Matlab基礎(chǔ)2015-1

1、 信號(hào)與系統(tǒng)補(bǔ)充課程信號(hào)與系統(tǒng)補(bǔ)充課程 MATLAB基礎(chǔ) 2 課程安排 MATLAB簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 連續(xù)時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng) 離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng) MATLAB實(shí)驗(yàn) 內(nèi)容 MATLAB簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 MATLAB基礎(chǔ)知識(shí) MATLAB編程 工具箱及Simulink仿真 4 內(nèi)容 MATLAB 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 1 MATLAB的工作環(huán)境的工作環(huán)境 MATLAB是什么是什么 MATLAB的幫助系統(tǒng)的幫助系統(tǒng) MATLAB是什么 Matlab = Matrix Laboratory = 矩陣實(shí)驗(yàn)室 由MathWorks公司于1984年基于C語言開發(fā)的一套高性能 的將數(shù)值計(jì)算、可視化和編程等功能集于一身的數(shù)學(xué)軟件； 基本元素是

2、沒有維數(shù)限制的矩陣 數(shù)學(xué)表達(dá)式與運(yùn)算規(guī)則符合通常的習(xí)慣，語法不嚴(yán)格 具有強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)可視化功能 具有豐富的程序擴(kuò)展系統(tǒng)和工具箱(ToolBox) 強(qiáng)大的help功能 6 MATLAB工作環(huán)境 命令窗口 菜單和工具欄 工作目錄 工作區(qū)間 歷史命令 7 MATLAB工作環(huán)境 菜單和工具欄 【File】 Import Data：用于向工作區(qū)間導(dǎo)入數(shù) 據(jù)； Save Workspace As：將工作區(qū)間的變 量存儲(chǔ)在某一文件中； 【View】 設(shè)置顯示變量格式 【Graphic】 打開繪圖工具 【Start】按鈕 直接打開Matlab工具 8 MATLAB工作環(huán)境 工作區(qū)間和當(dāng)前目錄 9

3、 MATLAB工作環(huán)境 歷史命令和命令窗口 10 MATLAB的通用命令 命令命令說明說明命令命令說明說明 cd顯示或改變當(dāng)前工作目錄home將光標(biāo)移動(dòng)到命令窗口的 左上角 dir/ls顯示當(dāng)前目錄或指定目錄下 的文件 disp顯示變量或文字內(nèi)容 clc清除工作窗口中的所有內(nèi)容清除工作窗口中的所有內(nèi)容load加載指定文件的變量 clear清理內(nèi)存變量清理內(nèi)存變量exit/quit退出matlab clf清除圖形窗口清除圖形窗口save保存內(nèi)存變量到指定目錄 常用命令 11 MATLAB的通用命令 鍵盤按鍵鍵盤按鍵說明說明鍵盤按鍵鍵盤按鍵說明說明 調(diào)用上一行/下一行esc清除當(dāng)前輸入行 光標(biāo)左移

4、/右移一個(gè)字符del刪除光標(biāo)處的字符 Ctrl+光標(biāo)左移/右移一個(gè)單詞backspace刪除光標(biāo)前的字符 Home/en d 光標(biāo)置于當(dāng)前行開頭/末尾Alt+backsp ace 恢復(fù)上一次的刪除 常用按鍵 MATLAB幫助系統(tǒng) 命令窗口查詢幫助 help 函數(shù)名 13 MATLAB幫助系統(tǒng) 聯(lián)機(jī)幫助系統(tǒng) Search/Index 查詢某一函數(shù) Demo 演示程序，快速學(xué)習(xí)工具箱 Contents學(xué)習(xí)某一主題 14 內(nèi)容 MATLAB基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)2 矩陣矩陣 符號(hào)符號(hào) 繪圖繪圖 函數(shù)函數(shù) MATALB基礎(chǔ)知識(shí): 矩陣 MATLAB中所有數(shù)據(jù)均以二維矩陣或多維矩陣形式存儲(chǔ) 單個(gè)數(shù)據(jù)，用1*1

5、矩陣表示標(biāo)量 一組數(shù)據(jù)，用1*n矩陣表述向量 支持多維矩陣多維數(shù)組 16 矩陣的構(gòu)造-簡(jiǎn)單矩陣 矩陣的元素放在矩陣構(gòu)造符內(nèi)，使用空格或逗號(hào)隔開； 如果矩陣是多行的，行與行之間用分號(hào)或Enter鍵隔開。 MATALB基礎(chǔ)知識(shí): 矩陣 矩陣的構(gòu)造-特殊矩陣 函數(shù)名函數(shù)名函數(shù)用途函數(shù)用途調(diào)用格式調(diào)用格式 zeros全0矩陣A=zeros(n) 產(chǎn)生n*n的0 A=zeros(m,n) 產(chǎn)生m*n的0 ones全1矩陣A=ones(n) A=ones(m,n) eye單位矩陣(主對(duì)角線上元素 為1，其他元素為0) A=eye(n) A=eye(m,n) diag把向量轉(zhuǎn)化為對(duì)角矩陣X=diag(v,k

6、) 把向量v轉(zhuǎn)化成為一個(gè)對(duì)角矩陣 X=diag(v) 把向量v轉(zhuǎn)化成為一個(gè)主對(duì)角矩 陣 rand01之間均勻分布的隨機(jī)數(shù)A=rand(n) A=rand(m,n) randn均值為0，方差為1高斯分 布的隨機(jī)數(shù) A=randn(n) A=randn(m,n) randperm整數(shù)1n的隨機(jī)排列A=randperm(n) MATALB基礎(chǔ)知識(shí): 矩陣 18 矩陣的構(gòu)造-向量 start : step : end start:起始值，step:步長(zhǎng)(默認(rèn)為1，可為負(fù)值)，end:終止值 linespace(start,end,num)函數(shù) start:起始值，end:終止值，num等間距點(diǎn)數(shù) lo

7、gspace(start,end,num)函數(shù) MATALB基礎(chǔ)知識(shí): 矩陣 矩陣元素訪問 單個(gè)元素 A(m,n)：提取第m行，第n列元素 多個(gè)元素 A(:,n)：提取第n列元素 A(m,:)：提取第m行元素 A(m1:m2,n1:n2)：提取m1m2行和n1 n2列的所有元素 A(:)：得到一個(gè)長(zhǎng)列矢量，其元素按矩陣的列進(jìn)行排列 MATALB基礎(chǔ)知識(shí): 矩陣 矩陣元素訪問 例：A=1,2,3 4,5,6; A(:) ans= 1 4 2 5 3 6 A(:,2) ans= 2 5 A(1:2,2:3) ans=2 3 5 6 A(2,1) ans=4 A(2,:) ans= 4 5 6 注意

8、：注意：MATLAB中矩陣下標(biāo)從中矩陣下標(biāo)從1開始，而不是從開始，而不是從0開始開始 MATALB基礎(chǔ)知識(shí): 矩陣 矩陣信息的獲取 d=size(X) m,n=size(X) M=size(X,dim) 返回矩陣大小信息，以向量方式存儲(chǔ) 返回矩陣的行列數(shù)m,n 返回某一維的元素個(gè)數(shù) N=length(X)矩陣最長(zhǎng)方向的長(zhǎng)度=max(size(X) N=numel(X)矩陣元素的個(gè)數(shù) C=class(obj)返回輸入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型 K=isa(obj,class_name)判斷輸入數(shù)據(jù)是否為指定數(shù)據(jù)類型 Tf=isinteger(A)判斷輸入數(shù)據(jù)是否為整數(shù) Tf=isempty(A)測(cè)試矩陣是否

9、為空矩陣 If=isscalar(A)測(cè)試矩陣是否為標(biāo)量 If=isvector (A)測(cè)試矩陣是否矢量 MATALB基礎(chǔ)知識(shí): 矩陣 22 矩陣信息的獲取 例：求矩陣A的元素平均值 Mean=sum(A(:)/numel(A) MATALB基礎(chǔ)知識(shí): 矩陣 23 改變矩陣 矩陣擴(kuò)展： 在原矩陣中一個(gè)不存在的地址位置上賦值，則該矩陣會(huì)自動(dòng)擴(kuò) 展行列數(shù)，并在該位置上添加這個(gè)數(shù)，而且在其他沒有指定的 位置補(bǔ)零。 C=A B水平方向和并矩陣； C=A;B豎直方向和并矩陣； 消除子塊：如果將矩陣的子塊賦值為空矩陣 ，則相當(dāng) 于消除了相應(yīng)的矩陣子塊。 改變結(jié)構(gòu)： B=reshape(A,m,n) 把矩陣

10、變?yōu)閙*n大小 MATALB基礎(chǔ)知識(shí): 矩陣 改變矩陣 MATALB基礎(chǔ)知識(shí): 矩陣 例:A= 1 2 3 4 5 6; B=2 3 4 5 6 7; A(3,2)=7 A=1 2 3 4 5 6 0 7 0 A(2,:)= A=1 2 3 C=A;B; C=1 2 3 4 5 6 2 3 4 5 6 7 數(shù)學(xué)運(yùn)算符-算數(shù)運(yùn)算符 矩陣加法矩陣減法 * 矩陣乘法 .* 對(duì)應(yīng)元素相乘 / 矩陣右除 方程X*A=B的 解為A/B ./矩陣A除以矩陣B的對(duì)應(yīng) 元素 矩陣左除方程A*X=B的 解為AB . 矩陣B除以矩陣A的對(duì)應(yīng) 元素 矩陣冪 . 元素的冪 A矩陣轉(zhuǎn)置 A. 共軛轉(zhuǎn)置 舉例 A=1+i

11、2-2i; -3+3i -4-4i B=A B= 1- i -3-3i 2+2i -4+4i C=A. C= 1+ i -3+3i 2-2i -4-4i MATALB基礎(chǔ)知識(shí): 符號(hào) 26 MATALB基礎(chǔ)知識(shí): 符號(hào) 數(shù)學(xué)運(yùn)算符-關(guān)系運(yùn)算符 、=、=、= 若關(guān)系式成立，結(jié)果為1，否則結(jié)果為0； 邏輯運(yùn)算符 元素的比較： 28 MATALB基礎(chǔ)知識(shí): 函數(shù) 矩陣元素的數(shù)學(xué)函數(shù)矩陣元素的數(shù)學(xué)函數(shù) sin正弦nthroot開n次方 sind正弦，輸入以度為單位round四舍五入 asin矩陣的秩floor像負(fù)無窮方向取整 sinh雙曲正切ceil向正無窮方向取整 cos余弦mod求余 tan正切s

12、ign符號(hào)函數(shù) cot余割abs絕對(duì)值，復(fù)數(shù)取模 exp指數(shù)函數(shù)angle復(fù)數(shù)相角 log自然對(duì)數(shù)(以e為底)complex構(gòu)造復(fù)數(shù) log10常用對(duì)數(shù)(以10為底)conj復(fù)數(shù)的共軛 log2以2為底的對(duì)數(shù)real復(fù)數(shù)的實(shí)部 sqrt開平方根imag復(fù)數(shù)的虛部 MATALB基礎(chǔ)知識(shí): 函數(shù) 信號(hào)與系統(tǒng)中用到的一些函數(shù) conv (A, B)：得到A與B的卷積結(jié)果。 時(shí)間響應(yīng) impluse連續(xù)系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)； dimpluse離散系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)； step連續(xù)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)； dstep離散系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng) 使用filter函數(shù)求解差分方程。 MATALB基礎(chǔ)知識(shí): 函數(shù) 信號(hào)與系統(tǒng)中

13、用到的一些函數(shù) 傳遞函數(shù)的描述 roots (P)：將多項(xiàng)式表示法表示為零極點(diǎn)形式。 poly (r)：將零極點(diǎn)形式表示法表示為多項(xiàng)式。 線性變換函數(shù)： fourier (F,w,z)：得到fourier變換的結(jié)果。 laplace (F)：得到laplace變換的結(jié)果。 czt (X, M, W, A)：得到z變換的結(jié)果，z = A * W.(-(0:M-1)。 31 MATALB基礎(chǔ)知識(shí): 函數(shù) 其他常用其他常用函數(shù)庫 數(shù)據(jù)分析函數(shù)庫數(shù)據(jù)分析函數(shù)庫(datafun)(datafun) 矩陣的分解與變換(matfun) 多項(xiàng)式函數(shù)庫(polyfun) 函數(shù)功能和數(shù)值積分函數(shù)庫(funfun)

14、 字符串函數(shù)庫(strfun) 稀疏矩陣函數(shù)庫(sparfun) 圖形界面函數(shù)庫(Guitool) 請(qǐng)同學(xué)們自己查閱幫助系統(tǒng)學(xué)習(xí)！ MATALB基礎(chǔ)知識(shí)：繪圖 MATLAB提供了豐富的繪圖功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化分析， 并且還對(duì)繪圖提供了各種修飾方法，使圖形更加美觀、可 讀。 33 plot(x,y,屬性)：以x為橫坐標(biāo)，y為縱坐標(biāo)作圖. -實(shí)線.點(diǎn) ：點(diǎn)線。圓 -.點(diǎn)劃線*星號(hào) -虛線s方形 r紅色D菱形 g綠色v上三角 b藍(lán)色下三角 k黑色 MATALB基礎(chǔ)知識(shí)：繪圖 v基本作圖-二維圖形 MATALB基礎(chǔ)知識(shí)：繪圖 figure：選擇圖像 figure(1)；figure(2)；figur

15、e(n) 打開不同的圖形窗口，以便繪制不同的圖形 v基本作圖-圖形窗口創(chuàng)建 舉例： t=0:pi/20:9*pi; f=sin(t); figure(1) plot(t,f,r:*) Matlab基礎(chǔ)知識(shí)：繪圖 Matlab基礎(chǔ)知識(shí)：繪圖 ezplot(f,xmin,xmax,ymin,ymax)：繪制f(x,y)=0在區(qū)間 xminxxmax,yminy plot3(sin(t),cos(t),t) Matlab基礎(chǔ)知識(shí)：繪圖 n,xout=hist(Y,num)：用于繪制數(shù)據(jù)分布直方圖，返回向量n 與包含頻率計(jì)數(shù)與條形的位置向量xout； bar(xout,n):條形圖,畫出條形直方圖；

16、scatter:散點(diǎn)圖 stem：火柴桿圖 v基本作圖-其他常用作圖函數(shù) 38 Matlab基礎(chǔ)知識(shí)：繪圖 v設(shè)定對(duì)數(shù)坐標(biāo) semilogx：x軸為對(duì)數(shù)坐標(biāo)，y軸為線性坐標(biāo) semilogy：y軸為對(duì)數(shù)坐標(biāo)，x軸為線性坐標(biāo) v 設(shè)定軸的范圍 axis（xmin xmax ymin ymax） axis(equal)：將x坐標(biāo)軸和y坐標(biāo)軸的單位刻度調(diào)整為一樣 v 設(shè)定網(wǎng)格 grid on：在所畫出的圖形坐標(biāo)中加入柵格：在所畫出的圖形坐標(biāo)中加入柵格 grid off：除去圖形坐標(biāo)中的柵格：除去圖形坐標(biāo)中的柵格 v圖形修飾圖形修飾-坐標(biāo)軸坐標(biāo)軸 Matlab基礎(chǔ)知識(shí)：繪圖 圖形修飾-文字標(biāo)示 tex

17、t(x,y,字符串) 在圖形的指定坐標(biāo)位置(x,y)處，標(biāo)示單引號(hào)括起來的字符串 gtext(字符串) 利用鼠標(biāo)在圖形的某一位置標(biāo)示字符串 title(字符串) 在所畫圖形的最上端顯示說明該圖形標(biāo)題的字符串 xlabel(字符串)，ylabel(字符串) 設(shè)置x，y坐標(biāo)軸的名稱。 legend(字符串1,字符串2,字符串n) 在屏幕上開啟一個(gè)小視窗，然后依據(jù)繪圖命令的先后用對(duì)應(yīng) 的字符串區(qū)分圖形上的線 40 MATALB基礎(chǔ)知識(shí)：繪圖 hold on： 當(dāng)前圖形保持不變，同時(shí)允許在這個(gè)坐標(biāo)內(nèi)繪制另外一個(gè)圖形 hold off：使新圖覆蓋舊的圖形 v圖形修飾-畫多條曲線 v在同一圖中-圖形保持

18、v在不同圖中-分割窗口 subplot（mnk）：分割圖形顯示窗口 m:上下分割個(gè)數(shù)，n:左右分割個(gè)數(shù)，k:子圖編號(hào) t=0:pi/20:5*pi; f=sin(t) figure(1) subplot(121) plot(t,f) grid on subplot(122) plot(t,-f) grid on Matlab基礎(chǔ)知識(shí)：繪圖 v舉例 MATLAB編程 MATLAB作為一種功能強(qiáng)大的計(jì)算工具軟件，還可以像C 等計(jì)算機(jī)高級(jí)語言一樣進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，編寫擴(kuò)展名為.m的 M文件，實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的運(yùn)算。 變量 語句 函數(shù)和腳本 編程建議 MATLAB編程基礎(chǔ): 變量 變量的命名 與C語言不同，變

19、量無需定義即可使用 變量的名字必須以字母開頭，之后可以是任意字母、 數(shù)字或下劃線(不能超過63個(gè)字符) 變量名稱區(qū)分字母的大小寫變量名稱區(qū)分字母的大小寫 變量名不能包含空格、標(biāo)點(diǎn) 變量操作 在命令窗口中，同時(shí)存儲(chǔ)著輸入的命令和創(chuàng)建的所有 變量值，它們可以在任何需要的時(shí)候被調(diào)用 采用clear將清除內(nèi)存內(nèi)的所有變量 采用“clear 變量名”清除指定變量 MATLAB編程基礎(chǔ): 變量 一些特殊的變量 ans ：最近生成的無名變量 i, j ：虛數(shù)單位 pi ：圓周率 eps ：計(jì)算機(jī)的最小數(shù) nargin ：函數(shù)的輸入變量個(gè)數(shù) nargout ：函數(shù)的輸出變量個(gè)數(shù) inf ：無窮大(2/0) N

20、aN ：不定量(0/0) flops ：浮點(diǎn)運(yùn)算 realmin ：最小正實(shí)數(shù) realmax ：最大正實(shí)數(shù) MATLAB編程基礎(chǔ): 變量 局部變量vs全局變量 局部變量：用戶定義的變量只在該函數(shù)內(nèi)有效，不互相影響； 全局變量：每個(gè)希望共享全局變量的函數(shù)和MATLAB基本工作區(qū)間 都要定義全局變量： global var1,var2; 注意： 不要用函數(shù)名作為變量，否則在沒有從內(nèi)存中清除該變量的情況下 不能調(diào)用該函數(shù)； 全局變量在使用之前必須首先定義，為提高程序可讀性，建議放在 首行采用大寫字母； 特殊的變量和關(guān)鍵字不允許重載； 全局變量會(huì)損壞函數(shù)的獨(dú)立性不利于維護(hù)，不推薦使用。 46 循環(huán)語

21、句 for循環(huán)：循環(huán)執(zhí)行次數(shù)確定 for 循環(huán)變量=數(shù)組 循環(huán)體 end while 循環(huán)：循環(huán)次數(shù)不固定，表達(dá)式為真時(shí)則執(zhí)行循環(huán) while 表達(dá)式 循環(huán)體 end MATLAB編程基礎(chǔ): 語句 注意：不能在for循環(huán)體內(nèi)重新對(duì)變量賦值 為得到高效代碼，應(yīng)盡可能多采用矩陣運(yùn)算，少采用循環(huán)結(jié)構(gòu)； 如果使用的話，應(yīng)在循環(huán)指令之前盡量對(duì)數(shù)組進(jìn)行預(yù)定義，提高效率。 條件語句 MATLAB編程基礎(chǔ): 語句 If-else-end語句： if 表達(dá)式1 語句體1 elseif 表達(dá)式2 語句體2 . else 語句體else end swith-case-otherwise語句： switch 變量 c

22、ase 變量值1 語句體1 case 變量值2 語句體2 otherwise 語句體 end 其他控制語句 continue：結(jié)束本次循環(huán)，執(zhí)行下一次循環(huán)判斷； break：終止循環(huán)，跳出最內(nèi)層循環(huán)； return：退出正在運(yùn)行的函數(shù)； echo:顯示執(zhí)行命令； error：輸出錯(cuò)誤信息并終止函數(shù)； input：接收用戶輸入。 MATLAB編程基礎(chǔ): 語句 文件有腳本腳本和函數(shù)函數(shù)兩種形式： 腳本文件包含MATLAB的各種命令，在MATLAB窗口輸入文件 名，即可逐一執(zhí)行文件所有命令； 沒有輸入和輸出參數(shù)； 所有定義的變量為全局變量，保存在workspace中； MATLAB編程基礎(chǔ): 文件

23、50 文件有腳本腳本和函數(shù)函數(shù)兩種形式： 函數(shù)式文件獲取傳遞給他的輸入?yún)?shù)，運(yùn)行所得到的輸出參數(shù)， 返回給調(diào)用他的語句； function output=function_name(var1,var2,) 函數(shù)實(shí)現(xiàn)語句 output= 函數(shù)名必須和文件名相同； 定義的變量為局部變量，函數(shù)執(zhí)行完畢即清除。 MATLAB編程基礎(chǔ): 文件 MATLAB編程基礎(chǔ): 文件 函數(shù)的調(diào)用舉例 MATLAB編程 主文件 函數(shù)文件函數(shù)文件 給同學(xué)們的編程建議： 合理劃分功能模塊，盡量編寫短小精悍的函數(shù)和子函數(shù)； 在函數(shù)開始部分撰寫本文件必要的說明，使其支持help功能； 在腳本開始部分用clear、clc等命令

24、清除上次運(yùn)行的保留結(jié)果， 注意在子程序中不要用clear； 最好在程序開始時(shí)就聲明變量和數(shù)組空間，維數(shù)大于3的數(shù)組 會(huì)降低運(yùn)行速度，請(qǐng)盡量不用； 使用統(tǒng)一的命名約定，重要變量和函數(shù)使用有意義的名字； 代碼向量化，盡量用矩陣操作代替循環(huán)語句； 添加適當(dāng)?shù)淖⑨尅?MATLAB編程基礎(chǔ): 建議 內(nèi)容 MATLAB簡(jiǎn)介 MATLAB基礎(chǔ)知識(shí) MATLAB編程 工具箱及工具箱及Simulink仿真仿真 MATLAB工具箱與工具箱與Simulink Matlab工具箱就是一些M文件的集合, 用戶可以修改工具箱 中的函數(shù)，更為重要的是用戶可以通過編制M文件來任意 地添加工具箱中原來沒有的工具函數(shù) 分類： 功

25、能型工具箱 通用型 領(lǐng)域型工具箱 專用型 MATLAB工具箱與工具箱與Simulink 功能型工具箱 通用型 功能型工具箱主要用來擴(kuò)充Matlab的數(shù)值計(jì)算、符號(hào) 運(yùn)算功能、圖形建模仿真功能、文字處理功能以及與硬件 實(shí)時(shí)交互功能，能夠用于多種學(xué)科。 MATLAB工具箱與工具箱與Simulink 領(lǐng)域型工具箱 專用型 領(lǐng)域型工具箱是學(xué)科專用工具箱，其專業(yè)性很強(qiáng)，比 如控制系統(tǒng)工具箱（ Control System Toolbox）；信號(hào)處 理工具箱（Signal Processing Toolbox）；財(cái)政金融工具 箱（ Financial Toolbox）等等。只適用于本專業(yè)。 MATLAB工

26、具箱與工具箱與Simulink Matlab常用工具箱： Matlab Main Toolboxmatlab主工具箱 Control System Toolbox控制系統(tǒng)工具箱 Communication Toolbox通訊工具箱 Financial Toolbox財(cái)政金融工具箱 System Identification Toolbox系統(tǒng)辨識(shí)工具箱 Fuzzy Logic Toolbox模糊邏輯工具箱 Higher-Order Spectral Analysis Toolbox高階譜分析工 具箱 MATLAB工具箱與工具箱與Simulink Matlab常用工具箱： Image Proce

27、ssing Toolbox圖象處理工具箱 LMI Control Toolbox線性矩陣不等式工具箱 Model predictive Control Toolbox模型預(yù)測(cè)控制工具箱 -Analysis and Synthesis Toolbox分析工具箱 Neural Network Toolbox神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱 Optimization Toolbox優(yōu)化工具箱 Partial Differential Toolbox偏微分方程工具箱 Robust Control Toolbox魯棒控制工具箱 MATLAB工具箱與工具箱與Simulink Matlab常用工具箱： Signal Proc

28、essing Toolbox信號(hào)處理工具箱信號(hào)處理工具箱 StatisticToolbox統(tǒng)計(jì)工具箱 Symbolic Math Toolbox符號(hào)數(shù)學(xué)工具箱 SimulinkToolbox動(dòng)態(tài)仿真工具箱動(dòng)態(tài)仿真工具箱 Wavelet Toolbox小波工具箱 。等等 每個(gè)新出的版本都在更新完善。 MATLAB工具箱與工具箱與Simulink Simulink動(dòng)態(tài)仿真工具箱 Simulink 是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個(gè)集成環(huán) 境，是比較特殊的一個(gè)工具箱： 支持圖形用戶界面，模型由模塊組成的框圖表示； 提供豐富的模塊庫，用戶只需要知道模塊的輸入輸出和 功能； 不定義新的函數(shù)，不需要學(xué)習(xí)

29、新的語法； 仿真過程可以改變參數(shù)設(shè)置達(dá)到理想效果。 MATLAB工具箱與工具箱與Simulink Simulink的工作原理 模型基本結(jié)構(gòu)： 信號(hào)源模塊：系統(tǒng)的輸入，包括常數(shù)信號(hào)源、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器（如 正弦波和階躍函數(shù)波等）和用戶自己定義的信號(hào)； 系統(tǒng)模塊：系統(tǒng)中心模塊，包含系統(tǒng)輸入和輸出的關(guān)系，是Simulink 要解決的關(guān)鍵問題； 輸出模塊：包括圖形顯示、示波器顯示和輸出文件等形式。 源模塊系統(tǒng)模塊顯示模塊 MATLAB工具箱與工具箱與Simulink Simulink的工作原理 仿真運(yùn)行 模塊初始化：完成參數(shù)和屬性傳遞、展開模塊、模塊排 序、采樣時(shí)間設(shè)定和分配初始值等工作； 模型執(zhí)行：在

30、每個(gè)時(shí)間步中，依次計(jì)算更新系統(tǒng)的輸入 、狀態(tài)和輸出，并設(shè)定下一個(gè)仿真時(shí)間樣點(diǎn)。 MATLAB工具箱與工具箱與Simulink 用Simulink建立系統(tǒng)模型 設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能和層次結(jié)構(gòu)，畫出系統(tǒng)草圖； 啟動(dòng)Simulink模塊瀏覽器，新建空白模型，將庫中所需 模型拖拽到空白模塊窗口； 用信號(hào)線連接各模塊； 如果系統(tǒng)較復(fù)雜，可以將統(tǒng)一功能的模塊封裝成一個(gè)子 系統(tǒng)； 設(shè)置模塊參數(shù)和仿真參數(shù)； 運(yùn)行仿真，觀察結(jié)果； 如果仿真結(jié)果錯(cuò)誤，調(diào)試模塊后再仿真。 MATLAB工具箱與工具箱與Simulink 用Simulink建立系統(tǒng)模型-實(shí)例 系統(tǒng)框圖 Signal Source1 Signal Source2

31、 SUM DIFF Display Result + + + - MATLAB工具箱與工具箱與Simulink 用Simulink建立系統(tǒng)模型-實(shí)例 新建模型 67 MATLAB工具箱與工具箱與Simulink 用Simulink建立系統(tǒng)模型-實(shí)例 選擇模塊： Sources-Sine Wave、Constant Math Operations-Add Sinks-Scope MATLAB工具箱與工具箱與Simulink 用Simulink建立系統(tǒng)模型-實(shí)例 連接模塊：鼠標(biāo)指向源模塊輸出，變成+時(shí)拖動(dòng)到目標(biāo)模 塊輸入。 MATLAB工具箱與工具箱與Simulink 用Simulink建立系統(tǒng)模

32、型-實(shí)例 設(shè)置模塊參數(shù)：雙擊模塊，調(diào)整采樣時(shí)間、采樣點(diǎn)等參數(shù) MATLAB工具箱與工具箱與Simulink 用Simulink建立系統(tǒng)模型-實(shí)例 設(shè)置模塊參數(shù) MATLAB工具箱與工具箱與Simulink 用Simulink建立系統(tǒng)模型-實(shí)例 標(biāo)注模塊：點(diǎn)擊模塊標(biāo)注更改 運(yùn)行，查看示波器模塊輸出 MATLAB工具箱與工具箱與Simulink 建立子系統(tǒng)：減少模型窗口內(nèi)的模塊數(shù)，增加模塊可讀性 通過子系統(tǒng)模塊來創(chuàng)建子系統(tǒng)：先向模型中添加Subsystrm空白子 系統(tǒng)模塊，然后打開該模塊向其中添加子模塊； 組合已存在的系統(tǒng)：選中要組合的模塊，點(diǎn)擊edit-subsystem。 MATLAB工具箱與

33、工具箱與Simulink 條件執(zhí)行子系統(tǒng)：是否執(zhí)行取決于某個(gè)輸入信號(hào)的取值范圍 使能子系統(tǒng)：控制信號(hào)大于零時(shí)執(zhí)行； 觸發(fā)子系統(tǒng)：觸發(fā)事件發(fā)生時(shí)執(zhí)行； 觸發(fā)使能子系統(tǒng)：觸發(fā)事件發(fā)生時(shí)，控制信號(hào)為正執(zhí)行； 控制流子系統(tǒng)：由實(shí)現(xiàn)控制邏輯的控制流模塊使能的子系統(tǒng)。 MATLAB工具箱與工具箱與Simulink 條件執(zhí)行子系統(tǒng)： MATLAB工具箱與工具箱與Simulink 使用回調(diào)子程序：由MATLAB表達(dá)式組成，當(dāng)模型或模塊的圖標(biāo)發(fā)生 某種特殊行為時(shí)執(zhí)行，與模塊或模型的參數(shù)相對(duì)應(yīng)。 ClpboardFcn在模塊被復(fù)制或剪 切時(shí) OpenFcn在模塊被打開時(shí) CloseFcn當(dāng)使用 close_system命令 關(guān)閉模塊時(shí) PostsaceFcn在模塊被保存之后 DeleteFcn在模塊被刪除之前PresaveFcn在模塊被保存之前 InitFcn在模塊被編譯和模 塊參數(shù)被估值之前 StartFcn在模塊被編譯之后仿 真開始之前 MoveFcn在模塊被移動(dòng)或調(diào) 整大小時(shí) StopFcn在仿真結(jié)束時(shí) 模塊的回調(diào)參數(shù) MATLAB工具箱與工具箱與Simulink 使用回調(diào)子程序：由MATLAB表達(dá)式組成，當(dāng)模型或模塊的圖標(biāo)發(fā)生 某種特殊行為時(shí)執(zhí)行，與模塊或模型的參數(shù)相對(duì)應(yīng)。 CloseFcn在模型突變被關(guān)之 前