MATLAB仿真及电子信息应用第1章 MATLAB简介
MATLAB及在电子信息课程中的应用第四版教学设计
MATLAB及在电子信息课程中的应用第四版教学设计简介MATLAB是一款优秀的科学计算软件，被广泛应用于科学计算、数据分析、信号处理、控制设计、图像处理等领域。
在电子信息领域中，MATLAB的应用也越来越广泛。
通过教学使用MATLAB，可以帮助学生了解电子信息领域的具体应用，提高学生的科学计算能力，加深学生对电子信息原理的理解。
教学目标通过这个课程的教学，希望达到以下目标： - 掌握MATLAB软件的基础使用方法； - 掌握MATLAB在电子信息领域的应用方法； - 能够独立完成简单的电子信息计算、分析和设计任务； - 加深对电子信息原理的理解和应用。
教学内容第一章：MATLAB基础操作1.1 MATLAB环境介绍 - MATLAB界面介绍 - 使用命令行形式操作MATLAB1.2 MATLAB编程基础 - 基本语法规则 - 常用函数介绍 - 数据类型及其运算- 程序控制语句第二章：MATLAB在信号处理中的应用2.1 基础信号的产生和绘制 - 正弦信号的产生 - 方波、三角波、锯齿波的产生 - 时域波形的绘制 - 频域波形的绘制2.2 常见信号的变换和分析 - 傅里叶变换和傅里叶逆变换 - 离散傅里叶变换和离散傅里叶逆变换 - 傅里叶变换在信号处理中的应用第三章：MATLAB在电路分析中的应用3.1 电路基本概念和分析方法 - 电路基本元件 - KCL和KVL方程的建立 - 电路等效参数计算3.2 电路模拟分析 - 电路模拟建模 - 稳态分析和暂态分析 - 交流电路分析第四章：MATLAB在数字信号处理中的应用4.1 数字信号的产生和处理 - 数字信号生成方法 - 数字信号滤波方法 - 数字信号的采集和重构4.2 数字信号处理基础 - 数字信号离散化和量化 - 数字信号的数字化处理和分析 - 数字信号的数字滤波第五章：MATLAB在通信系统中的应用5.1 通信系统基本概念和设计原理 - 通信系统基本元件 - 通信系统传输过程和信道模型 - 通信系统设计和分析方法5.2 数字调制和解调技术 - 调制技术介绍 - 解调技术介绍 - 调制和解调在通信系统中的应用教学方法本课程采用理论教学与实验实践相结合的教学方法。
MATLAB仿真及电子信息应用第1章 MATLAB简介
工作空间窗口(Workspace)
用来显示当前计算机内存中MATLAB变量的名称、类型、字 节数和数据结构。选中变量后，双击或右键单击可以修改变 量的内容。
当前目录窗口(Current Directory)
当前目录是指MATLAB运行文件时的工作目录，只有在当前 目录或搜索路径下的文件、函数才能被运行或调用。当需要 被执行的文件或函数不在当前目录时，可以使用cd命令将其 目录变成当前目录。
单击图中Simulink前的+图标， 可以在窗口右栏和Simulink目 录下浏览各个Simulink模块组。
• 基本模块及其功能
– Commonly Used Blocks：常用模块组。 包括输入（In1）、输出（Out）、接地（Ground）、 常数（Constant）、示波器（Scope）、复用（Mux）、 解复用（Demux）、求和（Sum）、相乘（Product）、 逻辑运算（Logical Operator）、积分（Integrator）等。 – Continuous：连续模块组。 包含积分（Integrator）、微分（Derivative）、状态方 程模型（State-Space）、传递函数模型（Transfer Fcn）、零-极点增益模型（Pole-Zero）、把输入信号 按给定时间做延迟（Transfer Delay）、把输入信号做 可变时间延迟（Variable Transport Delay）
然后单击图1-1中 的“Next”按钮， 将出现图1-2协议 基本信息对话框， 填入相应的内容；
单击“Next”按钮， 进入图1-3软件许 可协议对话框，选 中“yes”后；单击 “Next”按钮
进入图1-4安装类型选择对话框，有两个选项： “Typical”选项表示安装所有组件，是完全安装， “Custom”选项表示自定义安装，根据需要进行选 择，这里选择的是“Typical”完全安装，单击 “Next”按钮
matlab仿真第一章
程序的可移植性好。MATLAB程序可以不用修改就可以 到其它的机型和操作系统中运行。 MATLAB的图形功能强大，支持数据的可视化操作，能 方便地显示程序的运行结果。 强大的工具箱。MATLAB包括两部分：核心部分和各种 可选的工具箱。核心部分有几百个核心内部函数，工具 箱则是有各个领域的高水平专家编写的，所以用户不必 编写该领域的基础程序就可以直接进行更高层次的研究。 例如：控制领域可以使用的工具箱就有Control System （控制工具箱）、System Identification（系统辨识工具 箱）、Robust Control（鲁棒控制工具箱）、 Optimization（最优化工具箱）等。 源程序的开放性，系统的可扩充性强。MATLAB核心文 件和工具箱文件都提供了MATLAB源文件，用户可通过 对源文件的修改生成自己所需的工具箱。 MATLAB是解释执行语言。MATLAB程序不用编译生成 可执行文件就可以运行，但执行速度较慢。
3.2 经典控制理论 经典控制理论对SISO LTI系统的分析和综合是有成效的。 它主要以Laplace变换和Z变换为数学工具，用传递函数方 法描述系统的动态待性，用频域响应、根轨迹分析和极点 配置等理论研究设计控制系统。 经典控制理论主要有以下待点： (1)经典控制理论本质上是一种频域方法，它以系统的输 出输入特性作为研究的依据，着眼于系统的输出，而现代 控制理论本质上是一种时域方法．它是建立在状态变量描 述方法的基础上的。 (2)经典控制理论是在一类特定的输入情况下分析输出的响 应。在综合问题上，是根据给定的某种指标来设计系统的 校正网络的。 (3)经典控制理论的控制器即校正装置，是由能实现典型控 制规律的调节器构成的。而现代控制理论的控制器则是能 实现任意控制规律的数字机。 (4)经典控制理论的基本内容有时域法、频域法、根轨迹法、 描述函数法、相平面法、代数与几何判据、校正网络设计 等，研究的主要问题是稳定性问题。
matlab课件
第1章MATLAB概述
❖典型应用： ●数学计算； ●算法开发； ●数据采集； ●建模、仿真和原型设计； ●数据分析、研究和可视化； ●科学和工程绘图； ●应用开发环境，包括创建图形用户界面。
MATLAB程序设计
❖应用示例： ●绘图功能
曲面图与等高线
第1章MATLAB概述
MATLAB程序设计
MATLAB程序设计
❖在M文件编辑器下使用单元示例 单元模式的M文件源代码： x=0:pi/20:6*pi; y=sin(x); plot(x,y,'r-*'); title('Sine Wave'); xlabel('x');ylabel('sin(x)'); %% Plot Sine Wave %%
MATLAB程序设计
第1章MATLAB概述
1.2 桌面工具与开发环境
MATLAB 主界面
当前工 作目录
命令提示符
MATLAB程序设计
当前工作区间
输入命令的 历史记录
命令窗口
♂
第1章MATLAB概述
1.3 编辑/调试器
一.M文件的创建 M文件的创建方法： 在主菜单选择File>New>M-File或在工具栏单击新建 按钮来创建。
MATLAB程序设计
第1章MATLAB概述
❖MATLAB的特点与功能 ●MATLAB是一个交互式软件系统 输入一条命令，立即就可以得到该命令的结果。 ●MATLAB具有很强的数值计算功能 ◆MATLAB以矩阵作为数据操作的基本单位，但 无需事先指定矩阵维数(动态定维)。 ◆提供十分丰富的计算函数，方便计算、提高效率。 ◆MATLAB命令与数学中的符号、公式非常接近， 可读性强，容易掌握。
MATLAB课件第一讲
这时得到了6个文件mfile1.mat~mfile6.mat, 分别保存x1~x6。这可通过load命令检验 ：
clear, load mfile1 load mfile3 for i=1:6 load([‘mfile’ int2str(i)]) %读取所有6个的以mfile开头的.mat文件 end
tempdir
返回系统临时工作目录名
tempname 产生临时文件的唯一文件名
3.5: 启动和退出MATLAB
matlabrc startup quit
启动MATLAB的M文件 启动MATLAB的M文件 终止（退出）MATLAB
第一章： 练习
结合下列指令练习：
ver，help，disp，length，size，dir，cd，等
Practice !
第一章： MATLAB系统概述
3. 通用命令
1. 管理命令和函数 2. 管理变量和工作空间 3. 控制命令窗口 4. 使用文件和工作环境 5. 启动和退出MATLAB
第一章： MATLAB系统概述
3.1: 管理命令和函数
help
MATLAB函数和M文件的在线帮助
ver(version) 显示MathWorks产品的版本信息（MATLAB版本号）
1997年仲春，MATLAB5.0版问世，紧接着是5.1、5.2，以及和1999年春的5.3版 先如今已发展到MATLAB7.1，2008，2009版本
MATLAB基本组成
8个主要部分
➢工作空间中的变量
MM编AA程TT与LLAA数BB据数开类学发型函环数境库提绘供制一二组维读曲ggsprr写aae面ppc文ghh、r23a件➢➢➢➢dd三提提M p输开估处h的维供供A二三入算于发专T命曲许运维维L/、Mg业输A线令多算e图 图n文管图B出e数 所形 形编r件理形数a据 需程l的、的据类 的技执调目型 操术行试录作效M符率文件
第一章MATLAB及其应用概述
第一章、MATLAB及其应用概述matlab江苏大学机械工程学院测控技术与仪器系潘海彬matlab参考教材及文献《MATLAB在电子信息课程中的应用》, 陈怀琛, 吴大正,高西全编著，电子工业出版社，2021年版。
出版社， 2021年3月第1版。
2021年5月第1版《精通MATLAB6.5版》,张志涌著，北京航空航天大学《MATLAB实用教程》,郑阿奇主编，电子工业出版社，《MATLAB与科学计算》,王沫然编著，电子工业出版社，2021年9月第2版《基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用》,薛定宇，陈阳泉编著，清华大学出版社，2002年4月第1版。
matlab课程内容章节目录计划学时第1章 MATLAB概述及MATLAB的开发环境第2章 MATLAB的数值计算与符号计算第3章 MATLAB绘图及基本程序设计第4章 MATLAB在电路和信号与系统中的应用第5章MATLAB在自动控制理论中的应用26 2 4 2第6章系统仿真(Simulink)工具箱与仿真技术4matlab教学课时安排讲课上机共计20 10 30考核方式：平时上课情况+上机作业情况 +考查或论文情况matlab本课程的互联网资源 The MathWorks公司官方网站MATLAB大观园一些高校的bbs清华大学、哈工大、上海交大、西安交大等matlab课程目标熟练MATLAB环境，并能借助于MATLAB的强大科学计算及数据处理能力来解决一些基本科学及工程计算问题和数学学科中许多问题。
掌握MATLAB的数值计算与符号计算。
掌握一些基本的函数库，掌握基本的绘图方法和程序设计方法。
应用MATLAB/Simulink解决电路、信号与系统、自动控制以及系统仿真等实际问题。
matlab第一章 MATLAB仿真技术概述及MATLAB的开发环境matlabMATLAB概述MATLAB是由美国MathWorks公司推出的专门用于科学、工程计算和系统仿真的应用软件。
第1讲 Matlab简介 Matlab课件
且可以查阅MATLAB包含的各种资源。
四、 变量、赋值语句和数据类型：
1. 变量 变量的命名规则：(1)可由任意的字母、数字或下划线组成， 但必须以字母打头；(2)变量名区分字母大小写；(3)变量名最 多不超过63个字符（MATLAB6.5及以上版本）。
特殊变量 ans
意
义
如果未定义变量名，用于计算结果存储的默认变量名
命令窗口commandwindow菜单栏matlab70版比65版增加了debug编译m文件和desktop界面置放模式减少了view显示方式字体大小颜色设置filespreferencescd设置当前工作目录clf清空当前图形窗clc清除指令窗中显示的内容cla清空当前坐标系clear清除内存变量lookfor按关键词查找帮助whos列出工作窗口变量清单help查找matlab函数的帮助which指出文件所在目录doc查看帮助页面what列出当前目录中文件清单class查看变量类型dir列出指定目录的文件清单more使显示内容分页显示edit打开m文件编辑器type显示m文件的内容exitquit退出matlabsave保存变量open打开文件load载入变量命令窗口常用控制指令命令窗口的快捷键快捷键作用快捷键作用crtlp回调上一行crtl右移一单词crtln回调下一行crtlahome移至行首crtlb回移上一字crtleend移至行末crtlf前移下一字crtluesc删除一行crtl左移一单词crtlk从光标删除至ctrlc终止正在运行的程序历史命令窗口commandhistory对历史命令的编辑复制运行创建m文件快捷方式profilecode利用命令来创建日志来记录历史命令diaryfirstdiary50000i5000090000i60000diaryoffwork目录下所有文件中打开firstdiary默认路径可修改当前目录窗口currentdirectory对文件详细菜单区域中文件可以方便地进行编辑或运行如何设置当前目录呢
第一章：MATLAB及系统仿真概述
• •
• •
3．工作空间窗口： 是MATLAB的一个变量管理中心，可以显示变量的名称、尺寸、字节和 类别等信息，同时用不同的图标表示矩阵、字符数组、单元数组、结构 及符号对象等变量类型。它的处理功能：在某一变量上单击鼠标右键， 会弹出菜单，对变量进行处理，可选存或全部保存。
三. MATLAB集成环境 2. MATLAB命令窗口
(2) 命令窗口的工具栏
• 工具栏提供了一些命令按钮，使用命令按钮可使操 作更快捷、更方便。
新建 剪切 粘贴 工作空间 浏览器 新仿真模型
打开
复制
撤消 路径浏览器 帮助
三. MATLAB集成环境 2. MATLAB命令窗口
• (3) 命令窗口的命令编辑区
一、MATLAB简介：
1. MATLAB的定义：MATLAB是矩阵实验室 （MATrix LABoratory. ）的缩写，它是一种以 矩阵运算为基础的交互式程序语言，专门针对 科学、工程计算及绘图的需求。 2.MATLAB的语言特点： 1）起点高 每一个变量代表一个矩阵；每一个元素都看成 复数；所用的运算都对矩阵和复数有效，包括 加、减、乘、除、函数运算等。
• 4．命令历史窗口： • 在命令历史窗口显示已执行过的命令。在窗口的某一命令上单击 鼠标右键，会弹出菜单，对所选命令进行操作。 • Copy：将所选命令拷贝到剪贴板； Evaluate Selection：执行所选 命令； Create M-File：打开编辑器，将所选命令复制到编辑器； Delete Selection：删除所选历史命令（不确认是否删除）； Delete to Selection ： 从 头 删 除 所 选 历 史 命 令 （ 不 确 认 是 否 删 除 ） ； Delete Entire History：清除全部历史命令（将弹出对话框确认是 否清除）。 • 5．当前路径窗口： • 当前路径窗口提供了当前路径文件的操作，在窗口的某一文件上 单击鼠标右键，会弹出菜单，对所选文件进行操作。
matlab在电路分析和仿真中的应用
MATLAB/SIMULNK的主要产品及其相互关系
2024/7/15
MATLAB的优点
• 1. 容易使用 • 2. 可以由多种操作系统支持 • 3. 丰富的内部函数 • 4. 强大的图形和符号功能 • 5. 可以自动选择算法 • 6. 与其他软件和语言有良好的对接性
2024/7/15
2024/7/15
Matlab 的安装
2 输入名字和公司名称 3 在第三个空白处(PLP)输入软件的序列号sn 4 继续安装，直到安装完成。
2024/7/15
5 安装帮助 将安装目录中的help文件夹替换为安装包中的 help文件夹
MATLAB 7用户界面概述
MATLAB 7的用户界 面主要包括以下三个 方面的内容： • MATLAB 7的主菜单 • MATLAB 7的工具栏 • MATLAB 7的窗口
matlab自定义的函数文件称内置函数文件
调用内置函数的方法：使用函数名并给出相应的入 口、出口参数即可。
例如：sin.m函数——用type sin查不到。
调用格式：y=sin(2*x)
1
实际应用中：
0.8
x=0:2*pi/180:2*pi;
0.6
y=sin(2*x)
0.4
0.2
plot(x,y)
0
-0.2
2024/7/15
-0.4
-0.6
取R=255欧，L=125uH，C=6800pF，则：
H (s)
sRC s2LC sRC
1
85s2
1734000s 1734000s
1014
m文件如下： % LCR串联谐振电路 R=255; L=125*10^(-6); C=6800*10^(-12);
MATLAB基础知识及使用方法
MATLAB基础知识及使用方法第一章：MATLAB简介与环境介绍1.1 MATLAB概述MATLAB是一种高级编程语言和数值计算环境，广泛应用于科学计算、工程设计、数据分析和算法开发等领域。
它提供了强大的数值计算工具和图形绘制功能，并有丰富的库函数和工具箱可供使用。
1.2 MATLAB环境介绍MATLAB的主要界面包括命令窗口、编辑器、工作区和命令历史等。
命令窗口用于交互式执行命令和脚本，编辑器用于编写和编辑脚本文件，工作区用于显示和管理变量，命令历史用于查看和管理执行过的命令。
第二章：MATLAB基本语法2.1 变量和数据类型在MATLAB中，变量可以通过简单的赋值来创建，并且不需要事先声明变量类型。
常见的数据类型包括数值类型（整数、浮点数）、字符类型和逻辑类型（布尔型）等。
MATLAB还提供了复数类型和矩阵类型，具有丰富的数值计算功能。
2.2 运算符和表达式MATLAB支持常见的数学运算符，如加减乘除、取余和乘方等。
此外，还提供了矩阵运算符和逻辑运算符，方便处理矩阵和逻辑表达式。
表达式可以由变量、常数和运算符组合而成，并且支持函数调用。
2.3 控制流程MATLAB提供了条件语句（if-else）、循环语句（for、while）和函数等控制流程结构，以实现不同的程序逻辑。
条件语句根据条件的真假执行不同的代码块，循环语句重复执行一段代码块，函数封装了一段可重复使用的代码。
第三章：MATLAB图形绘制3.1 二维图形绘制MATLAB提供了丰富的函数和工具箱，以绘制各种二维图形，如线图、散点图、柱状图和饼图等。
用户可以自定义图形样式、坐标轴刻度、图例和注释等，以满足不同的数据可视化需求。
3.2 三维图形绘制除了二维图形外，MATLAB还支持绘制三维图形，如曲面图和体积图等。
通过调整视角、设置颜色映射和光照效果，用户可以更直观地表达三维数据的特征和分布情况。
3.3 动态图形绘制MATLAB中的图形绘制功能不仅限于静态图形，还可用于生成动态图形。
001 第1章 MATLAB仿真简介
MATLAB仿真简介
本章简要介绍MATLAB软件特点;自动控制原
理MATLAB仿真的意义；MATLAB编程环境和编 程方法的一般概念及要点，其中包括MATLAB语 言编程和MATLAB/ Simulink模块编程环境的建立、 基本操作与编程方法。以表格形式给出常用符号 和函数命令格式及其功能说明。
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第1章主要内容：
1.1 MATLAB软件及其自动控制原理仿真意义 1.2 基于MATLAB 的系统仿真方法 1.2.1基于MATLAB的语言编程 1.2.2基于MATLAB的Simulink模块编程
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2
1.1 MATLAB软件及其自动控制原理仿真意义
1） MATLAB软件
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2）结果的显示：
程序中的赋值变量和运算式，会在MATLAB运
行后显示在Workspace（工作窗口）中，通过标
双击Workspace中的变量符可查看到变量的内容。
如果运算语句命令之后为无标点或逗号，则该
运算语句执行的结果还将在Command Window中显
示，如果之后为分号则运行结果不在Command
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图1-1 MATLAB7.0的主界面
11
主界面组成 ：
1 ）主菜单栏、图标工具栏、当前路径栏 Current Directory
2）工作空间Workspace
3）命令窗口Command Window
4）命令历史窗口Command History
5）帮助引导窗口Launch Pad
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说明：
1) 用户可在脱离MATLAB环境下，利用Word文档进行编 辑和保存，但MATLAB只接受英文格式的标点符号。
MATLAB仿真与信号处理实践指导
MATLAB仿真与信号处理实践指导第一章：MATLAB仿真基础MATLAB是一种功能强大的数学软件，广泛应用于科学与工程领域的仿真和信号处理任务。
本章将向读者介绍MATLAB的基本概念和使用方法，帮助读者快速入门。
1.1 MATLAB简介MATLAB是由MathWorks公司开发的一种高级技术计算语言和环境。
它集成了数值计算、可视化和编程功能，可用于进行数据分析、仿真、建模、图像处理等多种任务。
1.2 MATLAB界面MATLAB的主要界面由命令窗口、脚本编辑器和变量浏览器组成。
命令窗口可以直接输入MATLAB命令，脚本编辑器用于编写和运行MATLAB脚本，变量浏览器可以查看和管理当前工作空间中的变量。
1.3 基本数据类型MATLAB支持多种基本数据类型，如数值、字符和逻辑类型。
数值类型包括整数、浮点数和复数。
字符类型用于表示文本数据，逻辑类型用于表示真假值。
1.4 基本操作MATLAB提供了丰富的数学和矩阵操作函数，如加法、乘法、求逆、求特征值等。
同时，MATLAB还支持向量化操作，可一次对整个矩阵或向量进行计算，提高运算效率。
第二章：MATLAB仿真实践本章将介绍MATLAB在仿真领域的应用，包括利用MATLAB进行线性系统仿真、非线性系统仿真和电路仿真等方面的实践。
2.1 线性系统仿真MATLAB提供了强大的线性系统仿真工具，如系统传输函数建模、频域分析、时域响应等。
通过MATLAB，可以对各种线性系统进行仿真和分析，如低通滤波器、控制系统等。
2.2 非线性系统仿真与线性系统仿真相比，非线性系统仿真更加复杂。
MATLAB提供了多种工具箱，如Simulink和Simscape，用于建立和仿真非线性系统模型。
通过这些工具，可以更加准确地模拟和预测非线性系统的行为。
2.3 电路仿真MATLAB还提供了用于电路仿真的工具，如Circuit Design Toolbox和Simscape Electronics。
matable
第一章 概 述 * 财经与金融： Financial Financial Time Series GARCH Datafeed Financial Derivatives
Fixed Income
第一章 概 述
1.1.2 Simulink简介
Simulink是基于MATLAB的框图设计环境，可以用来对各 种动态系统进行建模、分析和仿真，它的建模范围广泛，可以 针对任何能够用数学来描述的系统进行建模，例如航空航天动 力学系统、卫星控制制导系统、通讯系统、船舶及汽车等，其 中包括连续、离散，条件执行、事件驱动、单速率、多速率和 混杂系统等。Simulink提供了利用鼠标拖放的方法建立系统框 图模型的图形界面，而且Simulink还提供了丰富的功能块以及 不同的专业模块集合，利用Simulink几乎可以做到不书写一行 代码就能完成整个动态系统的建模工作。 此外，在Simulink基础上还提供了Stateflow，用来进行事件 驱动过程的仿真。
第一章 概 述
1.1 MATLAB产品族简介
MATLAB的名称源自Matrix Laboratory，它的首创者是在
数值线性代数领域颇有影响的Cleve Moler博士，他也是生产经
营MATLAB产品的美国Mathworks公司的创始人之一。 MATLAB是一种科学计算软件，专门以矩阵的形式处理数据。
第一章 概 述
图 1Байду номын сангаас2
Simulink
的 库 浏 览 器
第一章 概 述 * 与MATLAB工具集成：Simulink的基础是MATLAB，在 Simulink框图中可以直接利用MATLAB的数学、图形和编辑功
能，完成诸如数据分析、过程自动化分析、优化参数等工作。
MATLAB第一章 仿真技术概述
2. 张志涌等：MATLAB 教程——基于6.X版本，北京 航空航天大学出版社，2001
3. 李国勇等：控制系统数字仿真与CAD，电子工业 出版社，2003
仿真技术
b
dx dt
cx
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仿真技术
+
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R
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C uc u
+ Uc (t)
-
第一章 仿真技术概述
1.3 仿真技术及其重要性
2. 仿真
利用相似性原理,借助实验模型或计算机软件对所研究的对象进 行分析。
✓ 利用计算机 软件进行仿 真是目前仿 真分析中的 主要方法。
基于网络技术的分布式数字仿真系统将广泛应用； 基于虚拟现实技术的“多媒体环境条件下的仿真技术”将
推进军事、工业、生活、娱乐等领域的深层次应用； “离散事件系统”的仿真问题将成为人们研究的另一热点； “仿真技术”将成为高等理工院校学生培养的重要技术。
仿真技术
第一章 仿真技术概述
主要教学参考书
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x3 mx2
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仿真技术
第一章 仿真技术概述
1.1 科研工作的基本方法
3. 仿真实验法
在模型上（物理的/数学的）所进行的系统性能分析与研究方法。
虚拟模型
仿真技术
第一章 仿真技术概述
1.1 科研工作的基本方法
3. 仿真实验法
在模型上（物理的/数学的）所进行的系统性能分析与研究方法。
实物模 型
MATLAB及在电子信息类课程中的应用第二版课程设计
MATLAB及在电子信息类课程中的应用第二版课程设计简介MATLAB是一款用于科学计算、数据分析和可视化的软件，已经成为电子信息类课程中必不可少的工具。
本文介绍了一份MATLAB及在电子信息类课程中的应用第二版课程设计，涵盖了MATLAB基础知识、信号处理、图像处理等重要内容，旨在帮助学生更好地掌握MATLAB在电子信息类课程中的应用。
目标•掌握MATLAB的基础语法和编程技巧•学习信号处理、图像处理等MATLAB应用技术•能够熟练运用MATLAB解决电子信息类问题内容第一章 MATLAB基础本章主要介绍MATLAB的基本语法、数据类型以及常用操作等内容，包括：•MATLAB环境介绍•MATLAB基础语法•数据类型及操作•条件语句和循环语句•函数第二章信号处理本章介绍MATLAB在信号处理中的应用，包括信号的生成、滤波、变换等，内容包括：•常用信号生成•信号滤波•傅里叶变换•离散傅里叶变换第三章图像处理本章介绍MATLAB在图像处理中的应用，包括图像的读取、显示、转换、增强等，内容包括：•图像的读取和显示•图像的灰度化、二值化、色彩空间转换•常见图像增强方法第四章数字通信本章介绍MATLAB在数字通信中的应用，包括数字调制、信道编码、错误控制等，内容包括：•常见数字调制方法•常用信道编码方法•错误控制方法课程设计•课程设计名称：使用MATLAB进行数字通信系统设计•设计目的：通过设计数字通信系统，学生能够掌握信道编码、数字调制、误码率测试等关键技术，同时熟悉MATLAB在数字通信中的应用。
•设计内容：1.信道编码设计：采用卷积码或Turbo码等常见编码方法，要求能够实现编码和解码。
2.数字调制设计：采用QPSK或16-QAM等常见调制方法，要求能够实现调制和解调。
3.误码率测试设计：测试不同信噪比下的误码率，并进行结果分析。
•设计考核要求：1.设计报告：包括系统框图、各模块的MATLAB代码和运行结果，以及分析和思考部分。
MATLAB仿真在通信与电子工程中的应用第1章 概述
第1章 概述 章 1.1.2 科学研究、产品研发与仿真试验 信息科学发展迅速，用于研发、测试的仪器更新速度 加快，随着技术含量的提高，价格也越来越昂贵。并不是 所有从事研究与开发的工程技术人员都能够拥有与科学技 术发展进程相应的仪器设备。计算机仿真可以用于大部分 电子工程、现代通信技术和通信系统的实验研究工作。 采用计算机仿真的方法可以在一定程度上克服没有仪 器设备所带来的问题。 在计算机及相应软件的配合下，通过专门培训就可以 做出上述实验。传统的研究开发工作是从购买元件，做印 制电路板，搭建电路，配置相应的仪器做实验开始的。
第1章 概述 章 过去很长时间才能算出的结果，现在使用几条指 令，不但有了结果，而且连曲线图都画出来了，提高 了学习相关知识的效率，反过来又加深了对数理知识 和专业知识的理解。参与者的创造性、想象力也可以 在仿真平台上尽情地发挥与展现。每个仿真模型建立 的过程，从构思、建设到调试通过，直至最后得出结 果，就是一次对专业知识、数理基础和计算机知识的 复习、巩固、完善与提高。因此采用仿真试验的方法， 既加深了对数理基础、专业知识的理解，又提高了学 习效率。
第1章 概述 章 MATLAB/Simulink属于一种通用的科学计算和系 统仿真语言。在MATLAB/Simulink下，从数学模型到 计算机仿真模型的转换非常容易。MATLAB/Simulink 提供了三种方法： （1)M文件编程实现的方法：根据数学模型所建立 的方程和数据参数，通过编程实现方程的表示和数值 求解。其特点是灵活性好，数学关系显式地表达在程 序语句之中，但是仿真的直观性方面稍显欠缺，通常 在仿真计算完毕之后才能看到结果。M文件编程实现 的方法是基于数据流的仿真方法。
第1章 概述 章 7．仿真模型的确认 仿真模型的确认就是确定仿真模型是否按照设计所要求 的精度代表实际系统，即仿真模型是否合理。可通过将模型 与现实系统相比较来确认仿真模型。例如，对于无线电信道 可以有不同的数学建模，而这些数学模型对于特定条件下的 实际无线信道的近似程度往往是不同的。模型验证和确认对 于系统仿真结果的有效性是至关重要的。工程实践中，在图 上作业时，仿真试验得出相关结果后，还要进行现场踏勘。 此时可以验证建模与仿真的结论与实际的测量结果的差异， 对仿真模型进行分析和评估。但是系统仿真界对模型验证和 确认的理论研究还比较少，重视程度也不够。根据美国西北 大学Hoover教授的调查，在有关仿真的论文中，提到模型验 证和确认的文献数目不足30％，而绝大部分论文根本没有提 及模型验证和确认的问题。
MATLAB及在电子信息课程中的应用.ppt
1.3.1 命令窗(Command Window) 单行命令执行方式
执行结果直接显示
1.3.2 图形窗(Figure Window) 用图形方式表示计算结果
1.3.3 文本编辑窗(File Editor) 多行命令组成语言组，可以文件方式存盘
•
下面就具体看一下MATLAB 的工作环境演示。
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• 1.1.1 MATLAB 概述
MATLAB是集数值计算、符号运算及图 形处理等强大功能于一体的科学计算语言，是 一种交互式的以矩阵为基础的系统计算平台,它 用于科学和工程的计算与可视化。它的优点在 于快速开发计算方法，而不在于计算速度。
MATLAB已成为一门高校必修的课程， 也是最为普遍的计算工具之一。
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1.2 MATLAB语言的特点
• 友好的工作平台和编程环境 • 简单易用的程序语言 • 强大的科学计算及数据处理能力 • 出色的图形处理功能 • 应用广泛的模块集和工具箱 • 实用的程序接口和发布平台 • 模块化的设计和系统级的仿真
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1.3 MATLAB的工作环境
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第1章 MATLAB语言概述
• 1.1 MATLAB语言的发展 • 1.2 MATLAB语言的特点 • 1.3 MATLAB的工作环境
1.3.1 命令窗 1.3.2 图形窗 1.3.3 文本编辑窗 • 1.4 演示程序 • 1.5 网络资源
2020/8/16
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1.1 MATLAB语言的发展
t=t+dt; theta=theta0*cos(sqrt(g/l)*t); x=l*sin(theta);y=-l*cos(theta); set(head,'xdata',x,'ydata',y); set(body,'xdata',[0;x],'ydata',[0;y]); drawnow; end
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命令历史窗口(Command History)
显示用户在命令窗口中所输入命令的历史记录； –如果要再次执行某条命令时，直接在命令历史窗口中双击 该命令即可； –如果想从命令历史窗口中删除某条命令，选中命令后，单 击鼠标右键，选择“Delete Selection”。 –如果要清除所有历史记录，除了可使用上面的方法外，还 可选择Edit菜单中的“Clear Command History”来实现。
然后单击图1-1中 的“Next”按钮， 将出现图1-2协议 基本信息对话框， 填入相应的内容；
单击“Next”按钮， 进入图1-3软件许 可协议对话框，选 中“yes”后；单击 “Next”按钮
进入图1-4安装类型选择对话框，有两个选项： “Typical”选项表示安装所有组件，是完全安装， “Custom”选项表示自定义安装，根据需要进行选 择，这里选择的是“Typical”完全安装，单击 “Next”按钮
– help命令 显示当前帮助系统中所包含的所有项目。也可对查询某 函数或命令 – lookfor命令 搜索所有的MATLAB help标题和MATLAB搜索路径中M文 件的第一行，返回所包含关键字的那些项。 – 模糊查询 在命令窗口中输入命令的前几个字母,然后按Tab键，将 得到以这几个字母开头的所有命令。
进入图1-5安装目 录选择对话框，单 击“Browse”按钮 选择路径后，单击 “Next”按钮。
ห้องสมุดไป่ตู้
将进入图1-6安装 进度对话框，安装 完成后，就可以启 动MATLAB了。
• MATLAB系统的3种启动方法
使用Windows的“开始”菜单。 运行MATLAB系统的启动程序matlab.exe。 利用桌面上的快捷方式。
1.2 MATLAB的特点
• • • • • • 友好的工作平台和编程环境 语言简洁 强大的数据处理能力 强大的图形绘制能力 具有功能强大的工具箱 具有极好的开放性
1.3 MATLAB的安装和启动
• MATLAB系统的安装
首先，点击setup.exe后将显示“Welcome to the MathWorks Installer”对话框（图1-1）
主要用于命令行的输入和除图形以外的执 行结果的显示 在“>>”命令提示符后输入命令，按 “enter”键，在此窗口中显示运行结果。 一般一行输入一条命令，当命令较长需占 用两行或多行时，要在行尾加上“…”，也 可以输入多条命令，这时各命令间要以逗 号或分号分隔开。
• 例：已知a=1,b=2,c=3,求d=a2+b2+c2，求d的平方 根。在命令窗口输入命令，按enter键，输入的命 令和运算结果见下图
工具栏
MATLAB主窗口
工具栏中各项的作用由左到右依次是： 新建一个M文件； 打开一个已有的M文件； 剪切； 复制； 粘贴； 撤销上一步操作； 恢复上一步操作； 打开Simulink仿真器； 打开用户界面设计窗口； 打开MATLAB帮助系统； 设置当前目录
命令窗口(Command Window)
工作空间窗口(Workspace)
用来显示当前计算机内存中MATLAB变量的名称、类型、字 节数和数据结构。选中变量后，双击或右键单击可以修改变 量的内容。
当前目录窗口(Current Directory)
当前目录是指MATLAB运行文件时的工作目录，只有在当前 目录或搜索路径下的文件、函数才能被运行或调用。当需要 被执行的文件或函数不在当前目录时，可以使用cd命令将其 目录变成当前目录。
• MATLAB系统的退出方法
在MATLAB命令窗口中输入“exit”或“quit”命令。
在MATLAB的File菜单中选择Exit MATLAB命令。
直接单击MATLAB命令窗口右上角的按钮。
1.4 MATLAB操作界面
操作界面主要包括 MATLAB主窗口 命令窗口(Command Window) 当前目录窗口(Current Directory) 工作空间窗口(Workspace) 命令历史窗口(Command History)。
MATLAB主窗口的左下角有一个按钮
1.5 MATLAB的帮助系统
• 帮助窗口
打开方法： – 单击MATLAB主 窗口工具栏中 的”?”图标。 – 选择菜单Help中 的“MATLAB Help”选项。 – 在命令窗口中输 入helpwin、 helpdesk或doc。 – 按快捷键F1。
• 帮助命令
• 帮助演示
– 选择菜单Help中的“Demo”选项。 – 在帮助导航/浏览器窗口中选择“Demo”面板。 – 在命令窗口中输入“Demo”命令。
1.6 SIMULINK简介
第1章 MATLAB简介
1.1 MATLAB的发展历史 1.2 MATLAB的特点 1.3 MATLAB的安装和启动 1.4 MATLAB操作界面 1.5 MATLAB的帮助系统 1.6 SIMULINK简介
1.1 MATLAB的发展历史
• 20世纪70年代中后期，美国新墨西哥大学用 FORTRAN编写的萌芽状态的MATLAB。 • 1983-1984年，用C语言来改写，形成了新一代的 MATLAB；并成立了MathWorks公司，正式将 MATLAB推向市场。 • 20世纪90年代，它已经发展成为国际控制界公认 的标准计算软件 。从1997年推出MATLAB5.0版 到2010年3月推出最新的MATLAB 7.10版。
菜单栏
MATLAB主窗口
• File菜单：实现文件的有关操作，如新建文件、打开文 件和导入文件等。
• Edit菜单：实现命令窗口的编辑，如复制、粘贴和删除等操作。 • View菜单：用于设置如何显示当前目录下的文件，或如何在工作 空间窗口中显示变量。 • Graphics菜单：用来打开绘图工具。 • Debug菜单：设置程序的调试。 • Desktop菜单：设置主窗口中需要打开的子窗口。 • Window菜单：实现已打开的各窗口间的切换，或关闭所有的窗 口。 • Help菜单：用于进入帮助系统。