MATLAB在测功器试验台测控系统开发中的应用
MATLAB在测绘领域中的应用
MAT LAB在测绘领域中的应用张卡,盛业华,张书毕(中国矿业大学环境与测绘学院,江苏徐州 221008)摘要:本文简单地介绍了MAT LAB的功能和特点,并针对测绘领域的特点,论述了MAT LAB在数据处理和遥感图像处理中的应用,并给出了两个MAT LAB的应用实例。
关键词:MAT LAB;测绘;数据处理;图像处理中图分类号:P28318 文献标识码:B 文章编号:1001-358X(2004)01-0026-021 MAT LAB简介MAT LAB是美国MathW orks公司开发的新一代高性能的科学与工程计算软件,集成了计算、可视化和程序编制等功能。
MAT LAB由以下几部分组成:MAT LAB开发环境,MAT LAB语言,MAT LAB数学函数库,句柄图形,MAT LAB应用程序接口。
MAT LAB的功能如下:数值计算和符号计算功能;程序设计功能;图形功能;Simulink动态仿真功能。
MAT LAB作为一种广泛应用于工程计算和数值分析等领域的新型软件,有着区别于其它科技应用软件的显著特点:数值计算功能强大;MAT LAB语言是一个基于矩阵和矢量的高级语言,简单易学,又具有面向对象的编程特点,编程效率高;有为数众多的应用工具箱,包括功能性工具箱和学科性工具箱;MAT LAB具备很强的开放性,除内部函数外,用户可通过对源文件的修改或加入自己编写的程序语句去构成新的专用工具箱。
2 MAT LAB在测绘领域的应用211 重力场数据的最小二乘配置由于MAT LAB是在矩阵运算基础上发展起来的新型计算软件,所以其在解决科学计算问题时可谓得心应手。
如A、B两个矩阵,用‘+’、‘-’、‘3’、‘Π’,即可完成A+B、A-B、A3B和AΠB(此式表示A3B-1)四种运算,用inv()函数和pinv()函数可求矩阵的逆和广义逆。
除了这几个基本运算,MAT2LAB中还提供了许多矩阵函数、插值运算和拟合运算的函数及适用于测绘的绘图函数,这些函数具体使用方法可参阅文献[1][2]。
MATLAB在测控技术专业课教学中的应用
文章编号:1674-9146(2015)12-0055-031测控类专业课教学中存在的问题随着社会自动化程度的提高,人们对检测自动化水平的要求不断提高,对测控专业人才的要求也在逐渐提高。
但是,由于国家教育部实行“宽口径、厚基础”的高等教育培养模式改革以来,造成一些专业课程合并,学时缩减的现象,使得本应在教学中占主导地位的专业课教学出现了教学学时紧张、实践性环节缺乏、学生理解较抽象的问题。
测控类专业课包括“自动控制原理”“信号与系统”“工程光学基础”等课程,涉及物理、数学、精密机械、电子学、光学以及自动控制和计算机科学与信息处理等多个领域。
这些专业课程理论抽象,对学生的数学基础要求较高,使得许多本应是基础作为工具的数学计算内容,如工程测试中的频率分析,传递函数的计算等等,反而因为公式推导和计算繁琐而让学生和老师浪费大量教学时间,导致教学内容难以向高层次推进。
针对工科学生,专业课的教学本身就应与实际工程紧密联系,如工程实践中常用的频谱分析、系统动静态性能的分析以及奈奎斯特曲线图的绘制和系统设计等内容,因为课时及设备经费的限制,导致学生实践机会不多,难于理解掌握,即便学会也不能很好地与工程实践相结合。
为此,将MATLAB软件引入测控类专业课教学中是一种可行的方式。
MATLAB 软件是由美国Math Works 公司推出,它具有高性能的数值分析、矩阵运算、图形绘制以及模拟仿真等功能。
此外,它还具有丰富的工具箱,如信号处理工具箱、神经网络工具箱、图像处理工具箱、控制系统工具箱等,通过利用这些工具箱简化系统设计和研究。
经过了几十年的发展和更新,现在该软件已成为国际公认的最为优秀的科技应用软件之一。
2MATLAB 在测控类专业课教学中的应用优势2.1以工程光学课程教学应用为例在讲授工程光学课程中的物理光学部分,讲解波动方程、衍射公式这两部分,公式复杂、繁琐,学生对条纹特征等理解起来较抽象,可以利用MATLAB 软件的计算及绘图功能,构建光学实验仿真平台。
matlab在测绘中的应用
matlab在测绘中的应用
Matlab在测绘中广泛应用，以下是一些常见的应用：
1. 数字地形模型（DTM）/数字高程模型（DEM）的创建和处理：使用Matlab可以生成和处理数字地图，包括DEM、DTM 和数字地形模型（DSM）。
这些模型可用于土地分析、遥感
研究和水文模拟等领域。
2. 全球定位系统（GPS）数据分析：使用Matlab可以处理
GPS测量数据，包括坐标转换、空间网格插值和轨迹分析等。
这些分析能够提供有关地球物理特征的详细信息。
3. 遥感图像处理：Matlab提供了一系列的图像处理工具箱，
例如图像增强、分类、分割和变换，可用于处理遥感图像。
这些工具可以提供关于地表特征（如植被覆盖、土地覆盖类型和水体分布）的信息。
4. 空间分析和建模：Matlab提供了强大的数学工具箱和统计
工具箱，可用于构建和分析空间模型。
这些模型可以提供有关物理模型或自然现象（如地形起伏、地表变形和地震）的详细信息。
总之，Matlab在测绘中的应用非常广泛，可以大大提高测绘
分析和地理信息处理的效率和精度。
MATLAB在自动化测试与仪器控制中的应用指南分享
MATLAB在自动化测试与仪器控制中的应用指南分享一、引言随着科技的快速发展，自动化测试与仪器控制在各个领域得到广泛应用。
而MATLAB作为一种强大的数学计算和数据分析软件，为自动化测试与仪器控制提供了强有力的支持。
本文将分享MATLAB在自动化测试与仪器控制中的应用指南。
二、MATLAB在自动化测试中的应用1. 数据采集与处理自动化测试过程中，需要采集大量的数据并进行相应的处理和分析。
MATLAB 提供了丰富的数据采集和处理函数，可以快速对测试数据进行采集、整理和分析。
2. 信号处理自动化测试中，常常需要对各种信号进行分析和处理。
MATLAB提供了信号处理工具箱，包括傅里叶变换、滤波器设计等，可以高效地对信号进行处理和分析。
3. 建模与仿真在自动化测试过程中，往往需要对被测对象进行建模与仿真。
MATLAB提供了强大的建模工具，如Simulink等，可以快速建立系统模型，并进行仿真与分析。
4. 自动化测试脚本编写MATLAB提供了丰富的脚本编写功能，可以快速编写自动化测试的脚本。
通过编写脚本，可以实现测试过程的自动化，提高测试效率和精度。
三、MATLAB在仪器控制中的应用1. 仪器驱动与控制MATLAB提供了众多的仪器驱动和控制工具箱，包括Instrument Control Toolbox和Data Acquisition Toolbox等。
通过这些工具箱，可以方便地与各种仪器进行通信和控制。
2. 仪器数据获取与分析在仪器测试过程中，需要获取和分析仪器采集的数据。
MATLAB提供了强大的数据获取和分析功能，可以高效地处理和分析仪器数据。
3. 仪器测量与校准使用MATLAB，可以进行仪器的测量和校准。
MATLAB提供了丰富的测量和校准工具，如仪器控制工具箱和仪器校准工具箱等，可满足各种测量和校准需求。
四、案例研究1. 自动化测试案例以电子产品为例，通过MATLAB的数据采集、信号处理和脚本编写功能，实现电子产品的自动化测试。
MATLAB软件在控制系统分析中的应用
Appl ica tion of M ATLAB Sof tware in Con trol System Ana lysis
YAN W an-chun
(Schoo l of M echan ical and E lectron ical Eng ineering, East Ch ina J iao tong U n iversity, N anchang 330013, Ch ina) Abstract: T h is p ap er u sed M A TLAB softw a re to so lve the p rob lem ex isting in the comm on con tro l system m odel, and resea rched its
G (s) =
s3+
4 2s2 +
3s+
。 …………………… 4
(1)
Gc (s) =
ss+
3 3
。 ………………………………
(2)
H
(s) =
1 0101s+
1
。
…………………………
(3)
下面分别利用M A TLAB 控制工具箱提供的仿真
函数和 Sim u link 仿真软件求出开环和闭环传递的阶
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它们拖入到新建窗口中。 (4) 按如图 3 所示结构连接所有的组件。 ( 5) 改参数: 双击 sum , 把 L ist of sign s 中 的
“+ + ”改成“+ - ”; 分别双击T ran sfer Fcn, 把里面的参 数改成图 3 中的数据。
MATLAB在测控技术专业课教学中的应用
MATLAB在测控技术专业课教学中的应用作者：景敏来源：《科技创新与生产力》 2015年第12期景敏（陕西理工学院机械工程学院，陕西汉中723003）1测控类专业课教学中存在的问题随着社会自动化程度的提高，人们对检测自动化水平的要求不断提高，对测控专业人才的要求也在逐渐提高。
但是，由于国家教育部实行“宽口径、厚基础”的高等教育培养模式改革以来，造成一些专业课程合并，学时缩减的现象，使得本应在教学中占主导地位的专业课教学出现了教学学时紧张、实践性环节缺乏、学生理解较抽象的问题。
测控类专业课包括“自动控制原理”“信号与系统”“工程光学基础”等课程，涉及物理、数学、精密机械、电子学、光学以及自动控制和计算机科学与信息处理等多个领域。
这些专业课程理论抽象，对学生的数学基础要求较高，使得许多本应是基础作为工具的数学计算内容，如工程测试中的频率分析，传递函数的计算等等，反而因为公式推导和计算繁琐而让学生和老师浪费大量教学时间，导致教学内容难以向高层次推进。
针对工科学生，专业课的教学本身就应与实际工程紧密联系，如工程实践中常用的频谱分析、系统动静态性能的分析以及奈奎斯特曲线图的绘制和系统设计等内容，因为课时及设备经费的限制，导致学生实践机会不多，难于理解掌握，即便学会也不能很好地与工程实践相结合。
为此，将MATLAB软件引入测控类专业课教学中是一种可行的方式。
MATLAB软件是由美国MathWorks公司推出，它具有高性能的数值分析、矩阵运算、图形绘制以及模拟仿真等功能。
此外，它还具有丰富的工具箱，如信号处理工具箱、神经网络工具箱、图像处理工具箱、控制系统工具箱等，通过利用这些工具箱简化系统设计和研究。
经过了几十年的发展和更新，现在该软件已成为国际公认的最为优秀的科技应用软件之一。
2MATLAB在测控类专业课教学中的应用优势2.1以工程光学课程教学应用为例在讲授工程光学课程中的物理光学部分，讲解波动方程、衍射公式这两部分，公式复杂、繁琐，学生对条纹特征等理解起来较抽象，可以利用MATLAB软件的计算及绘图功能，构建光学实验仿真平台。
MATLAB在测量中的应用
MATLAB在测量中的应用X余祖锋,许才军(武汉大学测绘学院,湖北武汉430079)摘要:M A TL AB是一种功能十分强大的科技应用软件和编程语言,它集数值计算、可视化和编程于一体,易学易用。
本文结合实例介绍了M A TL AB在测量中的应用,给出了程序的源代码及详细的注释,使读者能深刻的体会到M A TL AB编程的语言风格、使用的简洁方便,以及其强大的功能。
关键词:M A TL AB;测量;数值计算;绘图中图分类号:P209文献标识码:B文章编号:1005-3123(2002)04-0043-04Application of MATLAB in SurveyingY U Z u-feng,X U Cai-jun(Geodesy and Geomatics College,Wuhan Univer sity430079,China)Abstr act:MA TL AB is a po werful applicatio n software and prog ramming lang uage fo r scientific research.MA TL AB can deal w ith nu merical value,vi2 sualize the data and program,and is easy to learn and use.Three examples and functions with the origin code are presented to sho w the applicatio n of MA T LAB in surveying and to demonstrate its po werful function.Key wor ds:MA TL AB;surveying;numerical value calculating;mappi ngX0引言M AT LAB(M atrix和Laboratory两词各取前三个字母组合而成)直译为/矩阵实验室0,是一种优秀的数值计算编程语言。
MATLAB语言及应用实验指导书(测控使用)1
《MATLAB语言及应用》——实验指导书实验一、Matlab软件初步与入门实验二、数据及数据文件实验三、M脚本文件与函数文件编程初步实验四、数据和函数的可视化实验五、MATLAB仿真环境 (扩展)实验六、句柄图形和图形用户界面制作(选学)测控技术与仪器专业编写二○一一年二月二十日实验部分实验1 Matlab软件初步与入门回目录实验项目：Matlab软件初步与入门实验目的：1．熟悉Matlab7的开发环境；2．主菜单和工具栏的内容；3．Matlab的通用参数设置；4．workspace的用法；5．命令历史窗口作用和功能；6．M文件编辑器的功能和用法。
7．帮助系统的使用。
实验内容：1、进入MATLAB的开发环境。
方法一：点击桌面上的快捷方式或matlab\文件夹下的快捷方式图标。
方法二：点击matlab\bin\win32文件夹下的matlab.exe。
这两种方法的当前目录不同。
优先选用方法一。
可见到如下交互界面（见图2-1）：图2-12、退出MATLAB的开发环境。
退出Matlab的方式很多：2、1 在Matlab命令窗口的―File‖菜单下选择―Exit Matlab‖；2、2、 快捷键―Ctrl+q‖；2、3、 在命令窗口输入―quit‖命令； 2、4、 在命令窗口输入―exit‖命令；2、5、 用鼠标单击命令窗口右上角的―X‖按钮； 2、6、 用鼠标双击命令窗口左上角的图标―‖。
3、 熟悉MATLAB 的desktop 操作桌面（1） 熟悉指令窗（command window ）----界面见图2-2图2-2a 、 点击指令窗右上角的可以从将指令窗从操作桌面独立出来，点击指令窗中view菜单下的Dock Command window 可以使指令窗嵌入回操作桌面。
b 、 在指令窗的提示符>>后面键入所以下指令：（12＋2*(7-4)）/3^2 观察指令窗中的结果。
c 、 在指令窗中输入下面一段程序，功能是：画出衰减振荡曲线t e y t 3sin 3-=及其它的包络线30t ey -=。
matlab仿真技术在测控系统中的应用
论 每一种 测控 系统 ， 都 是为 了适 应时代 的需 求而 产生 与完善 的 ， 测 控 系统 在设 计过 程 中需要 不 断 的对各 种 参 数 和设 备进 行 调控 和 更改 ， 这 就需要对 测 控 系统 进 行模拟运 转 和仿 真 。 现 在 的测 控 系统 工 作 量较 大 ， 而且 运 算 复 杂 、困难 ， 在 设 计 和 投入 使 用前 期需 要 有 严格 的仿 真过程 ， 在计 算 机技 术 和 软 件 编程 技 术快 速发展 的 今 天 ， 仿 真技 术也 在不 断 的创 新和 突破 。 ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ 仿 真技术 就是用 ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ软件对测 控 系统 的运作 进行 建模 ， 对 其 现 实 中 的工作 进行 仿 真 ， 把 各方 面 的数 据 和设 备 调 配到 最 佳 的工 作状 态 ， 使 整个 测 控 系统 的工作 效 率 达到 最高 ， 然后 系 统 才能 够投 入使用 。 ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ 仿 真 技 术能 够 通 过 Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ预定 义库 模 块 即 ， 建 造 测 控 系 统 的库 模块 ， 然 后 通 过交 互 式的 图形 编 辑 器组 合 和管 理 较 为直 观 的模 块视 图 ， 再 通 过软 件 的一 些 功 能进 行代 码 和程 序 的 生成 ， 就 能 够达 到 模 型 建立 的效果 。在 Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ 测 控 系统 仿 真模型库中整个测控系统仿真 的流程是 ： 信号的产生与输 出、 编 码 、解码 、调试 、解 调 ， 而且 可 以通 过仿 真模 式对 整 个 测控 系 统 的运 转 进行仿 真 。 在 ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ仿真技 术 中能够 使 测控 系 统 在 虚 拟 的工 作 环境 中运 转 ， 并 且 能够 对 系统 各 项数 据 和配 置 进行 无 限次 的修 改 ， 直 到 满 足测 控 要 求之 后 。ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ仿 真技 术 是 基 于ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ与 Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ的 ， 通 过一 些 代 码 和 数 据 的 处 理 、运 算 ， 发 出一定 的指令 进 行建 模 ， 而且 它 的可视 性 非 常 强 ， 能够 很 直 观 的进 行仿 真过程 ， 为 测控 系统 的设计 打下 坚实 的基 础 。 ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ仿 真技 术 在 测控 系统 中的应 用 ， 能够 为 测控 系统 的 设 计 提供 较 为 真实 的模 型和 运作 环境 ， 并 且 不 断 的进 行各 种 数 据 的调 控 ， 为测 控系统 投 入使 用高效 运作 提供 依据 。
MATLAB在控制系统开发过程中的应用
MATLAB在控制系统开发过程中的应用MATLAB具有高效的数值计算及符号计算功能，能使用户从繁杂的数学运算分析中解脱出来；具有完备的图形处理功能，实现计算结果和编程的可视化；友好的用户界面及接近数学表达式的自然化语言，使学者易于学习和掌握；功能丰富的应用工具箱(如控制系统工具箱、自动驾驶工具箱等) ，为用户提供了大量方便实用的处理工具。
matlab控制系统工具箱以控制系统的建立、调试和求解进行了很好的封装，是进行各种控制任务仿真的最优秀最高效的开发工具。
MATLAB和simulink在实际控制系统开发过程中的应用主要包括前期的建模分析、控制系统设计、模型在环/软件在环/硬件在环仿真、自动代码生成等，可以贯穿控制系统开发的整个V流程中。
1.系统辨识一个好的模型对系统的分析与设计至关重要。
对有些对象如化学反应过程等，由于其复杂性，很难用理论分析的方法推导出其数学模型，有时只能知道数学模型的一般形式及部分参数，有时甚至连数学模型的一般形式都不知道。
因此，怎样确定系统的数学模型及参数，这就是系统辨识问题。
考虑到系统的参数是不确定的，或基本过程可能根本不知道。
在这种情况下，必须依靠实验测量和统计技术来建立系统模型，这一过程称为系统辨识。
系统辨识是根据系统的试验数据来确定系统的数学模型，所以，必须通过实验测得实际系统的输入输出数据。
simulink 提供了丰富的系统辨识工具，可以帮助用户非常方便的实现系统参数辨识。
2.控制器设计现代控制理论主要包括两个方面的内容：其一是控制对象的研究即系统理论，包括系统建模、系统辨识以及系统的可控性、可观性和稳定性分析等；其二是系统规律的研究，即状态估计与控制系统设计等。
MATLAB的控制系统工具箱可以提高控制系统设计与分析的效率。
3.ECU开发自动代码生成技术可以把系统工程师从繁重的代码任务中解放出来，上层软件设计者不需要对底层硬件和驱动程序有较多的研究，只需要通过模型开发专注自己的功能设计。
MATLAB在控制系统中应用
MATLAB在控制系统中的应用[摘要]：MATLAB具有编程简单直观,开放性强等优点，能有效提高控制系统的工作效率，是控制系统中一种很好的工具。
MATLAB 除了传统的交互式编程之外，还提供丰富可靠的矩阵运算、图形绘制、数据处理、方便的Windows 编程等便利工具，出现了各种以MATLAB为基础的实用工具箱, 广泛地应用于自动控制、图像信号处理、生物医学工程、语音处理、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。
并显现出一般高级语言难以比拟的优势。
关键词：MATLAB 应用软件；控制系统设计；离散系统设计；仿真；应用一、控制系统的主要内容<1）线性控制系统的数学模型目前大部分控制系统分析设计的算法都需要假设系统的模型已知，而获得数学模型有两种方法：其一是从已知的物理规律出发，用数学推导的方法建立起系统的数学模型，另外一种方法是由实验数据拟合系统的数学模型。
一般线性系统控制理论科学和研究中，经常将控制系统分为连续系统和离散系统，描述线性连续系统常用的描述方式是传递函数和状态方程，相应地离散系统可以用离散传递函数和离散状态方程表示。
除了这两种描述方法以外，还常用零极点形式来表示连续线性系统模型。
b5E2RGbCAP<2）线性系统的传递函数模型连续动态系统一般是由微分方程来描述的，而线性系统又是以线性常微分方程来描述的。
当系统用传递函数表示如下所示时：p1EanqFDPw在MATLAB 中可以分别表示完分子和分母多项式后，再利用控制系统工具箱的tf<）函数就可以用一个变量表示传递函数G ：DXDiTa9E3d >>];,,...,,[121+=m m b b b b num];,,,...,,[132,1+=n n a a a a a den);,(den num tf G =<3）线性系统的状态方程模型当系统是用状态方程描述时，MATLAB 要用到另一种表示函数的方法，例如系统用状态方程的表示如下所示：)()()(t Bu t Ax t x += )()()(t D t Cx t y +=此系统的状态方程模型可以用下面的语句直接建立起来：),,,(D C B A ss G = <4）线性系统的零极点模型零极点模型实际上是传递函数的另一种表现形式，对原系统传递函数的分子和分母分别进行分解因式处理，则可得到系统的零极点模型为RTCrpUDGiT ))...()(())...()(()(2121n m p s p s p s z s z s z s Ks G ------=在MATLAB 下表示零极点模型的方法很简单，先用向量的形式输入系统的零点和极点，然后调用zpk<）函数就可以输入这个零极点模型了。
在测量软件开发中MATLAB的应用
文章编号:049420911(2004)0120011203中图分类号:P207 文献标识码:B在测量软件开发中MAT LAB 的应用任 超,欧吉坤,阳仁贵(中国科学院测量与地球物理研究所动态大地测量重点实验室,湖北武汉430077)Application of MAT LAB to Surveying Program DevelopmentREN Chao ,OU Ji 2kun ,Y AN G Ren 2gui摘要:MATLAB 语言以其强大的数学计算和数据分析功能在测量程序的编写中得到越来越广泛的应用。
但是用MATLAB 编写的程序也存在着运行速度慢,保密性差,可移植性差等缺点。
为了解决这些问题,需要将M 文件编译成脱离MATLAB 环境的可执行文件。
以粗差拟准检定法为例详细论述利用M 函数进行测量软件开发的过程和方法。
关键词:MATLAB ;测量程序;编译;测量软件 收稿日期:2003204216作者简介:任超(19742),男,河南鹿邑人,博士生,主要进行GPS 数据处理方面的研究。
一、前 言MA TLAB (MA Trix LABoratory )是20世纪70年代由美国新墨西哥大学计算机科学系主任Cleve Moler 教授开发,由Mathworks 公司加以发展的一种科学计算语言。
它计算功能强大,语法简单,函数丰富,算法可靠,图形操作能力强,而且MA TLAB 提供了与Fortran ,C/C ++,VB 等语言的接口与混合调用。
不但可以方便的将以前用其他语言编写的程序移植到MA TLAB 平台下,还可以在其他平台下调用MA TLAB 程序。
这样能将以前做的工作方便地移植到MA TLAB 环境下或利用其他语言进行MA TLAB 环境下的二次开发。
因此在科研和教学以及生产实践中得到广泛的应用。
编制测量程序时,常常要面对大量的矩阵运算和海量的数据处理。
以往是用C 或FOR TRAN 等语言,需要编写相应的程序来处理这些问题,要消耗大量的时间和精力,还有可能犯错。
MATLAB在测量中的应用
REPRESENTATION OF DY NAMIC GEO GRAPHICA L PHENOMENON WITH MAPMI AO Lei LI Lin(School of Re source and Environment Science ,Wuhan University ,129Luoyu Road ,Wuhan 430079,China )ABSTRACT The methods for the representation of dynamic phenomenon are summarized.It is pointedout that the right forms of representation should be seleceted according to the actual conditions and the aim of map use.KEY WORDS dynamic geographical phenomenon ;animation ;map文章编号:100723817(2004)0320022202中图分类号:P209 文献标识码:BMAT LAB 在测量中的应用柳广杰 朱晓武(广东省测绘技术公司,广州市环市东路468号,510075)摘 要 介绍了M AT LAB 在测量中的应用,给出了程序的源代码及详细的注释,阐述了M AT LAB 编程语言的强大功能,并介绍了两个应用实例。
关键词 M AT LAB ;测量;数值计算;绘图 M AT LAB 是Matrix 和Laboratory 两词各取前三个字母组合而成的直译为“矩阵实验室”,是一种优秀的数值计算编程语言。
最初是1980年由美国的Cleve M oler 博士用F ortran 编写的,其目的是为线性代数等课程提供一种方便可行的实验手段。
现在的M AT LAB 软件则是由美国的Maths W ork 公司用C 编写的。
MATLAB在自动控制原理中的应用
MATLAB在自动控制原理中的应用自动控制原理是控制理论的基础，用于描述和分析各种控制系统的设计和性能。
MATLAB是一种流行的数值计算软件，也是自动控制原理中广泛应用的工具。
MATLAB提供了丰富的功能和库，可以用于建模、仿真、分析和设计各种控制系统。
下面是MATLAB在自动控制原理中的几个常见应用：1. 系统建模和仿真：MATLAB提供了用于建立系统数学模型的工具包，比如Control System Toolbox。
使用这些工具，可以通过数学表达式或传递函数来描述系统的物理特性，然后可以使用模型进行仿真和分析。
仿真可以帮助理解系统的行为，优化系统的控制策略。
2. 控制器设计和分析：MATLAB提供了用于控制器设计和分析的工具包，例如Control System Toolbox和Simulink。
这些工具可以用于设计各种类型的控制器，如比例控制器、积分控制器、微分控制器和PID控制器。
还可以使用频域分析工具来评估控制系统的稳定性和性能。
3.系统优化：MATLAB提供了强大的优化工具箱，可以在给定性能指标的条件下，自动优化控制系统的参数。
可以使用这些工具来优化控制器的参数以达到要求的性能。
同时，还可以将优化问题建模为约束优化问题，并使用优化算法来解决这些问题。
4. 系统辨识：在实际控制应用中，经常需要从实验数据中估计系统的数学模型。
MATLAB提供了用于系统辨识的工具箱，如System Identification Toolbox。
可以使用这些工具来拟合实验数据，并估计系统的参数和结构。
5. 多体动力学仿真：MATLAB还提供了用于多体动力学仿真的工具包，如SimMechanics。
这些工具可以用于建立机械系统的动力学模型，并对系统进行仿真分析。
这在机械、航空航天和机器人等领域的控制系统设计中非常有用。
6. 状态估计和观测器设计：在控制系统中，通常需要估计无法直接测量的状态变量。
MATLAB提供了用于状态估计的工具包，如Kalmanfilter、Luenberger observer等。
MATLAB在测量数据处理中的应用
MATLAB在测量数据处理中的应用兰州军区第一测绘大队龚真春胡建军白冰MATLAB是目前国际上最流行、应用最广泛的科学与工程计算软件，具有语言简洁紧凑、使用方便、编程效率高、图形功能强、工具箱全面等特点，深受广大科技工作者的喜爱。
MATLAB应用范围非常广，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等众多应用领域。
本文主要介绍MATLAB软件在测绘数据处理中的应用，并以其神经网络工具箱在GPS高程转换时的具体运用为例，分析和探讨了MATLAB应用于测绘领域的优势和思路。
一、MATLAB在测绘领域中的应用测绘科学是一门以大规模数据甚至是海量数据处理、分析与应用为基础的学科，其各项具体工作如测量平差、GPS 高程与水准高程换算、遥感图像处理、坐标换算等，都涉及大量的计算。
作为一种优秀的程序设计工具，MATLAB在大规模数据处理特别是矩阵运算方面具有其他程序设计语言难以比拟的优越性。
在对测量数据或图像处理过程中，常常要面对大量的矩阵运算和海量的数据。
这时需要用C、FORTRAN或C++ 和VB等语言来编写相应的程序来处理这些问题，要消耗大量的时间和精力，还有可能犯错。
而用MATLAB进行编程时，可能只需要一条语句或函数就能解决这些问题，大大减轻了工作量，提高了程序的编写效率。
例如坐标换算是测绘工作中必不可少的部分,在地理信息系统、遥感图像配准、GPS后处理等工作中都要用到坐标转换。
坐标转换实质是求解转换系数的过程,即可简化为:[]''(,)(1)X Y X Y F X Y T⎡⎤=⎣⎦如用其它计算机语言实现, 则需用相当复杂的算法和代码,而在ATLAB 中只需采用矩阵除法符号“/ ”，即:[]''/(,)(2) T X Y X Y F X Y T⎡⎤=⎣⎦根据一定的控制点求出转换矩阵T后,即可用矩阵相乘形式将所有待转换点的新坐标求出来,计算过程简单,可以直接由语言实现。
MATLAB在智能仪器实验教学中的应用共5页文档
MATLAB在智能仪器实验教学中的应用1 引言随着经济和科技的快速发展，智能仪器无论是在测量的准确度、灵敏度、可靠性、应用功能等方面，还是在解决测试技术问题的深度和广度方面，都有了巨大的提高。
并且，凭借其强大的功能、优越的性能而被广泛应用于自动化技术、军事、航空等领域。
智能仪器课程是测控技术与仪器类专业的一门主干课程，它集技术性、工程性和实践性于一体，是一门涉及传感器、电子技术、自动控制、数据分析与处理、可靠性和抗干扰技术等多门学科的现代综合课程。
该课程的开设可以帮助学生了解电子仪器技术发展的最新动向，掌握智能仪器的设计思想和维护方法，为未来的工作打下坚实的基础。
2 课程的教学目的及现状分析智能仪器课程要求学生主要掌握以下几个方面的内容：1）微机内嵌式智能仪器和个人计算机仪器的基本结构及工作原理；2）多种类型信号的数据采集方法和数据处理算法；3）智能仪器的设计思想；4）抗干扰的软硬件技术；5）对仪器的高级智能化、网络化、虚拟化等新发展有一定了解[1]。
本课程在课堂教学中通常教偏重于知识的传授，其覆盖面比较小，从而导致学生的知识面较窄，动手能力不足。
在实践方面，测控专业的实验侧重硬件设计，但是大部分硬件电路实验仍然是围绕课程知识的验证性实验，缺少综合性和设计性[1]。
并且，由于智能仪器的技术性强、更新速度快，导致该课程的实验无法及时跟上现代微电子技术等方面的发展，这些因素客观上限制了学生实践创造力的发挥。
随着半导体技术的发展与普及，软件硬化的趋势也越发明显，大量的控制、运算任务可以借助软件来实现，从而出现电子信息专业中基于LabVIEW的虚拟仪器开发和设计实验项目。
采用软件设计仪器，可大大减少硬件耗材的投入[1]。
智能仪器的软件设计是仪器的重要部分[2]，从实验内容尽量接近工程应用实践的要求出发，本文提出将虚拟仪器技术MATLAB仿真应用于智能仪器的实践教学手段。
3 MATLAB在智能仪器课程实验中的应用MATLAB作为国际控制领域内最流行的计算机辅助设计软件，具有强大的数据处理能力，并且能够实现对硬件设备的控制。
MATLAB在测控系统中的应用
[y,t,x]=initial(sys,x(0))
时域响应(4)
[y,t,x]=lsim(sys,u,t,x0) y=lsim(sys,u,t) lsim(sys,u,t)
x0=初始状态
[y,t,x]=lsim(sys,u,t,x0)
y(t)=时间输出响应 x(t)=时间状态响应
sys=系统模型 t=计算信号 响应时间 u=输入
6.2 模型分析方法
时域响应(1)
step(sys);step(sys,t);step(sys1,sys2,…,t) y=step(sys,t) [y,t]=step(sys) [y,t,x]=step(sys)
[y,t,x] = step(num,den,t)
t = 0:dt:Tfinal
y(t)=时间输出响应 x(t)=时间状态响应 the state trajectory x t=仿真时间 G(s)=num/den t=计算响应时间
( s 2)( s 3) G ( s) 20 s( s 4)( s 5)
z=[2,3];p=[0,-4,-5];k=[20]; gsys=zpk(z,p,k)
s = zpk('s') G= 20*(s-2)*(s-3)/(s*(s +4)*(s+5))
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备 ，具 有 与 原模 拟操 作 台 类似 的 数 字 人 机 界 面 ，能 够 完 成 数 据 采 集 、参 数 设 定 、试 验 过 程 控 制 和 数 据 处 理 。 在 设 计
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技 术 与 控 制
ＭＡｒ｜Ｂ在 测功器试验 台测控系统开发中 的应用 ｒＡ Ｉ
孙小飞 ，李平康
北 京 交通 失 学机 械 与 电 子 控 制 工 程 学 院 ． 北 京 １０ ４ ） ０ ０ ４
１ 言 前
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