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1、Matlab在电子信息科学与技术专业上的应用 作者： 日期：11 个人收集整理，勿做商业用途Matlab在电子信息科学与技术专业中的应用院系：电子与信息科学工程学院专业：电子信息科学与技术班级:电技11-1班姓名：周建华学好：2011021715Matlab在电子信息科学与技术中的应用一、引言本述译将对Matlab和电子信息科学与技术专业进行简单的介绍，然后根据自动化专业所涵盖的几项主要技术，条理清晰地论述Matlab在其应用方面的现状及发展趋势，在论述的过程中，列举matlab在此技术中的应用实例。二、Matlab的简单介绍 MATLAB（矩阵实验室）是MATrix LABoratory的缩
2、写，是一款由美国The MathWorks公司出品的商业数学软件。MATLAB是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。除了矩阵运算、绘制函数/数据图像等常用功能外，MATLAB还可以用来创建用户界面及与调用其它语言（包括C，C+和FORTRAN）编写的程序。三、电子信息科学与技术专业的简单介绍电子信息科学与技术是一个宽口径的专业，包括电子科学技术和信息科学技术与技术两项内容，学习内容涉及电子学、信息技术、计算机三大知识板块，其培养方向有些院校涉及三个方向，如无线通讯、图像传输与处理、信息电子技术等，有的院校则涵盖两个专业方向，如通信与电子系统和信号与
3、信息处理。总体来说，包括了通信与信息系统、信号与信息处理、信息传输与交换、信息网络、信息处理和信息控制等为主体的各类通信与信息系统。所涉及的范围则包括电信、广播、电视、雷达、声纳、导航、遥控与遥测、遥感、电子对抗、测量、控制等领域，以及军事和国民经济各部门的各种信息系统。四、Matlab在自动化各项主要技术中的应用现状和发展趋势1、Matlab在模电技术中的应用现状和发展趋势模电课程是电子信息科学与技术专业的学生所必修的一门专业基础课程，其理论性和实践性很强，电路图及波形图多且复杂、控制理论分析抽象，通常仿真技术在模电技术领域中应用较少。基于Matlab 65对感应电动机变频调速主电路建立仿真
4、模型得出的可视化波形结果，可以看出Matlab作为一种新型的高性能的语言，为电力电子技术的研究与应用实现提供了理想的工具，尤其实在仿真方面。 基于图1变频调速系统原理图建立Matlab仿真模型如图2所示。仿真输出结果如图3图6所示。2、Matlab在传感器技术中的应用现状和发展趋势静态标定是传感器技术中一个非常重要的环节。 MATLAB实现了对传感器的静态标定，以ptl0热敏电阻为例，利用恒温水溶箱多次采集传感器加载卸载温度值，着重测量 20 40每一分度的电阻值；其次，整理数据，利用 MATLAB实现对温度传感器的静态标定。即通过这个实例证实了算法的有效性。利用 Matlab可以实现了传感器
5、非线性度、灵敏度及滞后误差等静态指标的标定，也可以通过实例证实算法的有效性，而且该方法可以进一步推广应用。通过matlab的算法程序计算所需的非线性度和灵敏度，然后通过matlab具有的制图功能绘制出所需曲线。3、Matlab在网络与通信技术中的应用现状和发展趋势近年来，通信仿真技术越来越广泛地应用于通信系统的分析与设计。在信号与系统，通信原理，数字信号处理等课程的实验教学中使用了matlab语言，我们将会在这些课程中学会使用matlab 这个功能强大的仿真软件，可以帮助我们更好地综合理解这几门主干课程的内容，发挥自己的创造性和主观能动性，在matlab的帮助下，我们的创新思维能够得到更多的启
6、发，能够很快学会借助于仿真技术来分析设计通信系统。利用matlab中模块化的图形仿真软件Simulink可以很方便的对各种通信系统进行仿真与分析.在进入Simulink仿真环境后不需要书写代码，只需使用鼠标拖动库中的功能模块并将它们连接起来，按照实验要求修改各模块的参数 通过仿真环境建立通信系统模型，可使一些枯燥的电路变得有趣味，动态的通信系统更加形象直观 通过仿真可清晰直观地观察系统的输出对应不同的条件。只要对模块的参数稍作修改即可，不需要再重新构建仿真模型图。 结果分析表明，用matlab仿真的方法与传统的硬件实验相比较其仿真结果的可信度高，不受空间，时间和物质条件的限制。相信matlab
7、在此技术上会发展的越来越快。4、Matlab在自动控制原理及系统中的应用现状和发展趋势MATLAB在控制系统仿真中具有的重要作用。利用MATLAB提供的模块及简单命令可以方便、快速的对自动控制系统的设计对象进行各种参数计算，及仿真控制系统的响应曲线。MATLAB包含了进行控制系统分析与设计所必须的工具箱函数，控制系统工具箱的内容几乎包含了经典控制理论和现代控制理论的主要内容，其中包括的函数有：模型建立，模型交换，模型简化，模型实现，模型特性，方程求解，时域响应，频域响应，根轨迹等。 自动控制技术已广泛应用于工业、农业、交通运输、航空航天等多个领域，极大的提高了社会劳动生产率，改善了人们的劳动条
8、件，丰富与提高了人们的生活水平。在当今的社会生活中，自动化装置无处不在，为人类文明的进步做出了重要的贡献。由于MATLAB的使用极其容易，不要求使用者具备高深的数学与程序语言的知识，不需要使用者深刻了解算法与编程技巧，且提供了丰富的矩阵处理功能，所以受到了广大学生和科研工作者的青睐。使用MATLAB对控制系统进行计算机仿真的主要方法是：以控制系统的传递函数为基础，使用MATLAB的Simulink工具箱对其进行计算机仿真研究。 为了保证生产设备的安全经济运行，在设计自动控制系统时，必须给出明确的系统性能指标，即控制系统的稳定性、准确性和快速性指标。通常用这三项技术指标来综合评价一个系统的控制水
9、平。对于一个稳定的控制系统，定量衡量性能的好坏有以下几个性能指标：（1）峰值时间tp；（2）调节时间ts；（3）上升时间tr；（4）超调量Mp%。 怎样确定控制系统的性能指标是控制系统的分析问题；怎样使自动控制系统的性能指标满足设计要求是控制系统的设计与改造问题。在以往进行设计时，都需要通过性能指标的定义徒手进行大量、复杂的计算，如今运用MATLAB可以快速、准确的直接根据响应曲线得出性能指标。下面就用一个例子来介绍怎样利用MATLAB快速得到结果。例如：求如下二阶系统的性能指标： G(s)= 首先用MATLAB在命令窗口编写如下几条简单命令： num=3; 传递函数的分子多项式系数矩阵 de
10、n=1 1.5 3; 传递函数的分母多项式系数矩阵 G=tf(num,den); 建立传递函数 grid on; 图形上出现表格 step(G) 绘制单位阶跃响应曲线 图1 二阶系统阶跃响应及性能指标通过以上命令得到单位阶跃响应曲线，同时在曲线上根据性能指标的定义单击右键，则分别可以得到此系统的性能指标：峰值时间tp=1.22s；调节时间ts=4.84s；上升时间tr=0.878s；超调量Mp%=22.1%。如图1所示。 通过这个例子可以看到MATLAB软件给我们的计算带来了极大的方便，避免了因手工计算而带来的误差，提高了准确度和精度。控制系统稳定性能的分析 众所周知，一个系统的好坏要根据这个系统是否稳定来判断，因而稳定性是控制系统能否正常工作的首要条件，所以在进行控制系统的设计时首先判别系统的稳定性。而在自动控制理论的学习过程中，对判别稳定性一般采用劳斯稳定判据的计算来判别。对于低阶或是不复杂的系统判断起来很简单，但是对于高阶系统，按这样的方法计算过程繁琐且复杂，很容易出错。运用MATLAB来判断稳定性不仅减少了计算量，而且准确。 其实，从很多实例分析就可以看出MATLAB的功能之强大，应用范围之广。相信，在不久的将来，MATLAB在自动控制系统的应用中会更加广泛。
