLACEFS,S,T,例219,求的拉氏反變換。,編寫文件,SYMSSTFSS6/S24S3S2FTILAPLACEFS,S,T,運(yùn)行結(jié)果,FT3/2EXP3T5/2EXPT4EXP2T,4,252多項(xiàng)式運(yùn)算,求多項(xiàng)式根的函數(shù),ROOTSP,5,例220,求多項(xiàng)式的根。,編寫文件,P12345RROOTSP,運(yùn)行結(jié)果,R0287814161I0287814161I1287808579I1287808579I,6,由已知多項(xiàng)式的根求多項(xiàng)式的函數(shù),POLYR,例221,已知多項(xiàng)式的根分別為1、5和8，求相應(yīng)的多項(xiàng)式。,在MATLAB的工作空間中鍵入,PLPOLY158,運(yùn)行結(jié)果,PL1145340,7,即多項(xiàng)式為,8,253微分方程的求解,求解微分方程的函數(shù),SDSOLVE‘A_1’,’A_2’,,’A_N’,例222,求解微分方程,初始條件,9,在MATLAB的工作空間中鍵入,YDSOLVE3D2Y3DY2Y1,Y00,DY00,運(yùn)行結(jié)果,Y1/21/2EXP1/2TCOS1/6151/2T1/10151/2EXP1/2TSIN1/6151/2T,,,10,254傳遞函數(shù)及其形式的轉(zhuǎn)換,兩種常見的形式,有理分式形式,零極點(diǎn)形式,11,MATLAB的表示方式分別為,有理分式形式,NUMB0,B1,,BM1,BMDENA0,A1,,AM1,AMGTFNUM,DEN,12,零極點(diǎn)形式,ZZ1,Z2,,ZM1,ZMPP1,P2,,PN1,PNK增益值GZPKZ,P,K,13,例223,在MATLAB中表示下列傳遞函數(shù)，,并轉(zhuǎn)化成零極點(diǎn)形式。,解,NUM1,3DEN1,0,2,1GTFNUM,DENZPKG,14,運(yùn)行結(jié)果,TRANSFERFUNCTIONS3S32S1ZERO/POLE/GAINS3S04534S204534S2206,15,例224,在MATLAB中表示下列傳遞函數(shù)，,并轉(zhuǎn)化成有理分式形式。,解,Z2P0,1,3K10GZPKZ,P,KTFG,16,運(yùn)行結(jié)果,ZERO/POLE/GAIN10S2SS1S3TRANSFERFUNCTION10S20S34S23S,17,例225,系統(tǒng)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)為,系統(tǒng)沒有零點(diǎn)，,增益為100，,試建立零極點(diǎn)形式及有理分式形式的傳遞函數(shù)。,解,ZP5,22J,22JK100GZPKZ,P,KTFG,18,運(yùn)行結(jié)果,ZERO/POLE/GAIN100S5S24S8TRANSFERFUNCTION100S39S228S40,19,傳遞函數(shù)中時(shí)滯環(huán)節(jié)的MATLAB表示,例226,已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為,在MATLAB中建立該傳遞函數(shù)。,20,解,NUM1,1DEN1,4,2,6DT2GTFNUM,DEN,INPUTDELAY,DT,運(yùn)行結(jié)果,TRANSFERFUNCTIONS1EXP2SS34S22S6,21,255部分分式的展開,已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為,NUMB0,B1,,BN1,BNDEN1,A1,,AN1,AN,22,在MATLAB中輸入命令,R,P,KRESIDUENUM,DEN,部分分式分解結(jié)果,余式,RR1,R2,,RN,PP1,P2,,PN,KKS,23,例227,已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為,展成部分分式。,解,NUM2,5,3,6DEN1,6,11,6R,P,KRESIDUENUM,DEN,24,運(yùn)行結(jié)果,R600004000030000P300002000010000K2,25,即,26,256串聯(lián)、并聯(lián)與反饋結(jié)構(gòu)的化簡(jiǎn),1串聯(lián)結(jié)構(gòu)的化簡(jiǎn),27,例228,兩個(gè)環(huán)節(jié)和相串聯(lián)，,求等效傳遞函數(shù)。,解,方法一,NUM11,1DEN11,2NUM210DEN21,0NUM,DENSERIESNUM1,DEN1,NUM2,DEN2PRINTSYSNUM,DEN,28,運(yùn)行結(jié)果,NUM/DEN10S10S22S,29,方法二,NUM11,1DEN11,2NUM210DEN21,0G1TFNUM1,DEN1G2TFNUM2,DEN2GG1G2,30,運(yùn)行結(jié)果,TRANSFERFUNCTION10S10S22S,31,2并聯(lián)結(jié)構(gòu)的化簡(jiǎn),32,例229,兩個(gè)環(huán)節(jié)和相并聯(lián)，,求等效傳遞函數(shù)。,解,方法一,NUM11,2DEN10,1NUM25DEN21,0NUM,DENPARALLELNUM1,DEN1,NUM2,DEN2PRINTSYSNUM,DEN,33,運(yùn)行結(jié)果,NUM/DENS22S5S,34,方法二,NUM11,2DEN10,1NUM25DEN21,0G1TFNUM1,DEN1G2TFNUM2,DEN2GG1G2,35,運(yùn)行結(jié)果,TRANSFERFUNCTIONS22S5S,36,3反饋結(jié)構(gòu)的化簡(jiǎn),GFEEDBACKG1,G2,SIGN,37,G1TF1,1,2,1G2TF1,1,1GFEEDBACKG1,G2,運(yùn)行結(jié)果,TRANSFERFUNCTIONS1S33S23S2,例230,38,26非線性特性的線性化,,39,與非線性系統(tǒng)相比，線性系統(tǒng)有如下特點(diǎn),,疊加性,,40,,齊次性,（比例性）,,41,非線性系統(tǒng)的線性化,在一定條件下，把非線性系統(tǒng)近似地處理成線性系統(tǒng)的過程。,,非線性特性的線性化,縮小問題的研究范圍，把非線性方程近似地化為線性方程的過程。,,42,,增量方程式,用描述控制系統(tǒng)的變量與其工作點(diǎn)值的偏差作為變量的方程式，稱為增量方程式。,以增量方程式描述的系統(tǒng)，可以認(rèn)為系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的初始條件為零。,線性系統(tǒng)的增量方程式與原方程式具有相同的形式。,43,舉例,機(jī)械位移系統(tǒng)的微分方程式為,設(shè)系統(tǒng)的工作點(diǎn)為，,則變量的瞬時(shí)值為,微分方程式化為,44,機(jī)械位移系統(tǒng)在工作點(diǎn)處滿足,增量方程式為,結(jié)論,對(duì)于線性系統(tǒng)，只要將變量的瞬時(shí)值換成偏差量，即得系統(tǒng)的增量方程式。,45,,小偏差線性化,一元非線性函數(shù)情形,若偏差量為微量，則近似有,46,,47,簡(jiǎn)記為,,48,二元非線性函數(shù)情形,線性化后得,49,非線性函數(shù)含有自變量的導(dǎo)數(shù)的情形,在平衡點(diǎn)處自變量的導(dǎo)數(shù)為零，取一階近似得,簡(jiǎn)記為,50,例231,將非線性方程式,在原點(diǎn)附近線性化。,解,線性化后的方程式應(yīng)該為,51,其中,52,得到線性化結(jié)果,和原非線性系統(tǒng)比較,53,例232,如圖所示的單擺系統(tǒng),輸入力矩,54,解,根據(jù)牛頓定律,55,在平衡點(diǎn)處作小角度擺動(dòng)時(shí)，,由于,所以,線性化結(jié)果,56,例233,將如圖所示的兩相伺服電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)方程線性化。,勵(lì)磁電壓,控制電壓,57,輸出轉(zhuǎn)速,輸出轉(zhuǎn)矩,58,,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩,,慣性轉(zhuǎn)矩,,阻尼轉(zhuǎn)矩,59,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩是控制電壓和轉(zhuǎn)速的非線性函數(shù),在平衡點(diǎn)附近取一階近似,60,根據(jù)機(jī)械特性圖，,求得平衡點(diǎn)A處的切線斜率，,即得,61,再根據(jù)轉(zhuǎn)矩控制電壓特性曲線族,即得,62,在平衡點(diǎn)附近線性模型可寫為,或者,,63,將轉(zhuǎn)矩平衡方程式寫成增量型,由于在平衡點(diǎn)處有,于是得增量方程式,64,最終得兩相電動(dòng)機(jī)的線性化方程式,即得,或,65,本次課內(nèi)容總結(jié),MATLAB用于處理系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,拉氏變換與拉氏反變換,多項(xiàng)式運(yùn)算,微分方程的求解,傳遞函數(shù)及其形式的轉(zhuǎn)換,部分分式的展開,串聯(lián)、并聯(lián)與反饋結(jié)構(gòu)的化簡(jiǎn),非線性特性的線性化,

簡(jiǎn)介：3MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱中的網(wǎng)絡(luò)對(duì)象及其屬性,本章要點(diǎn)MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱中的網(wǎng)絡(luò)對(duì)象及其屬性MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱中的網(wǎng)絡(luò)子對(duì)象及其屬性,31MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱中的網(wǎng)絡(luò)對(duì)象,在MATLAB中把定義的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)看作一個(gè)對(duì)象，對(duì)象還包括一些子對(duì)象輸入向量、網(wǎng)絡(luò)層、輸出向量、目標(biāo)向量、權(quán)值向量和閾值向量等，這樣網(wǎng)絡(luò)對(duì)象和各子對(duì)象的屬性共同確定了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)象的特性。網(wǎng)絡(luò)屬性除了只讀屬性外，均可以按照約定的格式和屬性的類型進(jìn)行設(shè)置、修改、引用等。引用格式為網(wǎng)絡(luò)名子對(duì)象屬性例如NETINPUTS{1}RANGE0101NETLAYERS{1}SIZE3NETLAYERS{1}TRANSFERFCN’HARDLIM’,32MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱中的網(wǎng)絡(luò)對(duì)象屬性,1．結(jié)構(gòu)屬性結(jié)構(gòu)屬性決定了網(wǎng)絡(luò)子對(duì)象的數(shù)目（包括輸入向量、網(wǎng)絡(luò)層向量、輸出向量、目標(biāo)向量、閾值向量和權(quán)值向量的數(shù)目）以及它們之間的連接關(guān)系。無論何時(shí)，結(jié)構(gòu)屬性值一旦發(fā)生變化，網(wǎng)絡(luò)就會(huì)自動(dòng)重新定義，與之相關(guān)的其他屬性值也會(huì)自動(dòng)更新。（1）NUMINPUTS屬性NETNUMINPUTS屬性定義了網(wǎng)絡(luò)的輸入源數(shù)，它可以被設(shè)置為零或正整數(shù)。,32MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱中的網(wǎng)絡(luò)對(duì)象屬性,（2）NUMLAYERS屬性NUMLAYERS屬性定義了網(wǎng)絡(luò)的層數(shù)，它可以被設(shè)置為零或正整數(shù)。（3）BIASCONNECT屬性NETBIASCONNECT屬性定義各個(gè)網(wǎng)絡(luò)層是否具有閾值向量，其值為布爾型向量（0或1），為網(wǎng)絡(luò)層數(shù)（NETNUMLAYERS）（4）INPUTCONNECT屬性NETINPUTCONNECT屬性定義各網(wǎng)絡(luò)層是否具有來自個(gè)輸入向量的連接權(quán)，其值為布爾型向量（0或1），為網(wǎng)絡(luò)輸入向量維數(shù)（NETLAYERS{1}SIZE）。（5）LAYERCONNECT屬性NETLAYERCONNECT屬性定義一個(gè)網(wǎng)絡(luò)層是否具有來自另外一個(gè)網(wǎng)絡(luò)層的連接權(quán)，其值為的布爾型向量（0或1）。,,,,,,32MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱中的網(wǎng)絡(luò)對(duì)象屬性,（６）TARGETCONNECT屬性NETTARGETCONNECT定義各網(wǎng)絡(luò)層是否和目標(biāo)向量有關(guān)，其值為的布爾型向量（0或1）。（７）OUTPUTCONNECT屬性NETOUTPUTCONNECT屬性定義各網(wǎng)絡(luò)層是否作為輸出層，其值為的布爾型向量（0或1）。（８）TARGETCONNECT該屬性定義了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)層，即網(wǎng)絡(luò)哪些層的輸出具有目標(biāo)矢量。其屬性值為維的布爾量矩陣。（９）NUMOUTPUTS該屬性定義了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出矢量的個(gè)數(shù)，屬性值為只讀變量，其數(shù)值為網(wǎng)絡(luò)中輸出層的總數(shù)SUMNETOUTPUTCONNECT。,,,,32MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱中的網(wǎng)絡(luò)對(duì)象屬性,（１０）NUMTARGETS該屬性定義了網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)矢量的個(gè)數(shù)，屬性值為只讀變量，其數(shù)值為網(wǎng)絡(luò)中目標(biāo)層的總數(shù)SUMNETTARGETCONNECT。（１１）NUMINPUTDELAYS該屬性定義了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入延遲，屬性值為只讀變量，其數(shù)值為網(wǎng)絡(luò)各輸入層輸入延遲拍數(shù)NETINPUTWEIGHTS{I,J}DELAYS中的最大值。（１２）NUMLAYERDELAYS該屬性定義了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的層輸出延遲，屬性值為只讀變量，其數(shù)值為各層的神經(jīng)元之間連接延遲拍數(shù)NETLAYERWEIGHTS{I,J}DELAYS中的最大值。,32MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱中的網(wǎng)絡(luò)對(duì)象屬性,2．函數(shù)屬性函數(shù)屬性定義了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)在進(jìn)行權(quán)值/閾值調(diào)整、初始化、誤差性能計(jì)算或訓(xùn)練時(shí)采用的算法。（１）ADAPTFCN屬性NETADAPTFCN屬性定義了網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行權(quán)值/閾值自適應(yīng)調(diào)整時(shí)所采用的函數(shù)，它可以被設(shè)置為任意一個(gè)進(jìn)行權(quán)值/閾值調(diào)整的函數(shù)名，包括TRAINS函數(shù)。（２）PERFORMFCN屬性NETPERFORMFCN屬性定義了網(wǎng)絡(luò)用于衡量網(wǎng)絡(luò)性能所采用的函數(shù)，其屬性值為表示性能函數(shù)名稱的字符串。,32MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱中的網(wǎng)絡(luò)對(duì)象屬性,（３）TRAINFCN屬性NETTRAINFCN屬性定義了網(wǎng)絡(luò)用于訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)性能所采用的函數(shù)，其屬性值為表示訓(xùn)練函數(shù)名稱的字符串。（４）INITFCN屬性NETADAPTFCN屬性定義了網(wǎng)絡(luò)初始化權(quán)值/閾值向量所采用的函數(shù)其屬性值為表示網(wǎng)絡(luò)初始化函數(shù)名稱的字符串。包括層層結(jié)構(gòu)的初始化函數(shù)INITLAY，層初始化函數(shù)INITNW,INITWB。,32MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱中的網(wǎng)絡(luò)對(duì)象屬性,3．參數(shù)屬性（１）ADAPTPARAM屬性NETADAPTPARAM屬性定義了網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前自適應(yīng)函數(shù)的各參數(shù)，其屬性值為各參數(shù)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體。（２）INITPARAM屬性NETINITPARAM屬性定義了網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前初始化函數(shù)的各參數(shù)，其屬性值為各參數(shù)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體。（３）PERFORMPARAM屬性NETPERFORMPARAM該屬性定義了網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前性能函數(shù)的各參數(shù)，其屬性值為各參數(shù)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體。（４）TRAINPARAM屬性NETTRAINPARAM該屬性定義了網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前訓(xùn)練函數(shù)的各參數(shù)，其屬性值為各參數(shù)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體。,32MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱中的網(wǎng)絡(luò)對(duì)象屬性,4．權(quán)值和閾值屬性（１）IW屬性NETIW屬性定義了從網(wǎng)絡(luò)輸入向量到網(wǎng)絡(luò)層的權(quán)值向量（即輸入層的權(quán)值向量）結(jié)構(gòu)。其值為的細(xì)胞矩陣。（２）LW屬性NETLW定義了從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)層到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)層的權(quán)值向量結(jié)構(gòu)。其值為的細(xì)胞矩陣。（３）B屬性NETB屬性定義各網(wǎng)絡(luò)層的閾值向量結(jié)構(gòu)。其值為的細(xì)胞矩陣。,,,,33MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱中的網(wǎng)絡(luò)子對(duì)象屬性,子對(duì)象的屬性定義了網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)子對(duì)象輸入向量、網(wǎng)絡(luò)層、輸出向量、目標(biāo)向量、權(quán)值向量和閾值向量的屬性。1．輸入向量（１）SIZE屬性NETINPUTS{I}SIZE定義了網(wǎng)絡(luò)各維輸入向量的元素?cái)?shù)目，可以被設(shè)置為零或正整數(shù)。（２）RANGE屬性NETINPUTS{I}RANGE定義了第維輸入向量中每個(gè)元素的取值范圍，其值是一個(gè)的矩陣。（３）USERDATA屬性NETINPUT{I}USERDATA和NETUSERDATA為用戶提供了關(guān)于輸入向量的用戶信息的地方，它預(yù)先只定義了一個(gè)字段，其值為一提示信息。,,33MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱中的網(wǎng)絡(luò)子對(duì)象屬性,2．網(wǎng)絡(luò)層（１）DIMENSIONS屬性NETLAYERS{I}DIMENSIONS屬性定義了每層神經(jīng)元在多維空間中排列時(shí)各維的維數(shù)，其屬性值為一個(gè)行矢量，該矢量中各元素的乘積等于該層神經(jīng)元的個(gè)數(shù)NETLAYERS{I}SIZE。（２）DISTANCEFCN屬性NETLAYERS{I}DISTANCEFCN，該屬性定義了每層神經(jīng)元間距的計(jì)算函數(shù)，其屬性值為表示距離函數(shù)名稱的字符串。（３）DISTANCES屬性（只讀）NETLAYERS{I}DISANCES，該屬性定義了每層網(wǎng)絡(luò)中各神經(jīng)元之間的距離，屬性值為只讀變量，其數(shù)值由神經(jīng)元的位置坐標(biāo)NETLAYERS{I}POSITIONS和距離函數(shù)NETLAYERS{I}DISTANCEFCN來確定。,33MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱中的網(wǎng)絡(luò)子對(duì)象屬性,（４）INITFCN屬性NETLAYERS{I}INITFCN，如果網(wǎng)絡(luò)初始化函數(shù)（NETINITFCN）設(shè)置為INITLAY，則該屬性定義為第層網(wǎng)絡(luò)的初始化函數(shù)。（５）NETINPUTFCN屬性NETLAYERS{I}NETINPUTFCN屬性定義一個(gè)網(wǎng)絡(luò)輸入函數(shù)，以給定的權(quán)值和閾值計(jì)算第層網(wǎng)絡(luò)的輸入。（６）POSITIONS屬性（只讀）該屬性定義了每層網(wǎng)絡(luò)中各神經(jīng)元的位置坐標(biāo)，屬性值為只讀變量，其值由拓?fù)浜瘮?shù)NETLAYERS{I}TOPOLOGYFCN和神經(jīng)元在各維分布的維數(shù)NETLAYERS{I}DIMENSIONS來確定。（７）SIZE屬性NETLAYERS{I}SIZE，該屬性定義第層網(wǎng)絡(luò)中的神經(jīng)元數(shù)目，其值可以設(shè)置為零或正整數(shù)。,,,,33MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱中的網(wǎng)絡(luò)子對(duì)象屬性,3．輸出向量（１）SIZE屬性NETOUTPUTS{I}SIZE，該屬性定義了第層網(wǎng)絡(luò)輸出向量中元素的個(gè)數(shù)，其值為第層網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元的數(shù)目（NETLAYERS{I}SIZE）。（２）USERDATA屬性NETOUTPUTS{I}USERDATA，該屬性為用戶提供了增加關(guān)于第層網(wǎng)絡(luò)輸出向量的用戶信息的地方，它預(yù)先只定義一個(gè)字段，其值為一提示信息。,,,33MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱中的網(wǎng)絡(luò)子對(duì)象屬性,4．目標(biāo)向量（１）SIZE屬性NETTARGETS{I}SIZE，該屬性定義了第層網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)向量中元素的個(gè)數(shù)，其值為第層網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元的數(shù)目（NETLAYERS{I}SIZE）。（２）USERDATA屬性NETTARGETS{I}USERDATA，該屬性為用戶提供了增加關(guān)于第個(gè)網(wǎng)絡(luò)層目標(biāo)向量的用戶信息的地方，它預(yù)先只定義一個(gè)字段，其值為一提示信息,,,,33MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱中的網(wǎng)絡(luò)子對(duì)象屬性,5．閾值向量（１）INITFCN屬性NETBIASES{I}INITFCN，該屬性定義了第層網(wǎng)絡(luò)閾值向量的初始化函數(shù)，如果網(wǎng)絡(luò)的初始化函數(shù)為INITLAY，則第層網(wǎng)絡(luò)閾值向量的初始化函數(shù)的函數(shù)為INITWB。（２）LEARN屬性NETBIASES{I}LEARN，該屬性定義第個(gè)閾值向量在訓(xùn)練和調(diào)整過程中是否變化。其值可以設(shè)置為0或1。（３）LEARNFCN屬性NETBIASES{I}LEARNFCN，如果網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練函數(shù)是TRAINB、TRAINC和TRAINR，或者網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整函數(shù)為TRAINS，則該屬性定義第層網(wǎng)絡(luò)閾值向量在訓(xùn)練和調(diào)整學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)函數(shù)。,,,,,33MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱中的網(wǎng)絡(luò)子對(duì)象屬性,（４）LEARNPARAM屬性NETBIASES{I}LEARNPARAM，該屬性定義了第層網(wǎng)絡(luò)閾值向量當(dāng)前學(xué)習(xí)函數(shù)的參數(shù)及參數(shù)值，其值取決于當(dāng)前的學(xué)習(xí)函數(shù)（NETBIASES{I}LEARNFCN）（５）SIZE屬性（只讀）NETBIASES{I}SIZE，該屬性定義了第層網(wǎng)絡(luò)閾值向量元素的數(shù)目，其值為第層網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元的數(shù)目（NETLAYERS{I}SIZE。（６）USERDATA屬性NETBIASES{I}USERDATA，該屬性為用戶提供了增加關(guān)于第層網(wǎng)絡(luò)閾值的用戶信息的地方，它預(yù)先只定義一個(gè)字段，其值為一提示信息,,,,

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