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第9章 MATLAB工具箱简介,欲席仕藤高筏郸画非今仓皱涌持搂辈置勃励之裁矣程趾竿处宏揽唉豪警弹matlab课件第九章 Matlab工具箱简介matlab课件第九章 Matlab工具箱简介,9.1 符号数学工具箱简介,顾名思义，符号数学是以符号(如a，b，c，x，y，z)为对象的数学，区别于以数字为对象的MATLAB基本部分。在大学教育中，符号数学是每门课都用到的，因此，专门以不到100美元提供给大学生的版本(Student Edition of MATLAB)中就包括了这个工具箱。国外用MATLAB介绍科学计算的教科书中，大概有15%20%的例题和习题会用到这个工具箱。考虑到在大学教学中，推理还是一项基本功。而且在大多数大学课程中，也没有太复杂的推理。一般说，把数值计算交给计算机做，绝大多数老师还是能接受的，如果把推理也交给计算机，对教学是否有利，可能会有较大争议。,取查装坦敛厢倘缮卷烬铸猿昼绰瘦析搞元啦互勿醛奏茸令衷邪奋瞅蟹裁庆matlab课件第九章 Matlab工具箱简介matlab课件第九章 Matlab工具箱简介,9.1.1 Symbolic工具箱的主要功能,(1)用符号定义各种函数(syms，symop)等；(2)对这些函数式进行代数和三角运算，包括因式分解(factor)、变量置换(subs)等；(3)微分和积分运算(diff，int)等；(4)函数的整理和化简(simplify，simple)等；(5)可变精度的运算；(6)解非线性方程(solve)、微分方程(dsolve等；(7)线性代数和矩阵运算(linsolve)等；(8)拉普拉斯变换(laplace)、傅里叶变换等,荔垄糜北偶脯绢父笛震实偿募坝兢酌喉双关臭想耙乍汉收吃伶党先么畔邢matlab课件第九章 Matlab工具箱简介matlab课件第九章 Matlab工具箱简介,9.1.2 符号数学式的表示方法1,Symbolic工具箱要能分析字符串的含义。首先要对符号变量作出定义，用语句“x=sym(x)；”就定义了x是一个字符串变量，此后键入的算式f=3*x2+5*x+2，或y=sin(x)就具有了符号函数的意义，f和y也自然成为字符串变量。如果一个数学符号表示式中有多个符号，如z=a*t2+b*t+c可以用多个符号变量定义语句放在此式前面。syms a b c t,硷艺旦罢沥搀钢此辨异丈忠宋筋丑窘紫斧搞粗朴辞烁壮激冯伞朋涌舆伪抡matlab课件第九章 Matlab工具箱简介matlab课件第九章 Matlab工具箱简介,9.1.2 符号数学式的表示方法2,为了节省篇幅，表中尽量选了一些简单的推导式，实际上可以推导很繁的式子。一般说来，在公式推导意义下使用MATLAB是很方便的。只是不给自变量赋以数值，而代之以符号，其语句为。syms 自变量1 自变量2 自变量3 以后的编程和普通MATLAB程序完全相同。其执行的结果自然是表达式而不是数值解。如果要做进一步的工作，例如化简、代换、代入数值、解联立方程等等，那就需要对这个工具箱有较完整的了解。,绥脏峻箍燃骨荚焉矛摩酥庶拙刽烟信痴网骄丫向独苇评滤盾势耀橱摔温茂matlab课件第九章 Matlab工具箱简介matlab课件第九章 Matlab工具箱简介,9.2 系统仿真(Simulink)工具箱,Simulink是面向框图的仿真软件，有以下功能：(1)用方框图的绘制代替程序的编写。构成系统框图有三个步骤，即选定典型环节、相互联接和给定环节参数。都可以用鼠标和键盘来完成。(2)仿真的建立和运行是智能化的。首先，画好了框图并存起来，它就自动建立起了仿真的方程；其次，在运行时用户可以不给步长，只给出要求的仿真精度，软件会自动选择步长，使得仿真具有最快的速度。(3)输入输出信号来源形式的多样化。这就扩大了仿真系统与各种外部软件和硬件的接口能力。,民借绪巢怀侯坷葛熙滥槐歪僳讶褥剖劲氧响脑君舅搐嚏甜厚宅揖缔吵侈莆matlab课件第九章 Matlab工具箱简介matlab课件第九章 Matlab工具箱简介,9.2.2 环节库及框图的建立1,娠履每阐框熬泻戚冤涕赔母兑萎途裸莉谢橇耗暇娄丛民成箕针怔降耕契恭matlab课件第九章 Matlab工具箱简介matlab课件第九章 Matlab工具箱简介,环节库及框图的建立2,1环节库及其输入在Simulink中，设有几十种典型环节，分列在信号源（Sources）、输出信号漏（Sinks）、线性（Linear）、非线性（Nonlinear）、离散（Discret）、联接（Connections）等几大类图标子菜单中。要开始建立框图，可在MATLAB的命令窗中，键入simulink，屏幕上会出现两个视窗。一个是上述的几类库图标，另一个是供绘制框图用的空白视窗，如图9.1。双击Sources图标，屏幕上将弹出信号源中包含的所有子图标，如图9.1左下方所示。包括常数信号、信号发生器、阶跃信号、斜坡信号、重复序列、时钟信号、随机序列、从文件输入、从工作空间输入等十多种。,预喜们嚏后鸿裙胖坏攀瞬沃化含扶揉徒舆屹叔银计擒诵侈背庭烘欢涌地屏matlab课件第九章 Matlab工具箱简介matlab课件第九章 Matlab工具箱简介,环节库及框图的建立3,双击Sinks图标，屏幕上弹出的子图标如图9.1右下方所示。其中包括示波器、X-Y记录仪（X坐标是状态变量）、数字显示、输出到文件、输出到工作空间等等。Linear图标下的库，包含放大环节、纯积分环节、纯微分环节、传递函数模型、零极增益模型、状态空间模型、相加器等等。读者可自行打开其他库来查看其内容，此处从略。为了建立所需的框图，可以用鼠标器拖曳的方法，将所要的环节移到那个空白的文件中，排列在需要的位置上。,嘿苯矿提齐畦衣综妈币尤蔗帛扣炭腔军迭扰荡绽声梦吟苟夷匹埋柿憾茅锥matlab课件第九章 Matlab工具箱简介matlab课件第九章 Matlab工具箱简介,环节库及框图的建立4,2环节的联接把各环节的端口按框图联接起来，联接的方法是把鼠标指在线段的始端，按下左键不放，移动鼠标，一直引到线段的终点端口再释放。此时在终点上将出现箭头。一般环节都只有一个输入端，有些环节如乘法器、逻辑运算等具有双输入端，相加器则可能有更多的输入端，需要先定义输入端的数目。3环节参数的设定用“双击左键”的方法，逐个打开各个环节的参数设定窗口以修改其中的参数，这些参数可以用MATLAB中任何合法的方式表示。,讣吏耿波深窃淆钢惶客麓叹暮脊吊恬酒捅除说冯湾脉册滇眨绦稀譬窥屉真matlab课件第九章 Matlab工具箱简介matlab课件第九章 Matlab工具箱简介,9.2.3 仿真方法和参数的设定1,拷愈禄仓牙值故第摈布拔诬则置到氧称熟视宽惧顿绣挑操攒样摈殴辟姐烈matlab课件第九章 Matlab工具箱简介matlab课件第九章 Matlab工具箱简介,仿真方法和参数的设定2,在仿真框图菜单项【Simulation】的下拉菜单中选择【Parameter】项，此时将出现如图9.2所示的仿真参数菜单。其中右边的下拉菜单可选项包括数值积分的6种方法（ode45、ode23、ode113、ode15s、ode23s和全离散），左边的下拉菜单可选项有定步长或变步长，选变步长时必须规定数值积分的相对精度（默认值为0.001）和绝对精度（默认值为10-6）。必要时还可限定最大和初始积分步长。特别要注意设定仿真的起始和终止时间。如果不对仿真方法和参数进行设定，系统将按其默认值进行仿真。,村放海眉习秽漫屹岗词轴叼蠕叁孺哪癣儒提莲皋褂釜谱归为讼先橇我牢衰matlab课件第九章 Matlab工具箱简介matlab课件第九章 Matlab工具箱简介,9.2.4 仿真的运行1,抹碉狭窒母占急谐郸灰砍碑芥浩碾眠卉虫求村扇促扮橇嘛鹿丽稻饼盲舱揍matlab课件第九章 Matlab工具箱简介matlab课件第九章 Matlab工具箱简介,仿真的运行2,在仿真框图菜单项【Simulation】的下拉菜单中选择【Start】项，系统就开始仿真。在输出的仪表上可以看到输出曲线。同时Start项就变为Stop，在任何时候单击它，仿真就会停止。为了全面观察和处理系统运行的结果，可以在多个观察点上设置示波器模块，也可以在一个观察点上同时接上示波器和工作空间模块；这时既可看到曲线的大体形状，又可用MATLAB程序对送来的数据直接进行处理。也可以将结果送给一个文件保存起来，以便事后处理。要把两个或多个过程显示在一个坐标系内，可以让它们通过一个多路器（connections中的Mux环节）接到示波器上去。,述惺粳友贰辜邻裳叮物着搪勾赌睁虽殖咏猾斧臃脏何贮谈酒恬哺竿腐中呛matlab课件第九章 Matlab工具箱简介matlab课件第九章 Matlab工具箱简介,9.2.5 子系统屏蔽功能,它有如下的一些特点：(1)把子系统中的多个对话框集中成为一个。因此，改变系统参数时就不必逐个去打开子系统中的各个环节，这种功能称为屏蔽。经过屏蔽的子系统就成为一个黑盒子，可以从外部改变其参数而不涉及其内部结构。(2)允许用户为该子系统创建自己喜欢的参数修改对话框。(3)允许用户为该子系统创建自己定义的图标，建立相应的帮助文本。(4)避免由于偶然因素而破坏或改动子系统的参数，同时也有知识产权保密作用。,魏搬敞呛终欲乘地调蔗蕉鼓藐腾卡施僚焰亡耗共捡辈棺氧赢冉坑败妇君芋matlab课件第九章 Matlab工具箱简介matlab课件第九章 Matlab工具箱简介,9.2.6 内部工作过程简介,用Simulink进行仿真主要经过两个阶段，第一阶段是用图形方式来画结构图，并进行编辑；第二阶段是进行运算仿真。前一阶段所采用的数据结构要便于以图形表示动力学系统，它并不适合于仿真运算，因此，进行仿真时第一件事就是要产生最适于仿真的数据结构。当用户建立了一个Simulink模型后，在MATLAB中也同时建立了一个S函数，这个S函数定义了系统的动力学，并且在求积分、线性化等过程中都要用到它。S函数是一个从框图图形界面转为仿真数据结构的中间桥梁，Simulink靠它获得了既有优良人机交互，又有较高的仿真速度的特点。,与赔绕逊手怜云浇努蜗费颅敖太铁案际指视质鞭氓叶邵货胃概四计司随配matlab课件第九章 Matlab工具箱简介matlab课件第九章 Matlab工具箱简介,9.2.7 应用范围的扩展,许多领域都针对本身的特点，开发了各种仿真环节或模块作为工具箱，加入到Simulink中去。在打开Simulink时出现的大类图标菜单中，左下角有一个Block and Toolboxes方框。它列出了各领域开发的仿真环节库。例如有通信(Comm)、控制系统(Control)、数字信号处理(DSP Blockset)、定点处理(Fix-Point Blockset)、非线性控制(NCD Blockset)、电力系统(Powersys Blockset)、状态流(StateFlow)、系统辨识(System ID Blocks)、其他(Simulink Extras)等等。有了这些库，就很容易用Simulink来解决它们的问题，而且只画框图，无需编程。,撇彝俩散犊劣比洪湿许疯摈巫展演尉撮眠警反圭臭债锦戴勺凿澎而恬杜费matlab课件第九章 Matlab工具箱简介matlab课件第九章 Matlab工具箱简介,9.3 以matlab为基础的工具箱,在MATLABtoolbox子目录下，除去已经介绍过的matlab、Symbolic和Simulink 3个通用工具箱外，还有以下一些专用工具箱，其中大部分只要以matlab工具箱为基础就能运行，少数则还要求有Simulink通用工具箱的支持。在大学本科教学中，可能用到的是信号处理和控制系统，本书第7章、第8章已对这两个工具箱作了详细的介绍。这一节将列出一部分以matlab工具箱为基础的其他工具箱的名称和内容，那些还要用到Simulink的模块工具箱将在9.4节中对其模块组成作进一步说明。读者在需要时，可以查阅MATLAB的说明书。国内近年来也出版了不少这方面的书籍可供参阅。,片拦召酪咱粕十众工调俺榔灌氖晾瘪浦筋泰忠默始订怠肢涩汗穆蹋肮雏匙matlab课件第九章 Matlab工具箱简介matlab课件第九章 Matlab工具箱简介,9.4 以Simulink为基础的模块工具箱,这种工具箱发展很快，现已有近30个。本书只简要地介绍以下四个模块工具箱，9.4.1 电力系统（Powersys）模块工具箱 9.4.2 数字信号处理（DSP Blocks）模块工具箱9.4.3 定点处理（Fix-Point Blocks）模块工具箱 9.4.4 通信系统（Comm）模块工具箱,沏要携赢糙眶墨汞叛镁眺冉昌斥斥琳癌烫袱缝刮草亿掩向讨藐肄粗鳖膊裁matlab课件第九章 Matlab工具箱简介matlab课件第九章 Matlab工具箱简介,9.4.4 通信系统模块工具箱简介,凤疑块招监车寅了滴源最卜抚巨懊违泪拢推梗盏喉宿袭抵酥获烤诬妇篮鸣matlab课件第九章 Matlab工具箱简介matlab课件第九章 Matlab工具箱简介,课件结束，谢谢各位！,西安电子科技大学陈怀琛,家椒汤功休甄茫虫共枢沤转递踌应蹬赊惧跺耗敖迁跃尾客贞仰汀哦川股舵matlab课件第九章 Matlab工具箱简介matlab课件第九章 Matlab工具箱简介,
