MATLAB基礎及其應用.ppt

1、09:57,1,MATLAB基礎及其應用,09:57,2,MATLAB 簡介,1.1 MATLAB軟件介紹 1.2 MATLAB特點與應用 1.3 課程基本內容 1.4 考核方式 1.5 作業(yè),09:57,3,Matlab ：美國 MathWorks公司開發(fā) 概念設計,算法開發(fā),建模仿真,實時實現(xiàn)的理想的集成環(huán)境。 它將高性能的數(shù)值計算、數(shù)據(jù)可視化、程序設計和系統(tǒng)仿真融合到了一個簡單易用的交互式工作環(huán)境中，是目前最好的科學計算類軟件之一. Matlab產(chǎn)品族 科學計算程序開發(fā)語言可視化技術系統(tǒng)仿真平臺眾多工具箱 Matlab 產(chǎn)品具有開放式結構，可以容易地對 Matlab 的功能進行擴充 。,

2、1.1.1 緒 論,09:57,4,系統(tǒng)軟件,計算機軟件,支持軟件,應用軟件,其他軟件,操作系統(tǒng),系統(tǒng)實用程序,網(wǎng)絡實用程序,其他支持軟件,軟件開發(fā)工具,界面開發(fā)工具,語言處理程序,其他應用軟件,科學工程計算,數(shù)據(jù)處理軟件,系統(tǒng)仿真軟件,圖像處理軟件,輔助類軟件,MATLAB主要涉及部分,09:57,5,09:57,6,仿真科研基本方法,仿 真: 利用相似性原理,借助實驗模型或計算機軟件對所研究的對象進行分析。,09:57,7,MATLAB在汽車產(chǎn)品開發(fā)周期中的應用,可行性分析,各種性能測試,小批量生產(chǎn),大批量生產(chǎn),09:57,8,1.1.2 MATLAB軟件的發(fā)展概述, 70年代中期，Cle

3、ve Moler和他的同事開發(fā)了LINPACK和EISPACK的Fortran子程序庫。 70年代末期，Cleve Moler 在新墨西哥大學給學生開線性代數(shù)，為學生編寫了接口程序，這程序取名為MATLAB，即Matrix Laboratory。 1983年春天，工程師John Little與Moler、Steve Bangert一起用C開發(fā)了第二代專業(yè)版MATLAB。 1984年，MathWorks公司成立，MATLAB正式推向市場。,09:57,9, MathWorks公司于1993年完成了Windows環(huán)境下MATLAB 4.0，并同時推出了用于控制系統(tǒng)仿真和設計的交互式模型輸入與仿真環(huán)

4、境Simulink1.0,為控制系統(tǒng)的計算機輔助設計打開了嶄新的局面。, 在20世紀末期MATLAB在功能方面進行大規(guī)模的擴充。 訖今為止，MATLAB軟件早已不只停留在功能上了，它由主包、Simulink以及功能各異的工具箱組成，以矩陣運算為基礎，把計算、可視化、程序設計融合到了一個簡單易用的交互式工作環(huán)境中。,09:57,10,發(fā)展軌跡：數(shù)值運算計算機仿真計算機仿真與硬件實現(xiàn)集成（快速原型開發(fā)，半實物仿真） 從頂層的系統(tǒng)仿真到底層的芯片算法設計，都可用 MATLAB/SIMULINK/STATEFLOW及相關工具實現(xiàn)。 MATLAB有計算機專家倡導并開發(fā)，在自動控制領域學者的支持下普及和發(fā)

5、展，被各類其他領域的專家和工程技術人員捧紅。（開放型結構）,09:57,11,Matlab擴展支持在非matlab中對系統(tǒng)的實施和開發(fā)。 工具箱：專用的函數(shù)庫，解決特定領域的問題。 Simulink：用于對非線性動態(tài)系統(tǒng)仿真的圖形仿真平臺 Blockset是Simulink的插件集，提供大量的專用模塊庫。 程序設計語言仿真平臺可視化技術眾多工具箱開放式體系,09:57,12,1.2.1 MATLAB軟件的主要特點,1語言簡潔緊湊，編程效率高.運算符豐富。數(shù)值計算+符號計算,庫函數(shù)極其豐富， 2交互性好，使用方便。 3圖形功能強大，便于圖形可視化。,DemoMATLABGraphics Plot

6、相關例子,DemoMATLAB3D Visualization,09:57,13,5具有功能強勁的工具箱。這些工具箱能用于多種學科，都是由該領域里的學術水平高的專家編寫的，用戶在使用時可以任意調用。 6.與 C 語言和 Fortran 語言有良好的接口,4開放性好，易于擴充。所有MATLAB的核心文件及工具箱文件都是可讀可改的源文件，用戶可以通過對源文件的修改以及加入自己的文件來構成新的工具箱。,09:57,14,1.2.2 MATLAB的功能和應用,MATLAB產(chǎn)品組是從支持概念設計、算法開發(fā)、建模仿真，到實時實現(xiàn)的集成環(huán)境，可用來進行： 數(shù)據(jù)分析及可視化 數(shù)值與符號計算 工程與科學繪圖 航

7、天工業(yè)、汽車工業(yè)、生物醫(yī)學工程 控制系統(tǒng)設計 語音、數(shù)字圖像信號處理 建模、仿真、樣機開發(fā)、新算法研究開發(fā) 財務、金融分析 圖形用戶界面設計,09:57,15,MATLAB在教學中的應用,在大學里，諸如應用代數(shù)、數(shù)理統(tǒng)計、自動控制、數(shù)字信號處理、動態(tài)系統(tǒng)仿真等課程的教科書都把MATLAB作為內容。 在歐美是九十年代教科書與舊版書籍的區(qū)別性標志。越來越多國內教科書也加入了Matlab相關內容 MATLAB是攻讀學位的大學生、碩士生、博士生必須掌握的基本工具。,09:57,16,MATLAB行業(yè)運用相關圖書,MATLAB與選煤/選礦數(shù)據(jù)處理 MATLAB在工程數(shù)學上的應用 電磁場數(shù)值計算法與MAT

8、LAB實現(xiàn) 數(shù)學物理方程的MATLAB解法與可視化 高等應用數(shù)學問題的MATLAB求解 MATLAB有限元分析與應用 MATLAB 7及工程問題解決方案 MATLAB及在電子信息類課程中的應用 MATLAB在電氣工程中的應用,09:57,17,MATLAB在化學中的應用 機械工程設計分析和MATLAB應用 機電系統(tǒng)動態(tài)仿真基于MATLAB/Simulink MATLAB在振動信息處理中的應用 MATLAB 7.0 在圖像處理中的應用 MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡仿真與應用 小波分析理論與MATLAB 7實現(xiàn) MATLAB語言在建筑抗震工程中的應用 GPS基本原理及其Matlab仿真 MATLAB語言在

9、運籌學中的應用 MATLAB在動態(tài)經(jīng)濟學中的應用 matlab金融工具箱詳細信息,09:57,18,MATLAB在本專業(yè)中的應用,不管世界如何改變， MATLAB在控制專業(yè)的地位基本不變。（控制專業(yè)“計算器”）,高等數(shù)學 普通物理 線性代數(shù) 概率論與數(shù)理統(tǒng)計 計算方法 （數(shù)值分析） 信號處理 電路,自動控制原理 控制理論基礎 電力電子技術 運動控制 計算機控制 計算機仿真 智能控制,幾乎所有控制類研究生課程,09:57,19,在國際學術界，MATLAB已經(jīng)被確認為準確、可靠的科學計算標準軟件。在許多國際一流學術刊物上，（尤其是信息科學刊物)，都可以看到MATLAB的應用。 很多學術科研網(wǎng)站都有

10、MATLAB專區(qū),MATLAB在學術中的應用,09:57,20,在設計研究單位和工業(yè)部門，MATLAB被認作進行高效研究、開發(fā)的首選軟件工具。 美國National Instruments公司信號測量、分析軟件LabVIEW，Cadence公司信號和通信分析設計軟件SPW等，或者直接建筑在MATLAB之上，或者以MATLAB為主要支撐。 HP公司的VXI硬件，TM公司的DSP，Gage公司的各種硬卡、儀器等 都接受MATLAB的支持。,MATLAB在開發(fā)與工程中的應用,09:57,21,Matlab是眾多系統(tǒng)工具的基礎,DemoMATLABGraphics Visualizing sound,

11、09:57,22,設計自動化工具,09:57,23,一般用途工具,09:57,24,虛擬現(xiàn)實工具箱,可將simulink下的仿真用三維實體表示出來。 例如控制一個機器人，就可以不再是得到機器人的位置曲線等等，還可以直接畫出三維的機器人，然后看他究竟是怎么運動的,DemoMatlabToolboxsVirtual Reality,09:57,25,信號和圖像處理,DemoMATLABBlocksetsDSPnosie canceller(RLS),09:57,26,控制系統(tǒng)設計和分析,DemoToolboxsControl system interactive demosRLC circuit

12、response,09:57,27,1.3.1 課程基本內容,MATLAB介紹 語言基礎（數(shù)組、矩陣運算） 數(shù)值計算、符號計算 MATLAB程序設計 數(shù)據(jù)可視化 SIMULINK系統(tǒng)仿真 涉及課程內容： 高等數(shù)學、線性代數(shù)、工程數(shù)學 電路等,09:57,28,1.3.2 怎樣學習MATLAB,本課程為引導型課程，重掌握基礎和應用。 多上機練習，重視實驗，充分利用幫助系統(tǒng)和demo學習（英文） 利用圖書館和電子書等網(wǎng)上資源學習。 推薦書籍： 1.飛思科技，MATLAB7基礎與提高，電子工業(yè)出版社，2005.4 2劉衛(wèi)國等編，MATLAB程序設計與應用，高等教育出版社，2002.6 3張志涌等編，精通MATLAB6.5，北京航空航天大學出版社，2003.3 4. 王正林等，精通MATLAB7，電子工業(yè)出版社,2006.7,09:57,29,1.3.3 MATLAB網(wǎng)絡資源,USENET新聞組 MATLAB的新聞組：comp.soft-sys.MATLAB。 搜索 網(wǎng)絡上的工具箱 ,09:57,30,www服務 Matlab 中文論壇