第六章 MATLAB的工具箱
matlab6_工具箱
dir —— 工具箱清单 . .. ada compiler fixpoint lmi control fuzzy symbolic dspblks hosa nag qft robust local ncd
matlab nnet
signal uitools pde
codegen fdident ident mpc
2011-5-1
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matlab\bin —— 该目录包含 该目录包含matlab系统运行文件， 系统运行文件， 系统运行文件 matlab帮助文件及一些必需的二进制文件。 帮助文件及一些必需的二进制文件。 帮助文件及一些必需的二进制文件 matlab\extern —— 包含 包含MATLAB与 C, FORTRAN 语 与 言的交互所需的函数定义和连接库。 言的交互所需的函数定义和连接库。 matlab\simulink —— 包含建立 包含建立simulink MEX-文件所 文件所 必需的函数定义及接口软件。 必需的函数定义及接口软件。 matlab\toolbox —— 各种工具箱，Math Works公司提 各种工具箱， 公司提 供的商品化matlab工具箱有 多种。toolbox目录下的 工具箱有30多种 供的商品化 工具箱有 多种。 目录下的 子目录数量是随安装情况而变的。 子目录数量是随安装情况而变的。
2011-5-1 2
Matlab工具箱（toolbox ）已经成 工具箱（ 工具箱 为一个系列产品， 为一个系列产品，Matlab主工具箱和各 主工具箱和各 种应用工具箱。 种应用工具箱。
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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 的数值 功能型工具箱主要用来扩充 计算功能、符号运算功能、图形建模仿真功能、 计算功能、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， 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。 用于多种学科。 属于这类的典型工具箱有： 属于这类的典型工具箱有：符号运算工具 箱和框图仿真工具箱。 箱和框图仿真工具箱。
MATLAB工具箱的安装与配置指南
MATLAB工具箱的安装与配置指南Matlab是一种强大的数学软件，广泛应用于工程和科学领域的数据分析和建模。
Matlab工具箱是Matlab软件的扩展包，提供了各种专业领域的工具和函数，使得用户可以更便捷地进行数据处理和模型构建。
本文将详细介绍Matlab工具箱的安装与配置指南，帮助读者快速上手使用这些功能强大的工具。
一、MATLAB工具箱的获取首先，我们需要获得Matlab软件及相关工具箱的安装包。
Matlab软件官方提供了学术试用版及商业版的下载，用户可以根据自己的需求选择相应的版本。
在获得Matlab软件安装包后，我们需要进一步获取相应的工具箱。
Matlab提供了丰富的工具箱，涵盖了各个学科领域，如信号处理、图像处理、机器学习等。
用户可以在Matlab官方网站上查找并下载所需的工具箱。
二、MATLAB工具箱的安装在获得Matlab工具箱的安装包后，我们可以开始进行安装。
1. 解压安装包使用解压软件将下载的工具箱包进行解压，解压后得到相应的文件夹。
2. 安装工具箱打开Matlab软件，在主界面点击"文件" -> "Set Path" -> "Add with Subfolders"，选择解压后的工具箱文件夹。
然后点击"保存"，等待Matlab完成工具箱的安装。
3. 激活工具箱完成工具箱的安装后，我们需要激活这些工具箱，使其能够在Matlab中正常使用。
在Matlab主界面点击"Home" -> "Help" -> "Licensing"，将打开"Licensing"窗口。
选择"Activate Software"，输入Matlab账户信息，点击"Next"，根据指引完成激活过程。
MATLAB中常用的工具箱
6.1.1MA TLAB中常用的工具箱MA TLAB中常用的工具箱有：Matlab main toolbox——matlab主工具箱Control system toolbox——控制系统工具箱Communication toolbox——通信工具箱Financial toolbox——财政金融工具箱System identification toolbox——系统辨识工具箱Fuzzy logic toolbox ——模糊逻辑工具箱Higher-order spectral analysis toolbox——高阶谱分析工具箱Image processing toolbox——图像处理工具箱Lmi contral toolbox——线性矩阵不等式工具箱Model predictive contral toolbox——模型预测控制工具箱U-Analysis ang sysnthesis toolbox——u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——偏微分奉承工具箱Robust contral toolbox——鲁棒控制工具箱Spline toolbox——样条工具箱Signal processing toolbox——信号处理工具箱Statisticst toolbox——符号数学工具箱Symulink toolbox——动态仿真工具箱System identification toolbox——系统辨识工具箱Wavele toolbox——小波工具箱6.2优化工具箱中的函数1、最小化函数2、最小二乘问题3、方程求解函数4、演示函数中型问题方法演示函数大型文体方法演示函数。
第6讲 matlab工具箱介绍与仿真基础
Signal Processing Toolbox——信号处理工具 箱 Spline Toolbox——样条工具箱 Statistics Toolbox——统计工具箱 Symbolic Math Toolbox——符号数学工具箱 Simulink Toolbox——动态仿真工具箱 System Identification Toolbox——系统辨识 工具箱 Wavele Toolbox——小波工具箱 等等
领域型工具箱
—— 专用型
领域型工具箱是学科专用工具 箱，其专业性很强，比如控制系统工
具箱（ Control System Toolbox）；信
号处理工具箱（Signal Processing
Toolbox）；财政金融工具箱（ Financial
Toolbox）等等。只适用于本专业。
Matlab常用工具箱
变量 f fun H A,b Aeq,beq vlb,vub X0 x1,x2 options 描 述 线性规划的目标函数f*X 或二次规划的目标函 数X’*H*X+f*X 中线性项的系数向量 非线性优化的目标函数.fun必须为行命令对象 或M文件、嵌入函数、或MEX文件的名称 二次规划的目标函数X’*H*X+f*X 中二次项的系 数矩阵 A矩阵和b向量分别为线性不等式约束： AX b 中的系数矩阵和右端向量 Aeq矩阵和beq向量分别为线性等式约束： Aeq X beq 中的系数矩阵和右端向量 X的下限和上限向量：vlb≤X≤vub 迭代初始点坐标 函数最小化的区间 优化选项参数结构，定义用于优化函数的参数 调用函数 linprog,quadprog fminbnd,fminsearch,fminunc, fmincon,lsqcurvefit,lsqnonlin, fgoalattain,fminimax quadprog linprog,quadprog,fgoalattain, fmincon, fminimax linprog,quadprog,fgoalattain, fmincon, fminimax linprog,quadprog,fgoalattain, fmincon,fminimax,lsqcurvefit, lsqnonlin 除fminbnd外所有优化函数 fminbnd 所有优化函数
matlab工具箱函数讲解共50页
• Simulink Toolbox——动态仿真工具箱 • System Identification Toolbox——系统辨识
工具箱
• Wavele Toolbox——小波工具箱 等等
例如：控制系统工具箱
• 连续系统设计和离散系统设计 • 状态空间和传递函数以及模型转换 • 时域响应（脉冲响应、阶跃响应、斜坡
各函数库中的函数可用help 函数库名 查询，或type 函数名方法查询
例：help plotxy Two dimensional graphics. Elementary X-Y graphs.
• Partial Differential Toolbox——偏微分方程工 具箱
• Robust Control Toolbox——鲁棒控制工具箱
• Signal Processing Toolbox——信号处理工 具箱
• Spline Toolbox——样条工具箱 • Statistics Toolbox——统计工具箱 • Symbolic Math Toolbox——符号数学工具
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：
c:\matlab\toolbox\matlab • matlab主工具箱是任何版本的matlab都
不可缺少的。
响应） • 频域响应（Bode图、Nyquist图） • 根轨迹、极点配置
优化工具箱
• 线型规划和二次规划 • 求函数的最大值和最小值 • 多目标优化 • 约束条件下的优化 • 非线型方程求解
信号处理工具箱
MATLAB优化工具箱
MATLAB优化工具箱MATLAB（Matrix Laboratory）是一种常用的数学软件包，广泛用于科学计算、工程设计和数据分析等领域。
MATLAB优化工具箱（Optimization Toolbox）是其中一个重要的工具箱，提供了一系列用于求解优化问题的函数和算法。
本文将介绍MATLAB优化工具箱的功能、算法原理以及使用方法。
对于线性规划问题，优化工具箱提供了linprog函数。
它使用了线性规划算法中的单纯形法和内点法，能够高效地解决线性规划问题。
用户只需要提供线性目标函数和约束条件，linprog函数就能自动找到最优解，并返回目标函数的最小值和最优解。
对于整数规划问题，优化工具箱提供了intlinprog函数。
它使用分支定界法和割平面法等算法，能够求解只有整数解的优化问题。
用户可以指定整数规划问题的目标函数、约束条件和整数变量的取值范围，intlinprog函数将返回最优的整数解和目标函数的最小值。
对于非线性规划问题，优化工具箱提供了fmincon函数。
它使用了使用了一种称为SQP（Sequential Quadratic Programming）的算法，能够求解具有非线性目标函数和约束条件的优化问题。
用户需要提供目标函数、约束条件和初始解，fmincon函数将返回最优解和最优值。
除了上述常见的优化问题，MATLAB优化工具箱还提供了一些特殊优化问题的解决方法。
例如，对于多目标优化问题，可以使用pareto函数找到一组非劣解，使得在目标函数之间不存在改进的解。
对于参数估计问题，可以使用lsqnonlin函数通过最小二乘法估计参数的值，以使得观测值和模型预测值之间的差异最小化。
MATLAB优化工具箱的使用方法非常简单，只需按照一定的规范格式调用相应的函数，即可求解不同类型的优化问题。
用户需要注意提供正确的输入参数，并根据具体问题的特点选择适应的算法。
为了提高求解效率，用户可以根据问题的特点做一些必要的预处理，例如，选择合适的初始解，调整约束条件的松紧程度等。
六章节Matlab工具箱
(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。
Simulink优点
• 适应面广：包括线性、非线性系统；离散、 连续系统；定性系统。
• 结构和流程清晰：以方块图形式呈现 • 仿真精细、贴近实际 • 可实现物理仿真；计算机仿真；半实物仿
解: 编写M文件xxgh2.m如下： c=[6 3 4]; A=[0 1 0]; b=[50]; Aeq=[1 1 1]; beq=[120]; vlb=[30,0,20]; vub=[]; [x,fval]=linprog(c,A,b,Aeq,beq,vlb,vub)
信号处理工具箱
Signal Processing Toolbox
>> dblcart1
击三角运行仿真模型
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或者单击
simulink快捷键
输出模块库
线性模块库 仿真连接模块库
信号源库
离散模块库 非线性模块库
其它模块库
例：对满足
数学规律的过程进行仿真，结果用示波器 来显示，仿真时间t为10个单位。
解题思路：本题需要积分模块(积分模块的 输入为 ，输出为x)、正弦波模块作为 数学处理的模块。
例：模拟一个微分方程 x. = -2x + u
u
x.，一个动态系统模 型也就创建好了。
• 选择File菜单Save保存图形，就自动 生成一个可在matlab命令窗口运行的 m文件。
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. 统计与机器学习工具箱（Statistics and Machine Learning Toolbox）：该工具箱提供了各种统计分析和机器学习算法的函数，包括描述统计、概率分布、假设检验、回归分析、分类与聚类等。
可以用于进行数据探索和建模分析。
2. 信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）：该工具箱提供了一系列信号处理的函数和算法，包括滤波、谱分析、信号生成与重构、时频分析等。
可以用于音频处理、图像处理、通信系统设计等领域。
3. 控制系统工具箱（Control System Toolbox）：该工具箱提供了控制系统设计与分析的函数和算法，包括系统建模、根轨迹设计、频域分析、状态空间分析等。
可以用于控制系统的设计和仿真。
4. 优化工具箱（Optimization Toolbox）：该工具箱提供了各种数学优化算法，包括线性规划、非线性规划、整数规划、最优化等。
可以用于寻找最优解或最优化问题。
5. 图像处理工具箱（Image Processing Toolbox）：该工具箱提供了图像处理和分析的函数和算法，包括图像滤波、边缘检测、图像分割、图像拼接等。
可以用于计算机视觉、医学影像处理等领域。
6. 神经网络工具箱（Neural Network Toolbox）：该工具箱提供了神经网络的建模和训练工具，包括感知机、多层前馈神经网络、循环神经网络等。
可以用于模式识别、数据挖掘等领域。
7. 控制系统设计工具箱（Robust Control Toolbox）：该工具箱提供了鲁棒控制系统设计与分析的函数和算法，可以处理不确定性和干扰的控制系统设计问题。
8. 信号系统工具箱（Signal Systems Toolbox）：该工具箱提供了分析、设计和模拟线性时不变系统的函数和算法。
可以用于信号处理、通信系统设计等领域。
9. 符号计算工具箱（Symbolic Math Toolbox）：该工具箱提供了符号计算的功能，可以进行符号表达式的运算、求解方程、求解微分方程等。
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. 图像处理工具箱图像处理工具箱是MATLAB中一个用于处理和分析图像的重要工具箱。
它提供了一些常用的函数，如图像滤波、边缘检测、图像分割等等。
利用图像处理工具箱，读者可以对图像进行滤波、边缘检测、目标分割等操作，帮助解决图像处理中的各种问题。
7. 符号计算工具箱符号计算工具箱是MATLAB中一个用于进行符号计算的重要工具箱。
MATLAB工具箱的功能及使用方法
MATLAB工具箱的功能及使用方法引言：MATLAB是一种常用的用于数值计算和科学工程计算的高级计算机语言和环境。
它的灵活性和强大的计算能力使得它成为工程师、科学家和研究人员的首选工具之一。
而在MATLAB中，工具箱则提供了各种专业领域的功能扩展，使得用户能够更方便地进行数据分析、信号处理、优化和控制系统设计等任务。
本文将介绍MATLAB工具箱的一些常见功能及使用方法，并探讨其在不同领域中的应用。
一、图像处理工具箱图像处理工具箱（Image Processing Toolbox）是MATLAB的核心工具之一，它提供了一套强大的函数和算法用于处理和分析数字图像。
在图像处理方面，可以使用MATLAB工具箱实现各种操作，如图像增强、降噪、边缘检测、图像分割等。
其中最常用的函数之一是imread，用于读取图像文件，并将其转换为MATLAB中的矩阵形式进行处理。
此外，还有imwrite函数用于将处理后的图像保存为指定的文件格式。
二、信号处理工具箱信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）是用于处理连续时间和离散时间信号的工具箱。
它提供了一系列的函数和工具用于信号的分析、滤波、变换和频谱分析等操作。
在该工具箱中，最常用的函数之一是fft，用于计算信号的快速傅里叶变换，从而获取信号的频谱信息。
此外，还有滤波器设计函数，用于设计和实现各种数字滤波器，如低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
三、优化工具箱优化工具箱（Optimization Toolbox）提供了解决各种优化问题的函数和算法。
MATLAB中的优化工具箱支持线性规划、非线性规划、整数规划、二次规划等多种优化问题的求解。
其中最常用的函数之一是fmincon，用于求解无约束和约束的非线性优化问题。
通过传入目标函数和约束条件，该函数可以找到满足最优性和约束条件的最优解。
四、控制系统工具箱控制系统工具箱（Control System Toolbox）用于建模、设计和分析各种控制系统。
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、LQG3)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* 阵列信号处理* 谐波重构(7)图像处理工具箱(Image Processing T oolbox)。
matlab优化工具箱简介
目标函数与约束条件设定
目标函数
定义优化问题的目标，例如成本最小化、收 益最大化等。
约束条件
限制决策变量的取值范围，确保解满足特定 要求，如资源限制、时间限制等。
边界条件
设定决策变量的上下界，进一步缩小解空间 。
参数设置及初始化
初始解
为优化算法提供初始解，可加速收敛过程。
算法参数
选择合适的优化算法，并设置相关参数，如 迭代次数、收敛精度等。
fmincon
用于解决非线性规划问题，支持有约束和无约束的情 况，可以处理大规模问题。
fminunc
用于解决无约束非线性规划问题，采用梯度下降法进 行求解。
fminbnd
用于解决单变量非线性最小化问题，可以在指定区间 内寻找最小值。
多目标优化求解器
gamultiobj
用于解决多目标优化问题，采用遗传 算法进行求解，可以处理离散和连续 变量。
而简化问题的求解。
求解精度设置
合理设置求解精度可以避免 因精度过高导致的计算资源 浪费，同时也能保证求解结
果的准确性。
算法收敛性判断
对于某些复杂的优化问题， 可能会出现算法无法收敛的 情况。此时可以尝试调整算 法参数、增加迭代次数或使 用其他算法进行求解。
06
CATALOGUE
总结与展望
本次课程回顾总结
数据预处理
对输入数据进行清洗、转换等预处理操作， 以适应模型要求。
03
CATALOGUE
求解器与算法介绍
线性规划求解器
linprog
用于解决线性规划问题，可以处理有约束和无约束的情况，支持大型问题求解 。
intlinprog
用于解决整数线性规划问题，可以处理整数变量和连续变量的混合问题。
matlab工具箱函数讲解
• 非线型方程求解
信号处理工具箱
• 数字和模拟滤波器设计、应用及仿真
• 谱分析和估计 • FFT、DCT等变换 • 参数化模型
学科前沿最新的工具箱
模糊控制逻辑工具箱
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 神经网络工具箱 神经网络系统具有集体运算的能力 和自适应的学习能力。具有很强的容错 性和鲁棒性，善于联想、综合和推广。
• 领域型工具箱 —— 专用型
领域型工具箱是学科专用工具箱， 其专业性很强，比如控制系统工具箱
（ Control System Toolbox）；信号处理
工具箱（Signal Processing Toolbox）；财
政金融工具箱（ Financial Toolbox）等等。
只适用于本专业。
Matlab常用工具箱
各函数库中的函数可用help 函数库名 查询，或type 函数名方法查询
例：help plotxy Two dimensional graphics. Elementary X-Y graphs. plot - Linear plot. loglog - Log-log scale plot. semilogx - Semi-log scale plot. semilogy - Semi-log scale plot. fill - Draw filled 2-D polygons.
• 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。
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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 神经网络工具箱 神经网络系统具有集体运算的能力 和自适应的学习能力。具有很强的容错 性和鲁棒性，善于联想、综合和推广。
MATLAB原理及应用
长治医学院生物医学工程系
其它的工具箱有：
神经元网络工具箱 虚拟现实工具箱 电力系统工具箱 仪器仪表控制工具箱 报告编辑工具箱
MATLAB原理及应用
长治医学院生物医学工程系
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。
MATLAB原理及应用
长治医学院生物医学工程系
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： c:\matlab\toolbox\matlab matlab主工具箱是任何版本的matlab 都不可缺少的。
MATLAB原理及应用
长治医学院生物医学工程系
由于matlab和simulink是集成在一起的， 因此用户可以在两种环境下对自己的模 型进行仿真、分析和修改。 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。
领域型工具箱是学科专用工具 箱，其专业性很强，比如控制系统工
具箱（ Control System Toolbox）；信
号处理工具箱（Signal Processing
Toolbox）；财政金融工具箱（ Financial
Toolbox）等等。只适用于本专业。
MATLAB原理及应用
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第六章 Matlab工具箱
长治医学院生物医学工程系
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。
MATLAB原理及应用
长治医学院生物医学工程系
领域型工具箱
—— 专用型
graph3d —— 三维绘图
MATLAB原理及应用
长治医学院生物医学工程系
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
MATLAB原理及应用
长治医学院生物医学工程系
Image Processing Toolbox——图像处理工具箱 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
MATLAB原理及应用
长治医学院生物医学工程系
除toolbox\matlab之外的工具箱，在比 较完整的专业版matlab语言中有60多个 工具箱。这些工具箱是需要单独选择购 买的。 matlab主工具箱共有21个函数库 datafun —— 数据分析函数库
sonnds —— 声音处理函数库 dde —— 动态数据交换函数库 elfun —— 初等数学函数库 specmat —— 特殊矩阵函数库
线型规划和二次规划 求函数的最大值和最小值
多目标优化
约束条件下的优化
非线型方程求解
MATLAB原理及应用
长治医学院生物医学工程系
信号处理工具箱
数字和模拟滤波器设计、应用及仿真
谱分析和估计 FFT、DCT等变换 参数化模型
MATLAB原理及应用
长治医学院生物医学工程系
学科前沿最新的工具箱
MATLAB原理及应用
长治医学院生物医学工程系
elmat —— 初等矩阵和时间函数库 funfun —— 函数功能和数学分析函数库 general —— 通用命令函数库 graphics —— 通用图形函数库 iofun —— 底层输入输出函数库 lang —— 语言结构函数库 matfun —— 矩阵线性代数函数库 ops —— 运算符和逻辑函数库 plotxy —— 二维绘图函数库 plotxyz —— 三维绘图函数库
MATLAB原理及应用
长治医学院生物医学工程系
三、工具箱和工具箱函数的查询办法
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\
•
MATLAB原理及应用
长治医学院生物医学工程系
符号运算的功能
符号表达式、符号矩阵的创建 符号可变精度求解 符号线性代数 因式分解、展开和简化 符号代数方程求解
符号微积分
符号微分方程
MATLAB原理及应用
长治医学院生物医学工程系
例如： z ='a*t^2+b*t+c'; r =solve(z,‘t’) —— 对缺省变量求解
MATLAB原理及应用
长治医学院生物医学工程系
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常用工具箱
Matlab Main Toolbox——matlab主工具箱 Control System Toolbox——控制系统工具箱 Communication Toolbox——通讯工具箱 Financial Toolbox——财政金融工具箱 System Identification Toolbox——系统辨识工具箱 Fuzzy Logic Toolbox——模糊逻辑工具箱 Higher-Order Spectral Analysis Toolbox——高阶 谱分析工具箱
MATLAB原理及应用
长治医学院生物医学工程系
例如：控制系统工具箱
连续系统设计和离散系统设计 状态空间和传递函数以及模型转换 时域响应（脉冲响应、阶跃响应、斜坡响 应） 频域响应（Bode图、Nyquist图） 根轨迹、极点配置
MATLAB原理及应用
长治医学院生物医学工程系
优化工பைடு நூலகம்箱
r=
[1/2/a*(-b+(b^2-4*a*c)^(1/2))]
[1/2/a*(-b-(b^2-4*a*c)^(1/2))]
MATLAB原理及应用
长治医学院生物医学工程系
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
如：edit、 word、写字板、记事本
MATLAB原理及应用
长治医学院生物医学工程系
4. matlab函数的查阅与定位
which 函数名 —— 给函数定位
例如: which laplace which fft2 which poly
MATLAB原理及应用
长治医学院生物医学工程系
which 命令只能定位matlab的外部命令， 而对内部命令是无效的。 matlab内部函数只能通过contents.m工 具箱清单文件来查询
MATLAB原理及应用
长治医学院生物医学工程系
Signal Processing Toolbox——信号处理工具箱 Spline Toolbox——样条工具箱 Statistics Toolbox——统计工具箱 Symbolic Math Toolbox——符号数学工具箱 Simulink Toolbox——动态仿真工具箱 System Identification Toolbox——系统辨识工具 箱 Wavele Toolbox——小波工具箱 等等
MATLAB原理及应用
长治医学院生物医学工程系
2. 工具箱函数清单的获得
所有工具箱中都有函数清单文件contents.m,
可用各种方法得到工具箱函数清单 执行在线帮助命令 help 工具箱名称
列出该工具箱中contents.m的内容，显示该工 具箱中所有函数清单
例如： help symbolic help optim 函数的查询：help 函数名