MATLAB实用教程ppt课件
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matlab不是什么
不是万能的解决工具 不是最高性能的编程语言 受计算条件限制, 不能解决超大型实际问题 不能解决工具箱之外的问题种类 -- 需要编写接口、算法甚至工具箱
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MATLAB 的名称源自 Matrix Laboratory ,它是一种科学计算 软件,专门以矩阵的形式处理数
据。
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MATLAB 将高性能的数值计算和可 视化集成在一起,并提供了大量的 内置函数,从而被广泛地应用于科 学计算丶控制系统丶信息处理等领 域的分析丶仿真和设计工作,而且 利用 MATLAB 产品的开放式结构, 可以非常容易地对 MATLAB 的功能 进行扩充,从而在不断深化对问题 认识的同时,不断完善 MATLAB 产 品以提高产品自身的竞争能力。
✓ 能与其他程序一起使用
✓ 25个(不断增加中)不ຫໍສະໝຸດ Baidu的工具箱应用于特殊的应用领域
✓ 工业研究与开发的有力工具
✓ 数学教学, 尤其线代, 数值分析, 科学计算方面的教研工具
✓ 电子学, 控制理论, 物理学等工程科学方面的教研工具
✓ 经济学, 化学和生物学等有计算问题的所有领域中的教学与 研究
✓ 名字取自矩阵实验室(matrix laboratory)
数学软件与实验 ----matlab
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科学计算与仿真
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科学计算与仿真
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matlab是什么
✓ 一个可视化的计算程序, 广泛使用于从个人计算机到超级计 算机范围内的各种计算机上
✓ 包括命令控制、可编程,上百个预先定义命令和函数
✓ 有许多强有力的命令, 能完成大量的高级矩阵处理
✓ 强有力的二维、三维图形工具
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另外, MATLAB 开放性的可扩充体系允许用 户开发自定义的系统目标,利用Real-Time Workshop Embedded Coder 能够直接将 Simulink 的模型转变成效率优化的产品级代 码。代码不仅可以是浮点的,还可以是定点 的。
MATLAB 开放的产品体系使 MATLAB 成为了 诸多领域的开发首选软件,并且, MATLAB 还具有 300 余家第三方合作伙伴,分布在科 学计算丶机械动力丶化工丶计算机通讯丶汽 车丶金融等领域。接口方式包括了联合建模 丶数据共享丶开发流程衔接等等。
成丶编译以及相应的目标下载过程都是自动完成的, 用户需要做得仅仅使用鼠标点击几个按钮即可。
MathWorks 公司针对不同的实时或非实时操作系统 平台,开发了相应的目标选项,配合不同的软硬件 系统,可以完成快速控制原型( Rapid Control Prototype )开发丶硬件在回路的实时仿真 ( Hardware-in-Loop )丶产品代码生成等工作。
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MATLAB Compiler 是一种编译工具, 它能够将那些利用 MATLAB 提供的 编程语言—— M 语言编写的函数文 件编译生成为函数库丶可执行文件 COM 组件等等。这样就可以扩展 MATLAB 功能,使 MATLAB 能够同 其他高级编程语言例如 C/C++ 语言 进行混合应用,取长补短,以提高 程序的运行效率,丰富程序开发的
自己的算法。
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利用 M 语言还开发了相应的 MATLAB 专业工具箱函数供用户直接使用。这些 工具箱应用的算法是开放的可扩展的, 用户不仅可以查看其中的算法,还可以 针对一些算法进行修改,甚至允许开发
自己的算法扩充工具箱的功能。目前 MATLAB 产品的工具箱有四十多个,分 别涵盖了数据获取丶科学计算丶控制系 统设计与分析丶数字信号处理丶数字图 像处理丶金融财务分析以及生物遗传工
程等专业领域。 11
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丶分析和 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 航天动力学系统丶卫星控制制导系统丶通讯 系统丶船舶及汽车等等,其中了包括连续丶 离散,条件执行,事件驱动,单速率丶多速 率和混杂系统等等。 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完成整个动态系统的建
模工作。
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Stateflow 是一个交互式的设计工具,它 基于有限状态机的理论,可以用来对复 杂的事件驱动系统进行建模和仿真。 Stateflow 与 Simulink 和 MATLAB 紧密 集成,可以将 Stateflow 创建的复杂控 制逻辑有效地结合到 Simulink 的模型中。
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在 MATLAB 产品族中,自动化的代码生成工具主要 有 Real-Time Workshop ( RTW )和 Stateflow Coder ,这两种代码生成工具可以直接将 Simulink 的模型框图和 Stateflow 的状态图转换成高效优化 的程序代码。利用 RTW 生成的代码简洁丶可靠丶 易读。目前 RTW 支持生成标准的 C 语言代码,并 且具备了生成其他语言代码的能力。整个代码的生
手段。
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目前 MATLAB 产品族可以用来进 行:
·数值分析 ·数值和符号计算 ·工程与科学绘图 ·控制系统的设计与方针 ·数字图像处理 ·数字信号处理 ·通讯系统设计与仿真 ·财务与金融工程
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MATLAB 是 MATLAB 产品家族的基 础,它提供了基本的数学算法,例
如矩阵运算丶数值分析算法, MATLAB 集成了 2D 和 3D 图形功能, 以完成相应数值可视化的工作,并 且提供了一种交互式的高级编程语 言—— M 语言,利用 M 语言可以通 过编写脚本或者函数文件实现用户
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MATLAB 结合第三方软硬件产品组成了在不 同领域内的完整解决方案,实现了从算法开发 到实时仿真再到代码生成与最终产品实现的完 整过程。 主要的典型应用包括: ·控制系统的应用与开发——快速控制原型与 硬件在回路仿真的统一平台 dSPACE ·信号处理系统的设计与开发——全系统仿真 与快速原型验证, TI DSP 丶 Lyrtech 等信号 处理产品软硬件平台 ·通信系统设计与开发——结合 RadioLab 3G 和 Candence 等产品 ·机电一体化设计与开发——全系统的联合仿 真,结合 Easy 5 丶 Adams 等