MATLAB工具箱介绍
MATLAB工具箱介绍.
MATLAB工具箱介绍
软件Matlab由美国MathWorks, Inc.公司出品，它的前身是C1eveMoler教授(现为美国工程院院士，Mathworks公司首席科学家)为著名的数学软件包LINPACK和EISPACK所写的一个接口程序。经过近20年的发展，目前Matlab已经发展成一个系列产品，包括它的内核及多个可供选择的工具箱。Matlab的工具箱数目不断增加，功能不断改善，这里简要介绍其中的几个。MATLAB 的M文件、工具箱索引和网上资源,可以从处查找。
(1)通讯工具箱 (Communication ToolboX)
★提供100多个函数及150多个SIMULINK模块，用于系统的仿真和分析
★可由结构图直接生成可应用的C语言源代码
(2)控制系统工具箱 (Control System Too1box)
★连续系统设计和离散系统设计
★状态空间和传递函数
★模型转换
★频域响应：Bode图、Nyquist图、Nichols图
★时域响应：冲击响应、阶跃响应、斜波响应等
★根轨迹、极点配置、LQG
(3)金融工具箱 (Financial Loo1boX)
★成本、利润分析，市场灵敏度分析
★业务量分析及优化
★偏差分析
★资金流量估算
★财务报表
(4)频率域系统辨识工具箱 (Frequency Domain System Identification Toolbox) ★辨识具有未知延迟的连续和离散系统
★计算幅值／相位、零点／极点的置信区间
★设计周期激励信号、最小峰值、最优能量谱等
(5)模糊逻辑工具箱 (Fuzzy Logic Too1box)
MATLAB的工具箱
MATLAB的工具箱
MATLAB除了传统的交互式编程之外，还供应了丰富牢靠的矩阵运算、图形绘制、数据处理、图象处理、便利的WINDOWS编程等便利工具，消失了各种以MATLAB为基础的有用工具箱，广泛地运用于自动掌握、图象信号处理、生物医学工程、语言处理、雷达工程、信号分析、振动理论、时序分析与建模、化学统计学、优化设计等领域，并表现出一般高级语言难以比拟的优势。较为常见的MATLAB工具箱主要包括：
1. 掌握系统工具箱（Control Systems Toolbox）
2. 系统辩识工具箱（System Identification Toolbox）
3. 鲁棒掌握工程箱（Robust Control Toolbox）
4. 多变量频率设计工具箱（Multivariable Frequency Design Toolbox）
5. 分析与综合工具箱（Analysis And Synthesis Toolbox）
6. 神经网络工具箱（Neural Network Toolbox）
7. 最优化工具箱（Optimization Toolbox）
8. 信号处理工具箱（Signal Processing System Toolbox）
9. 模糊推理系统工具箱（Fuzzy Inference System Toolbox）
10. 小波分析工具箱（Wavelet Toolbox）
11. 通信工具箱（Communication Toolbox）
1
（整理）matlab部分工具箱.
（整理）matlab部分工具箱.
1)通讯工具箱(Communication Toolbox)。
令提供100多个函数和150多个SIMULINK模块用于通讯系统的仿真和分析
——信号编码
——调制解调
——滤波器和均衡器设计
——通道模型
——同步
可由结构图直接生成可应用的C语言源代码。
2)控制系统工具箱(Control System Toolbox)。
鲁连续系统设计和离散系统设计
* 状态空间和传递函数
* 模型转换
* 频域响应：Bode图、Nyquist图、Nichols图
* 时域响应：冲击响应、阶跃响应、斜波响应等
* 根轨迹、极点配置、LQG
3)财政金融工具箱(FinancialTooLbox)。
* 成本、利润分析，市场灵敏度分析
* 业务量分析及优化
* 偏差分析
* 资金流量估算
* 财务报表
4)频率域系统辨识工具箱(Frequency Domain System ldentification Toolbox
* 辨识具有未知延迟的连续和离散系统
* 计算幅值／相位、零点／极点的置信区间
* 设计周期激励信号、最小峰值、最优能量诺等
5)模糊逻辑工具箱(Fuzzy Logic Toolbox)。
* 友好的交互设计界面
* 自适应神经—模糊学习、聚类以及Sugeno推理
* 支持SIMULINK动态仿真
* 可生成C语言源代码用于实时应用
(6)高阶谱分析工具箱(Higher—Order SpectralAnalysis Toolbox * 高阶谱估计
* 信号中非线性特征的检测和刻画
* 延时估计
* 幅值和相位重构
第六讲 matlab工具箱
matlab工具箱已经成为一 个系列产品，matlab主工具箱 和各种工具箱（toolbox ）。
一、工具箱简介
• 功能型工具箱 —— 通用型
功能型工具箱主要用来扩充matlab 的数值计算、符号运算功能、图形建模 仿真功能、文字处理功能以及与硬件实 时交互功能，能够用于多种学科。
生成一个可在matlab命令窗口运行的
m文件。
• 然后就可用simulation菜单中start开
始仿真了。
仿真结果 ：
[t,x,y]=sim('sim5',20); plot(t,y)
plot(t,yout)
三、工具箱和工具箱函数的查询办法
1. matlab的目录结构 • 目录树 c:\matlab\bin c:\matlab\extern c:\matlab\simulink c:\matlab\toolbox\comm\ c:\matlab\toolbox\control\ . . . c:\matlab\toolbox\symbolic\
• Image Processing Toolbox——图象处理工具箱 • LMI Control Toolbox——线性矩阵不等式工具 箱 • Model predictive Control Toolbox——模型预测 控制工具箱 • μ-Analysis and Synthesis Toolbox——μ分析工 具箱 • Neural Network Toolbox——神经网络工具箱 • Optimization Toolbox——优化工具箱 • Partial Differential Toolbox——偏微分方程工 具箱 • Robust Control Toolbox——鲁棒控制工具箱
第六讲Matlab工具箱
工具箱的扩充功能：
用户可以修改工具箱中的函数， 更为重要的是用户可以通过编制 m 文件来任意地添加工具箱中原来没 有的工具函数。此功能充分体现了 matlab语言的开发性。
二、通用工具箱
1. Matlab主工具箱 • 前面课程所介绍的数值计算、符号运算、
绘图以及句柄绘图都是matlab主工具箱 的内容，是matlab的基本部分，也是我 们课程的重点。 • Matlab主工具箱位于：
• matlab\toolbox —— 各种工具箱，Math Works公司提供的商品化matlab工具箱有30 多种。toolbox目录下的子目录数量是随安装 情况而变的。
对任意变量求解 r =solve(z,'b') r= -(a*t^2+c)/t r =solve(z,'c') r= -a*t^2-b*t r =solve(z,'a') r= -(b*t+c)/t^2
3. Simulink动态仿真工具箱
simulink工具箱简介 • simulink 是实现动态系统建模、仿真和分
• 不用命令行编程，由方框图产生m文件
(s函数)。
• 当创建好的框图保存后，相应的m文件就 自动生成，这个.m文件包含了该框图的所 有图形及数学关系信息。
• 框图表示比较直观，容易构造，运行速度 较快。
MATLAB工具箱简介
9.1.2 符号数学式的表示方法1
Symbolic工具箱要能分析字符串的含义。首先要 对符号变量作出定义，用语句“x = sym('x')；” 就定义了x是一个字符串变量，此后键入的算式 f=3*x^2+5*x+2，或y=sin(x)就具有了符号函数的 意义，f和y也自然成为字符串变量。 如果一个数学符号表示式中有多个符号，如 z = a*t^2+b*t+c 可以用多个符号变量定义语句放在此式前面。 syms a b c t
9.2 系统仿真(Simulink)工具箱
Simulink是面向框图的仿真软件，有以下功能： (1)用方框图的绘制代替程序的编写。构成系统框 图有三个步骤，即选定典型环节、相互联接和给 定环节参数。都可以用鼠标和键盘来完成。 (2)仿真的建立和运行是智能化的。首先，画好了 框图并存起来，它就自动建立起了仿真的方程； 其次，在运行时用户可以不给步长，只给出要求 的仿真精度，软件会自动选择步长，使得仿真具 有最快的速度。 (3)输入输出信号来源形式的多样化。这就扩大了 仿真系统与各种外部软件和硬件的接口能力。
环节库及框图的建立4
2．环节的联接 把各环节的端口按框图联接起来，联接的方法是把 鼠标指在线段的始端，按下左键不放，移动鼠标， 一直引到线段的终点端口再释放。此时在终点上 将出现箭头。一般环节都只有一个输入端，有些 环节如乘法器、逻辑运算等具有双输入端，相加 器则可能有更多的输入端，需要先定义输入端的 数目。 3．环节参数的设定 用“双击左键”的方法，逐个打开各个环节的参数 设定窗口以修改其中的参数，这些参数可以用 MATLAB中任何合法的方式表示。
MATLAB工具箱的使用
MATLAB工具箱的使用
MATLAB®是一种强大的科学计算软件，广泛应用于各个领域的数学建模、数据分析、仿真和算法开发等工作中。为了满足不同领域的需求，MATLAB提供了许多不同的工具箱。这些工具箱包含了各种不同领域的函
数和工具，可以帮助用户更加高效地进行数据处理、模拟和算法开发等工作。
下面将介绍几个常用的MATLAB工具箱，以及它们的使用方法：
1.信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）：这个工具箱提
供了一系列处理数字信号的函数和工具。用户可以使用这些函数和工具进
行信号滤波、功率谱估计、频谱分析、时间频率分析等操作。该工具箱还
提供了许多基本信号处理算法，如滤波器设计、卷积和相关等。例如，用
户可以使用`filtfilt(`函数对信号进行零相移滤波，以去除噪声。
2.图像处理工具箱（Image Processing Toolbox）：图像处理工具箱
提供了一系列处理数字图像的函数和工具。用户可以使用这些函数和工具
进行图像的读取、显示、修改、增强和分析等操作。该工具箱包含了许多
常用的图像处理算法，如图像滤波、边缘检测、形态学处理和图像分割等。例如，用户可以使用`imread(`函数读取图像，然后使用`imshow(`函数显
示图像。
3.控制系统工具箱（Control System Toolbox）：这个工具箱提供了
一系列用于分析和设计控制系统的函数和工具。用户可以使用这些函数和
工具进行控制系统的建模、稳定性分析、根轨迹设计和频域分析等操作。
该工具箱还提供了许多常用的控制系统设计方法，如PID控制器设计和状
Matlab各工具箱功能简介(部分)
Matlab各工具箱功能简介(部分)
Ｔoolbo某工具箱
序号工具箱备注
一、数学、统计与优化
1 Symbolic Math Toolbo某符号数学工具箱
Symbolic Math Toolbo某? 提供用于求解和推演符号运算表达式以
及执行可变精度
算术的函数。您可以通过分析执行微分、积分、化简、转换以及方程
求解。另外，还可以利用符号运算表达式为 MATLAB?、Simulink? 和Simscape? 生成代码。
Symbolic Math Toolbo某包含 MuPAD? 语言，并已针对符号运算表
达式的处理和执行进行优化。该工具箱备有 MuPAD 函数库，其中包括普
通数学领域的微积分和线性代数，以及专业领域的数论和组合论。此外，
还可以使用 MuPAD 语言编写自定义的符号函数和符号库。MuPAD 记事本
支持使用嵌入式文本、图形和数学排版格式来记录符号运算推导。您可以
采用 HTML 或 PDF 的格式分享带注释的推导。
2 Partial Differential Euqation Toolbo某偏微分方程工具箱
偏微分方程工具箱?提供了用于在2D，3D求解偏微分方程（PDE）以
及一次使用有限元分析。它可以让你指定和网格二维和三维几何形状和制
定边界条件和公式。你能解决静态，时域，频域和特征值问题在几何领域。功能进行后处理和绘图效果使您能够直观地探索解决方案。
你可以用偏微分方程工具箱，以解决从标准问题，如扩散，传热学，
结构力学，静电，静磁学，和AC电源电磁学，以及自定义，偏微分方程
的耦合系统偏微分方程。
《Matlab工具箱》课件
广泛的应用领域
工具箱可以应用于各种领域， 包括机器学习、图像处理、 信号处理、运筹学、金融工 程等，方便解决复杂的数学 和工程问题。
简化工作流程
工具箱提供了丰富的函数和 算法，使得数据处理和分析 变得更加高效和简化，帮助 用户节省时间和精力。
常用的工具箱
数据分析工具箱
用于处理和分析数据的工具，包 括统计分析、回归分析、数据可 视化等功能。
用于表示真假值，支持逻 辑运算和条件判断。
4 矩阵和数组类型
用于存储和处理多维数据，支持矩阵运算和 数组操作。
5 变量的定义和赋值
使用赋值语句给变量赋值，方便在程序中使 用和操作。
数据操作
矩阵运算
利用矩阵运算进行线 性代数计算，包括矩 阵乘法、矩阵求逆和 特征值等。
向量运算
支持对向量进行各种 运算，包括点积、叉 积和范数计算。
3
工作空间窗口
工作空间窗口展示当前Matlab环境中的变量和数据，方便查看和操作。
4
图形窗口
图形窗口用于展示绘图结果、图像处Biblioteka Baidu结果以及其他可视化操作。
数据类型和变量
1 数值类型
包括整数和浮点数，支持 各种数学运算和函数。
2 字符串类型
3 布尔类型
用于存储和操作文本数据， 包括字符串连接和处理函 数。
3
MATLAB常用工具箱与函数库介绍
MATLAB常用工具箱与函数库介绍
1. 引言
MATLAB是一款功能强大的数学软件，广泛应用于工程、科学、计算机科学
等领域。在MATLAB中，有许多常用的工具箱和函数库，可以帮助用户解决各种
数学计算和数据处理问题。本文将介绍几个常用的MATLAB工具箱和函数库，帮
助读者更好地理解和使用这些工具。
2. 统计工具箱
统计工具箱是MATLAB中一个重要的工具箱，用于统计数据的分析和处理。
这个工具箱提供了许多函数，如直方图、概率分布函数、假设检验等等。读者可以使用统计工具箱来分析数据的分布特征、计算数据的均值和标准差、进行假设检验等。
3. 信号处理工具箱
信号处理工具箱是MATLAB中用于处理信号的一个重要工具箱。它提供了一
些常用的函数，如滤波器、谱分析、窗函数等等。利用信号处理工具箱，读者可以对信号进行滤波、频谱分析、窗函数设计等操作，帮助解决各种与信号处理相关的问题。
4. 优化工具箱
优化工具箱是MATLAB中用于求解优化问题的一个重要工具箱。它提供了一
些常用的函数，如线性规划、非线性规划、整数规划等等。利用优化工具箱，读者可以求解各种优化问题，如优化算法选择、变量约束等。优化工具箱在生产、物流、金融等领域具有广泛的应用。
5. 控制系统工具箱
控制系统工具箱是MATLAB中一个针对控制系统设计和分析的重要工具箱。
它提供了一些常用的函数，如系统模型构建、控制器设计、系统分析等。利用控制系统工具箱，读者可以构建控制系统模型、设计控制器、进行系统稳定性分析等操作。这个工具箱在自动化控制领域非常有用。
6. 图像处理工具箱
MATLAB工具箱介绍
MATLAB工具箱介绍
MATLAB是一种强大的数学软件，其功能强大且灵活，可用于多种领域的数学和工程计算。MATLAB提供了一系列的工具箱，用于扩展和增强其功能。这些工具箱涵盖了许多领域，包括图像处理、信号处理、控制系统设计、机器学习、优化、统计分析等。下面将对MATLAB的一些重要的工具箱进行介绍。
1. 图像处理工具箱（Image Processing Toolbox）：该工具箱提供了大量的函数和工具，用于图像的处理和分析。它允许用户加载、处理和保存图像，进行图像增强、滤波、分割、特征提取等操作。此外，它还提供了各种图像处理算法，如边缘检测、图像配准、形态学处理等，可广泛应用于计算机视觉、医学影像、模式识别等领域。
2. 信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）：该工具箱提供了丰富的函数和工具，用于数字信号的分析、滤波、频谱分析、信号合成等。它包含了多种信号处理技术，如离散傅立叶变换（DFT）、离散余弦变换（DCT）、滤波器设计、自适应信号处理等。信号处理工具箱广泛应用于语音处理、音频处理、通信系统设计等领域。
3. 控制系统工具箱（Control System Toolbox）：该工具箱提供了丰富的函数和工具，用于控制系统的建模、分析和设计。它允许用户创建传递函数、状态空间模型和分块模型，进行系统响应分析、稳定性分析、鲁棒性分析等。控制系统工具箱还提供了多种经典和现代控制设计技术，如根轨迹法、频率响应法、状态反馈法、模糊控制等。
4. 机器学习工具箱（Machine Learning Toolbox）：该工具箱提供了丰富的函数和工具，用于机器学习和模式识别任务。它包含许多机器学
第十三讲：Matlab工具箱介绍
Matlab 搜索路径
Matlab 搜索路径 的命令窗口中输入一个命令时， 当用户在 Matlab 的命令窗口中输入一个命令时， Matlab 会按照一个固定的路径取查找该命令，然后 会按照一个固定的路径取查找该命令， 执行它，这个固定的路径就称为搜索路径 搜索路径。 执行它，这个固定的路径就称为搜索路径。 path % 显示 Matlab 的搜索路径
Matlab 工具箱
放入一个目录中的为某种目的专门编写的一组 Matlab 函数就可以组成一个工具箱。 函数就可以组成一个工具箱。 从某种意义上说， 从某种意义上说，任何一个 Matlab 语言的使用 者都可以是工具箱的作者。 者都可以是工具箱的作者。
工具箱介绍
在一个工具箱中， 在一个工具箱中 ， 应该有一个名为 Contents.m 的文件， 的文件 ， 用来描述工具箱中所有 Matlab 函数的名 称和意义。在该文件中第 称和意义。在该文件中第 1 行应该给出该工具箱的 名称， 名称，在第 2 行中给出该工具箱的版本与修改时间 等信息。 等信息 。 然后分类地给出该工具箱中各类函数的最 基本功能。注意， 基本功能 。 注意 ， 本文件中所有的语句都应该是注 释语句， 引导， 引导。 释语句，由百分号 % 引导，空行也应该由 % 引导。
工具箱的安装
Matlab工具箱的安装 工具箱的安装
Matlab 的所有工具箱都安装在 $MATLAB\toolbox 目录中， 的安装目录。 目录中，其中 $MATLAB 表示 Matlab 的安装目录。 用户如果想安装自己的工具箱， 只需将包含所有M 用户如果想安装自己的工具箱 ， 只需将包含所有 搜索路径中 函数文件的目录名添加到 Matlab 的搜索路径中。
第五讲 matlab工具箱
• which surf
D:\ProgramFiles\MATLAB704\toolbox\matlab\graph3d\ surf.m
• which plot
D:\ProgramFiles\MATLAB704\toolbox\matlab\graph2d\ plot.bi
第五讲 matlab工具箱
matlab工具箱已经成为一 个系列产品，包括matlab主工 具箱和各种工具箱（toolbox ）。
一、工具箱简介
• 功能型工具箱 —— 通用型
功能型工具箱主要用来扩充matlab 的数值计算、符号运算功能、图形建模 仿真功能、文字处理功能以及与硬件实 时交互功能，能够用于多种学科。
2. 符号运算工具箱
• 主要功能以符号为对象的数学。 • 在大学教学中，符号数学是各专业都能 用到的。
• 符号运算无须事先对独立变量赋值，运 算结果以标准的符号形式表达。 • 特点： 运算对象可以是没赋值的符号变量 可以获得任意精度的解
符号运算工具箱的功能
(1)用符号定义各种函数(syms，symop)等； (2)对这些函数式进行代数和三角运算，包括 因式分解(factor)、变量置换(subs)等； (3)微分和积分运算(diff，int)等； (4)函数的整理和化简(simplify，simple)等； (5)可变精度的运算； (6)解非线性方程(solve)、微分方程(dsolve)等； (7)线性代数和矩阵运算(linsolve)等； (8)拉普拉斯变换(laplace)、傅里叶变换等
matlab工具箱
3. Simulink动态仿真工具箱
simulink工具箱简介 • simulink 是实现动态系统建模、仿真和分 析的一个集成环境，使得matlab的功能得 到进一步扩展，它可以非常容易的实现可 视化建模，把理论研究和工程实践有机的 结合在一起。 • 大部分专用工具箱只要以matlab主包为基 础就能运行，有少数工具箱（通讯工具箱、 信号处理工具箱等）则要求有simulink工具 箱的支持。
matlab工具箱
matlab工具箱已经成为一 个系列产品，matlab主工具箱 和各种工具箱（toolbox ）。
一、工具箱简介
• 功能型工具箱 —— 通用型
功能型工具箱主要用来扩充matlab 的数值计算、符号运算功能、图形建模 仿真功能、文字处理功能以及与硬件实 时交互功能，能够用于多种学科。
输入 系统 输出
仿真原理 • 当在框图视窗中进行仿真的同时，matlab 实际上是运行保存于simulink内存中s函数 的映象文件，而不是解释运行该m文件。 • s函数并不是标准m文件，它m文件的一种 特殊形式。 结构图创建方法 • 一个动态系统的创建过程，就是一个方框 图的绘制过程
• 具体步骤： • 在matlab命令窗口键入simulink
• matlab\bin —— 该目录包含matlab系统运 行文件，matlab帮助文件及一些必需的二 进制文件。 • matlab\extern —— 包含MATLAB与 C, FORTRAN 语言的交互所需的函数定义 和连接库。 • matlab\simulink —— 包含建立simulink MEX-文件所必需的函数定义及接口软件。 • matlab\toolbox —— 各种工具箱，Math Works公司提供的商品化matlab工具箱有 30多种。toolbox目录下的子目录数量是 随安装情况而变的。
MATLAB教程【9】工具箱
d2 y d2 t
或 或 或
d y d x
d2 y d 2 x
y的一阶导数—— Dy y的二阶导数—— D2y y的 n 阶导数—— Dny
dn y dn t
dn y d n x
例1：解一阶微分方程，无初始条件
例2：有初始条件的非线性微分方程 ： x=dsolve('(Dx)^2+x^2=1','x(0)=0') x= dx 2 有初始条件 ( ) +x2 =1 [ - sin(t)] dt dsolve('Dy=1+y^2','y(0)=1') [ sin(t)] ans = 给符号变量赋值 tan(t+1/4*pi) >> syms y dy >> y=x(1) =1+ y2, y t=0 =1 dt y= -sin(t) SUBS(S,NEW) replaces the free >> subs(y,0:pi/4:pi) symbolic variable in S with NEW. SUBS(S,OLD,NEW) ans =
3.调用函数文件解方程
>> [T,Y]=ode23('yjs',[0:0.1:10],[2,1]);
1.6.1 偏微分方程工具箱
MATLAB常用工具箱
MATLAB常用工具箱
MATLAB有三十多个工具箱大致可分为两类：功能型工具箱和领域型工具箱.
功能型工具箱主要用来扩充MATLAB的符号计算功能、图形建模仿真功能、文字处理功能以及与硬件实时交互功能，能用于多种学科。而领域型工具箱是专业性很强的。如控制系统工具箱(Control System Toolbox)、信号处理工具箱(Signal Processing Toolbox)、财政金融工具箱(Financial Toolbox)等。
下面，将MATLAB工具箱内所包含的主要内容做简要介绍：
1)通讯工具箱(Communication Toolbox)。
令提供100多个函数和150多个SIMULINK模块用于通讯系统的仿真和分析
——信号编码
——调制解调
——滤波器和均衡器设计
——通道模型
——同步
可由结构图直接生成可应用的C语言源代码。
2)控制系统工具箱(Control System Toolbox)。
鲁连续系统设计和离散系统设计
* 状态空间和传递函数
* 模型转换
* 频域响应：Bode图、Nyquist图、Nichols图
* 时域响应：冲击响应、阶跃响应、斜波响应等
* 根轨迹、极点配置、LQG
3)财政金融工具箱(FinancialTooLbox)。
* 成本、利润分析，市场灵敏度分析
* 业务量分析及优化
* 偏差分析
* 资金流量估算
* 财务报表
4)频率域系统辨识工具箱(Frequency Domain System ldentification Toolbox
* 辨识具有未知延迟的连续和离散系统