MATLAB概述70384.ppt

MATLAB基础 尚涛，电子信息工程学院 shangtao@ Tel:010 通过本课程的学习，使学生初步掌握当前流行的MATLAB语言的基础知识，学会运用MATLAB进行科学数据处理、计算和建模的基本技能，为今后从事毕业设计、工程设计、产品开发和科学研究打下较好的基础。 教学内容与学时安排 本课程选用教材 参考书目 刘同娟，郭键，刘军，MATLAB建模、仿真及应用，北京：中国电力出版社，2009 年4月。 胡良剑，孙晓君，MATLAB数学实验，北京：高等教育出版社，2006年6月。 马莉，MATLAB数学实验与建模，北京：清华大学出版社，2010年1月。 张圣勤，MATLAB 7.0实用教程，北京：机械工业出版社，2006年7月。 陈怀琛，吴大正，高西全，MATLAB及在电子信息课程中的应用（第3版），北京：电子工业出版社，2006年3月。 Learning MATLAB． Using the Control System Toolbox. 仿真软件的简介 1、程序编程阶段： 所有问题（如：微分方程求解、矩阵运算、绘图等）都是用高级算法语言（如C、FORTRAN等）来编写。 2、程序软件包阶段： 出现了“应用子程序库”。 3、交互式语言阶段（仿真语言：仿真语言可用一条指令实现某种功能，如“系统特征值的求解”，使用人员不必考虑什么算法，以及如何实现等低级问题。 4、模型化图形组态阶段：符合设计人员对基于模型图形化的描述。 二、仿真的分类 按模型分类 1、物理仿真：采用物理模型，有实物介入！ 具有效果逼真，精度高等优点，但造价高或耗时长，大多在一些特殊场合下采用（如导弹、卫星一类飞行器的动态仿真，发电站综合调度仿真与培训系统等），具有实时性、在线的特点。 2、数学仿真：采用数学模型 在计算机上进行，具有非实时性、离线的特点，经济、快速、实用。 按计算机类型分类 1、模拟仿真：采用数学模型，在模拟计算机上进行的实验研究。50年代 2、数字仿真：采用数学模型，在数字计算机上借助于数值计算方法所进行的仿真实验。60年代 3、混合仿真：结合了模拟仿真与数字仿真。 4、现代计算机仿真：采用先进的微型计算机，基于专用的仿真软件、仿真语言来实现，其数值计算功能强大，使用方便，易学。80年代以来 三、常见的几种仿真软件 PSPICE、ORCAD：通用的电子电路仿真软件，适合于元件级仿真。 SYSTEM VIEW：系统级的电路动态仿真软件 NS2 OPNET GlobeSim:网络协议仿真软件 MATLAB：具有强大的数值计算能力，包含各种工具箱，其程序不能脱离MATLAB环境而运行，所以严格讲，MATLAB不是一种计算机语言，而是一种高级的科学分析与计算软件。 SIMULINK：是MATLAB附带的基于模型化图形组态的动态仿真环境。 电子信息工程学院 网络与信息安全实验室 计算机学院虚拟现实技术与系统国家重点实验室 支持异地分布式虚拟现实研究与开发的支撑环境DVENET、分布交互仿真开发与运行平台BH HLA/RTI 四、仿真技术的应用 1、航空与航天工业 2、电力工业 3、原子能工业 4、石油、化工及冶金工业 5、非工程领域 医学 社会学 宏观经济与商业策略的研究 五、应用仿真技术的意义 1、经济，采用仿真实验仅需成本的1/10~1/5，而且设备可以重复使用。 2、安全，采用仿真实验可以有效降低危险程度，对系统的研究起到保障作用。 3、快捷，提高设计效率：比如电路设计，服装设计等等。 4、具有优化设计和预测的特殊功能 六、仿真技术的发展趋势 1、硬件方面：基于多CPU并行处理技术的全数字仿真将有效提高仿真系统的速度，大大增强数字仿真的实时性。 2、应用软件方面：直接面向用户的数字仿真软件不断推陈出新，各种专家系统与智能化技术将更深入地应用于仿真软件开发之中，使得在人机界面、结果输出、综合评判等方面达到更理想的境界。 3、分布式数字仿真：充分利用网络技术，协调合作，投资少，效果好。 4、虚拟现实技术：综合了计算机图形技术、多媒体技术、传感器技术、显示技术以及仿真技术等多学科，使人置身于真实环境之中。 第1讲 MATLAB概述及运算基础 尚涛，电子信息工程学院 shangtao@ Tel:010本讲目标 了解MATLAB的基本知识 熟悉MATLAB的开发环境 掌握利用MATLAB进行基本运算的方法 主要内容 1.1 科学工程计算与MATLAB 1.2 基本运算功能 1.3 基本数据类型 1.4 数学函数 1.1 科学工程计算与MATLAB 科学研究和工程实践中的计算问题 简单问题：计算器或直接手工推导 复杂问题：计算机编程