《第一讲MATLAB基础及其应用演示教学》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第一讲MATLAB基础及其应用演示教学（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2020/8/22,1,MATLAB基础及其应用,2020/8/22,2,MATLAB 简介,1.1 MATLAB软件介绍 1.2 MATLAB特点与应用 1.3 课程基本内容 1.4 考核方式 1.5 作业,2020/8/22,3,Matlab ：美国 MathWorks公司开发 概念设计,算法开发,建模仿真,实时实现的理想的集成环境。 它将高性能的数值计算、数据可视化、程序设计和系统仿真融合到了一个简单易用的交互式工作环境中，是目前最好的科学计算类软件之一. Matlab产品族 科学计算程序开发语言可视化技术系统仿真平台众多工具箱 Matlab 产品具有开放式结构，可以容易地对 Matla
2、b 的功能进行扩充 。,1.1.1 绪 论,2020/8/22,5,2020/8/22,6,仿真科研基本方法,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。,2020/8/22,7,MATLAB在汽车产品开发周期中的应用,可行性分析,各种性能测试,小批量生产,大批量生产,2020/8/22,8,1.1.2 MATLAB软件的发展概述, 70年代中期，Cleve Moler和他的同事开发了LINPACK和EISPACK的Fortran子程序库。 70年代末期，Cleve Moler 在新墨西哥大学给学生开线性代数，为学生编写了接口程序，这程序取名为MATLAB，即Ma
3、trix Laboratory。 1983年春天，工程师John Little与Moler、Steve Bangert一起用C开发了第二代专业版MATLAB。 1984年，MathWorks公司成立，MATLAB正式推向市场。,2020/8/22,9, MathWorks公司于1993年完成了Windows环境下MATLAB 4.0，并同时推出了用于控制系统仿真和设计的交互式模型输入与仿真环境Simulink1.0,为控制系统的计算机辅助设计打开了崭新的局面。, 在20世纪末期MATLAB在功能方面进行大规模的扩充。 讫今为止，MATLAB软件早已不只停留在功能上了，它由主包、Simulink
4、以及功能各异的工具箱组成，以矩阵运算为基础，把计算、可视化、程序设计融合到了一个简单易用的交互式工作环境中。,2020/8/22,10,发展轨迹：数值运算计算机仿真计算机仿真与硬件实现集成（快速原型开发，半实物仿真） 从顶层的系统仿真到底层的芯片算法设计，都可用 MATLAB/SIMULINK/STATEFLOW及相关工具实现。 MATLAB有计算机专家倡导并开发，在自动控制领域学者的支持下普及和发展，被各类其他领域的专家和工程技术人员捧红。（开放型结构）,2020/8/22,11,Matlab扩展支持在非matlab中对系统的实施和开发。 工具箱：专用的函数库，解决特定领域的问题。 Simu
5、link：用于对非线性动态系统仿真的图形仿真平台 Blockset是Simulink的插件集，提供大量的专用模块库。 程序设计语言仿真平台可视化技术众多工具箱开放式体系,2020/8/22,12,1.2.1 MATLAB软件的主要特点,1语言简洁紧凑，编程效率高.运算符丰富。数值计算+符号计算,库函数极其丰富， 2交互性好，使用方便。 3图形功能强大，便于图形可视化。,DemoMATLABGraphics Plot相关例子,DemoMATLAB3D Visualization,2020/8/22,13,5具有功能强劲的工具箱。这些工具箱能用于多种学科，都是由该领域里的学术水平高的专家编写的，用
6、户在使用时可以任意调用。 6.与 C 语言和 Fortran 语言有良好的接口,4开放性好，易于扩充。所有MATLAB的核心文件及工具箱文件都是可读可改的源文件，用户可以通过对源文件的修改以及加入自己的文件来构成新的工具箱。,2020/8/22,14,1.2.2 MATLAB的功能和应用,MATLAB产品组是从支持概念设计、算法开发、建模仿真，到实时实现的集成环境，可用来进行： 数据分析及可视化 数值与符号计算 工程与科学绘图 航天工业、汽车工业、生物医学工程 控制系统设计 语音、数字图像信号处理 建模、仿真、样机开发、新算法研究开发 财务、金融分析 图形用户界面设计,2020/8/22,15
7、,MATLAB在教学中的应用,在大学里，诸如应用代数、数理统计、自动控制、数字信号处理、动态系统仿真等课程的教科书都把MATLAB作为内容。 在欧美是九十年代教科书与旧版书籍的区别性标志。越来越多国内教科书也加入了Matlab相关内容 MATLAB是攻读学位的大学生、硕士生、博士生必须掌握的基本工具。,2020/8/22,16,MATLAB行业运用相关图书,MATLAB与选煤/选矿数据处理 MATLAB在工程数学上的应用 电磁场数值计算法与MATLAB实现 数学物理方程的MATLAB解法与可视化 高等应用数学问题的MATLAB求解 MATLAB有限元分析与应用 MATLAB 7及工程问题解决方
8、案 MATLAB及在电子信息类课程中的应用 MATLAB在电气工程中的应用,2020/8/22,17,MATLAB在化学中的应用 机械工程设计分析和MATLAB应用 机电系统动态仿真基于MATLAB/Simulink MATLAB在振动信息处理中的应用 MATLAB 7.0 在图像处理中的应用 MATLAB神经网络仿真与应用 小波分析理论与MATLAB 7实现 MATLAB语言在建筑抗震工程中的应用 GPS基本原理及其Matlab仿真 MATLAB语言在运筹学中的应用 MATLAB在动态经济学中的应用 matlab金融工具箱详细信息,2020/8/22,18,MATLAB在本专业中的应用,不管
9、世界如何改变， MATLAB在控制专业的地位基本不变。（控制专业“计算器”）,高等数学 普通物理 线性代数 概率论与数理统计 计算方法 （数值分析） 信号处理 电路,自动控制原理 控制理论基础 电力电子技术 运动控制 计算机控制 计算机仿真 智能控制,几乎所有控制类研究生课程,2020/8/22,19,在国际学术界，MATLAB已经被确认为准确、可靠的科学计算标准软件。在许多国际一流学术刊物上，（尤其是信息科学刊物)，都可以看到MATLAB的应用。 很多学术科研网站都有MATLAB专区,MATLAB在学术中的应用,2020/8/22,20,在设计研究单位和工业部门，MATLAB被认作进行高效研
10、究、开发的首选软件工具。 美国National Instruments公司信号测量、分析软件LabVIEW，Cadence公司信号和通信分析设计软件SPW等，或者直接建筑在MATLAB之上，或者以MATLAB为主要支撑。 HP公司的VXI硬件，TM公司的DSP，Gage公司的各种硬卡、仪器等 都接受MATLAB的支持。,MATLAB在开发与工程中的应用,2020/8/22,21,Matlab是众多系统工具的基础,DemoMATLABGraphics Visualizing sound,2020/8/22,22,设计自动化工具,2020/8/22,23,一般用途工具,2020/8/22,24,虚
11、拟现实工具箱,可将simulink下的仿真用三维实体表示出来。 例如控制一个机器人，就可以不再是得到机器人的位置曲线等等，还可以直接画出三维的机器人，然后看他究竟是怎么运动的,DemoMatlabToolboxsVirtual Reality,2020/8/22,25,信号和图像处理,DemoMATLABBlocksetsDSPnosie canceller(RLS),2020/8/22,26,控制系统设计和分析,DemoToolboxsControl system interactive demosRLC circuit response,2020/8/22,27,1.3.1 课程基本内容,
12、MATLAB介绍 语言基础（数组、矩阵运算） 数值计算、符号计算 MATLAB程序设计 数据可视化 SIMULINK系统仿真 涉及课程内容： 高等数学、线性代数、工程数学 电路等,2020/8/22,28,1.3.2 怎样学习MATLAB,本课程为引导型课程，重掌握基础和应用。 多上机练习，重视实验，充分利用帮助系统和demo学习（英文） 利用图书馆和电子书等网上资源学习。 推荐书籍： 1.飞思科技，MATLAB7基础与提高，电子工业出版社，2005.4 2刘卫国等编，MATLAB程序设计与应用，高等教育出版社，2002.6 3张志涌等编，精通MATLAB6.5，北京航空航天大学出版社，200
13、3.3 4. 王正林等，精通MATLAB7，电子工业出版社,2006.7,2020/8/22,29,1.3.3 MATLAB网络资源,USENET新闻组 MATLAB的新闻组：comp.soft-sys.MATLAB。 搜索 网络上的工具箱 ,2020/8/22,30,www服务 Matlab 中文论坛: ,1.3.3 MATLAB网络资源,2020/8/22,31,1.4 考核方式,课堂测试+实验 测试20% 实验80%,2020/8/22,32,本次作业,请搜索至少5个国内外关于MATLAB方面较好的网站。 查阅相关资料，请谈谈MATLAB在控制领域的应用。,2020/8/22,33,填充图,极坐标图,直方图,饼状图,2020/8/22,34,2020/8/22,35,2020/8/22,36,2020/8/22,37,图形的透明处理,返回,
