1、15:16,1,自动化软件工具-MATLAB 编程与系统仿真,张勇 Tel:83995199 13813290339,15:16,2,课程内容及安排,1.MATLAB概述及基础2.数组矩阵运算3.符号运算4.Matlab 绘图5.MATLAB语句编程 6.SIMULINK系统仿真课时安排：8课时讲授+8课时上机实验,15:16,3,如何学习MATLAB,本课程为引导型课程，重掌握基础和应用。多上机练习，重视实验，充分利用帮助系统和demo学习（英文）利用图书馆和电子书等网上资源学习。推荐书籍：1.汪宁等，自动化软件工具，中国矿业大学信电学院，2010.8。2.飞思科技，MATLAB7基础与提高
2、，电子工业出版社，2005.43刘卫国等编，MATLAB程序设计与应用，高等教育出版社，2002.64.王正林等，精通MATLAB7，电子工业出版社,2006.7,15:16,4,MATLAB网络资源,USENET新闻组MATLAB的新闻组：comp.soft-sys.MATLAB。http:/ 搜索网络上的工具箱http:/ http:/ telnet:/上海交通大学bbs: telnet:/清华大学bbs mathtoolswww服务http:/（部分内容中文）http:/Matlab 大观园: http:/www.matlab-,15:16,6,第一部分MATLAB 概述及基础,15:1
3、6,7,1. Matlab 概述,1.1 绪论1.2 MATLAB的发展1.3 MATLAB系统构成1.4 MATLAB的特点1.5 MATLAB的功能应用1.6 MATLAB的工具箱,15:16,8,Matlab：美国MathWorks公司开发 它将高性能的数值计算、数据可视化、程序设计和系统仿真融合到了一个简单易用的交互式工作环境中，是目前最好的科学计算和系统模拟仿真类软件之一.Matlab产品族 科学计算程序开发语言可视化技术系统仿真平台众多工具箱,1.1 绪 论,15:16,9,系统软件,计算机软件,支持软件,应用软件,其他软件,操作系统,系统实用程序,网络实用程序,其他支持软件,软件
4、开发工具,界面开发工具,语言处理程序,其他应用软件,科学工程计算,数据处理软件,系统仿真软件,图像处理软件,辅助类软件,MATLAB主要涉及部分,15:16,10,在系统仿真中应用,仿 真: 利用相似性原理,借助实验模型对所研究的对象进行分析。,15:16,11,MATLAB在汽车产品开发周期中的应用,可行性分析,各种性能测试,小批量生产,大批量生产,15:16,12,1.2 MATLAB的发展, 诞生于上世纪70年代中期，起源于 Cleve Moler等用Fortran开发的两个用来求解线性方程的子程序库EISPACK和LINPACK 70年代末期，Cleve Moler 在新墨西哥大学给学
5、生开线性代数，为学生编写了接口程序，这程序取名为MATLAB，即Matrix Laboratory。 1983年，工程师John Little与Moler、Steve Bangert一起用C开发了第二代专业版MATLAB。 1984年，MathWorks公司成立，MATLAB正式推向市场。,15:16,13, MathWorks公司于1993年完成了Windows环境下MATLAB 4.0，并同时推出了用于控制系统仿真和设计的交互式模型输入，以及仿真环境Simulink1.0,为控制系统的计算机辅助设计打开了崭新的局面。, 在20世纪末期MATLAB在功能方面进行大规模的扩充。 讫今为止，MA
6、TLAB软件早已不只停留在功能上了，它由主包、Simulink以及功能各异的工具箱组成，以矩阵运算为基础，把计算、可视化、程序设计融合到了一个简单易用的交互式工作环境中。,15:16,14,Matlab扩展支持在非matlab中对系统的实施和开发。工具箱：专用的函数库，解决特定领域的问题。Simulink：用于对非线性动态系统仿真的图形仿真平台程序设计语言仿真平台可视化技术众多工具箱开放式体系,15:16,15,1.3 MATLAB系统构成, MATLAB语言 MATLAB开发环境 MATLAB图形处理系统 MATLAB数学函数库 MATLAB应用程序接口,15:16,16,1.4 MATLA
7、B的特点,1界面友好，运算符丰富。库函数极其丰富，编程效率高.2MATLAB语言语法限制不严格，程序设计自由度大；即具有结构化的控制语句，又有面向对象编程的特性；而且扩充强，具有很好的可移植性。3图形功能强大，还具有较强的编辑图形界面和动画的能力。(虚拟显示工具箱),DemoMATLABGraphics Plot相关例子,DemoMATLAB3D Visualization,15:16,17,5功能强大，具有功能强劲的工具箱。这些工具箱能用于多种学科，都是由该领域里的学术水平高的专家编写的，用户在使用时可以任意调用。,4扩展性强。所有MATLAB的核心文件及工具箱文件都是可读可改的源文件，用户
8、可以通过对源文件的修改以及加入自己的文件来构成新的工具箱。,15:16,18,1.5 MATLAB的功能和应用,MATLAB产品组是从支持概念设计、算法开发、建模仿真，到实时实现的集成环境，可用来进行：数值计算符号计算功能数学分析与可视化功能控制系统设计，simulink动态仿真数字图像信号处理建模、仿真、原型开发财务工程和应用开发等等,15:16,19,MATLAB在教学中的应用,在大学里，诸如应用代数、数理统计、自动控制、数字信号处理、动态系统仿真等课程的教科书都把MATLAB作为内容。在欧美是九十年代教科书与旧版书籍的区别性标志。越来越多国内教科书也加入了Matlab相关内容MATLAB
9、是攻读学位的大学生、硕士生、博士生必须掌握的基本工具。,15:16,20,MATLAB行业运用相关图书,MATLAB与选煤/选矿数据处理MATLAB在工程数学上的应用电磁场数值计算法与MATLAB实现数学物理方程的MATLAB解法与可视化高等应用数学问题的MATLAB求解MATLAB有限元分析与应用MATLAB 7及工程问题解决方案MATLAB及在电子信息类课程中的应用MATLAB在电气工程中的应用,15:16,21,MATLAB在化学中的应用机械工程设计分析和MATLAB应用机电系统动态仿真基于MATLAB/Simulink MATLAB在振动信息处理中的应用MATLAB 7.0 在图像处理
10、中的应用MATLAB神经网络仿真与应用小波分析理论与MATLAB 7实现MATLAB语言在建筑抗震工程中的应用GPS基本原理及其Matlab仿真MATLAB语言在运筹学中的应用MATLAB在动态经济学中的应用matlab金融工具箱详细信息,15:16,22,MATLAB在本专业中的应用,高等数学普通物理线性代数概率论与 数理统计计算方法 （数值分析）信号处理电路,自动控制原理控制理论基础电力电子技术运动控制计算机控制计算机仿真智能控制,15:16,23,在国际学术界，MATLAB已经被确认为准确、可靠的科学计算标准软件。在许多国际一流学术刊物上，（尤其是信息科学刊物)，都可以看到MATLAB的
11、应用。 很多学术科研网站都有MATLAB专区,MATLAB在学术中的应用,15:16,24,在设计研究单位和工业部门，MATLAB被认作进行高效研究、开发的首选软件工具之一。美国National Instruments公司信号测量、分析软件LabVIEW等，或者直接建筑在MATLAB之上，或者以MATLAB为主要支撑。HP公司的VXI硬件，Gage公司的各种硬卡、仪器等都接受MATLAB的支持。,MATLAB在开发与工程中的应用,15:16,25,Matlab是众多系统工具的基础,DemoMATLABGraphics Visualizing sound,15:16,26,应用数学工具箱,1.6
12、 Matlab 主要工具箱,15:16,27,虚拟现实工具箱,可将simulink下的仿真用三维实体表示出来。 例如控制一个机器人，就可以不再是得到机器人的位置曲线等等，还可以直接画出三维的机器人，然后看他究竟是怎么运动的,DemoMatlabToolboxesVirtual Reality Vehicle Dynamics Visualization,演示,15:16,28,信号和图像处理,DemoMATLABBlocksetsDSPnosie canceller(RLS),15:16,29,控制系统设计和分析,DemoToolboxsControl system interactive demosRLC circuit response,15:16,30,填充图,极坐标图,直方图,饼状图,15:16,31,15:16,32,15:16,33,15:16,34,图形的透明处理,返回,
