Pachetul Matlab a fost creat de Math Lucrări cu mai mult de zece ani în urmă. Lucrarea a sute de oameni de știință și programatori vizează extinderea permanentă a capacităților sale și îmbunătățirea algoritmilor declarați. În prezent, MATLAB este un mijloc puternic și universal de rezolvare a problemelor apărute în diferite domenii ale activității umane.
MATLAB 6.x Mediu de lucru, MATLAB 7 are interfață convenabilă Pentru a accesa multe elemente auxiliare MATLAB.
La pornirea MATLAB 6.x, mediul de lucru apare pe ecran. , descris în fig. unu.

Smochin. 1. MATLAB 6.x Mediu de lucru

Această lecție studiază baza lucrării (introducere) în Matlab.

Mediul de lucru conține următoarele elemente:

Meniul;
- bara de instrumente cu butoane și lista derulantă;
- file cu file Lansa. Pad. și Spații de lucru,din care puteți obține acces ușor la diferite module de lavigoh și la conținutul mediului de lucru;
- file cu file Comanda. Istorie. și Actual Director,destinate vizualizării și re-apelurilor comenzilor introduse anterior, precum și pentru a instala directorul curent;
- Fereastra de comandă Comanda. Fereastră. cu linia de comandă în care se află cursorul intermitent;
- șir de stații.

Toate comenzile descrise în această lucrare de laborator trebuie să fie marcate pe linia de comandă. Simbolul însuși ", indicând invitația liniei de comandă, nu este necesar să tastați. Pentru a vizualiza spațiul de lucru, este convenabil să utilizați bare de derulare sau taste , pentru a vă deplasa la stânga sau la dreapta și , Pentru a vă deplasa în sus sau în jos. Despre utilizarea tastelor. , , , Se va spune suplimentar. Dacă brusc, după mutarea peste zona de lucru a ferestrei de comandă, linia de comandă cu un cursor intermitent a dispărut, doar faceți clic pe .
Este important să vă amintiți că setul de orice comandă sau expresie trebuie să se încheie cu cheia Pentru programul MATLAB să execute această comandă sau să calculeze expresia.

Nota 1.

Dacă mediul de lucru MATLAB 6.x nu are unele ferestre descrise, atunci urmează în meniu VEDERE.selectați elemente relevante: fereastra de comandă, istoricul comenzii, directorul curent, spațiul de lucru, lansarea de lansare.

2.1. Calcule aritmetice

Funcțiile matematice încorporate MATLAB vă permit să găsiți valori ale diferitelor expresii. MATLAB oferă posibilitatea de a controla formatul de ieșire. Comenzile pentru calcularea expresiilor au forma specifică tuturor limbilor de programare la nivel înalt.

2.1.1. Cele mai simple calcule

Apelați 1 + 2 pe linia de comandă și faceți clic pe . Ca rezultat, următoarele sunt afișate în fereastra de comandă MATLAB:

»1 + 2
Ans \u003d.
3
» |

Ce a făcut MATLAB? La început, a calculat cantitatea de 1 + 2, apoi a înregistrat rezultatul într-o variabilă variabilă și o ieșire la valoarea lui egală cu 3, în fereastra de comandă. Sub răspunsul este o linie de comandă cu un cursor intermitent, indicând faptul că MATLAB este gata pentru calcularea ulterioară. Puteți apela noi expresii pe linia de comandă și găsiți valorile acestora.

Dacă trebuie să continuați să lucrați cu expresia anterioară, de exemplu, calcularea (1 + 2) /4.5, atunci cea mai ușoară modalitate de a utiliza rezultatul este stocată în variabila ANS. Formați ANS / 4.5 pe linia de comandă (când introduceți fracțiuni zecimale, se folosește punctul) și apăsați Se pare:

»Ans / 4.5
Ans \u003d.
0.6667
» |

Nota 2.

Vederea în care rezultatele calculelor depind de formatul de ieșire stabilit în MATLAB. Apoi se explică modul de setare a formatelor principale de ieșire.

2.1.2. Formatele de ieșire ale rezultatelor computerelor

Formatul de ieșire necesar este determinat de utilizator din meniul MATLAB. Selectați în meniu Fişier paragraf Preferințe.Pe ecran apare o casetă de dialog. Preferințe.Pentru a seta formatul de ieșire, asigurați-vă că elementul selectat în lista panoului din stânga Comanda. Fereastră.. Sarcina formatului este realizată din lista derulantă. Numeric. format. Panouri TEXT. aFIŞA.
Vom analiza numai formatele cele mai frecvent utilizate. Alege mic de statura În lista derulantă Numeric. format. în MATLAB 6.X. Închideți caseta de dialog apăsând butonul OK. Acum, formatul de puncte scurte scurte este setat pentru a afișa rezultatele calculelor, în care numai patru cifre sunt afișate pe ecran după punctul zecimal. Formați 100/3 pe linia de comandă și faceți clic pe .
Rezultatul este afișat în format Shar:

"100/3.
Ans \u003d.
33.3333

Acest format de ieșire va fi salvat pentru toate calculele ulterioare, cu excepția cazului în care este instalat un alt format. Rețineți că MATLAB este o situație în care rezultatul nu se potrivește în formatul de Shar când se afișează prea mult sau mic. Calculați 100000/3, rezultatul este afișat în formă exponențială:

"100000/3.
Ans \u003d.
Z.zzze + 004.

Același lucru se va întâmpla când se găsește 1/3000:

"1/3000.
Ans \u003d.
Z.ZZZZA-004.

Cu toate acestea, setarea formatului inițial este, de asemenea, salvată cu calcule suplimentare, pentru numere mici, ieșirea va apărea din nou în format scurt.

În exemplul anterior, pachetul MATLAB a adus rezultatul calculelor în formă exponențială.Înregistrarea 3.3333E-004 denotă 3.3333 * 10-4 sau 0.00033333. În mod similar, puteți apela numere în expresii. De exemplu, este mai ușor să formați 10E9 sau L.0E10 de 10.000.000, iar rezultatul va fi același. Spațiul dintre numere și simbolul E nu este permis atunci când intrați, deoarece Acest lucru va duce la un mesaj de eroare:

"10 E9.
??? 10 E9.

Dacă doriți să obțineți rezultatul calculelor mai precis, ar trebui să selectați în lista derulantă lung.. Rezultatul va fi afișat într-un format lung, cu un punct plutitor lung cu paisprezece cifre după un punct zecimal. Formate mic de statura e. și lung. e. Proiectat pentru a afișa rezultatul în formă exponențială cu patru și cincisprezece cifre după un punct zecimal, respectiv. Informațiile despre formate pot fi obținute prin introducerea comenzii de ajutor la argumentul de format din promptul de comandă:

O descriere a fiecărei formate apare în fereastra de comandă.

Setați formatul de ieșire direct de pe linia de comandă utilizând comanda Format. De exemplu, pentru a instala un punct de lungă durată al formatului de ieșire pentru rezultatele calculatoare, introduceți comanda Format Long E la promptul de comandă:

»Format lung e
»1.25 / 3.11
Ans \u003d.
4.019292604501608E-001.

Rețineți că comanda Format Ajutor afișează numele formatelor cu majuscule. Cu toate acestea, echipa care trebuie introdusă constă în litere mici. Această caracteristică a ajutorului de ajutor încorporat trebuie să fie utilizat pentru. MATLAB distinge literele de capital și mici. Încercarea de comandă a literelor capitale va duce la erori:

»Format lung e
??? Formatul lung.
Operator lipsă, virgulă sau semi-colon.

Pentru o percepție mai convenabilă a rezultatului, MATLAB afișează rezultatul calculelor prin șirul după expresia calculată. Cu toate acestea, uneori este convenabil să plasați mai multe rânduri pe ecran, pentru care trebuie să selectați comutatorul compact (fișier, numeric aFIŞA)din lista derulantă. Adăugarea șirurilor goale este asigurată prin alegerea liber. Din lista derulantă Numeric. afişa.

Nota 3.

Toate calculele intermediare MATLAB produc cu precizie dublăindiferent de formatul de ieșire.

2.2. Utilizarea funcțiilor elementare

Să presupunem că trebuie să calculați valoarea următoarei expresii:

Introduceți această expresie pe linia de comandă în conformitate cu regulile MATLAB și faceți clic pe :

»EXP (-2.5) * Log (11.3) ^ 0.3-SQRT ((păcat (2.45 * pi) + COS (3.78 * pi)) / tan (3.3))

Răspunsul este afișat în fereastra de comandă:

ans \u003d.
-3.2105

La intrarea în expresie, funcțiile MATLAB încorporate sunt utilizate pentru a calcula expozanții, logaritmul natural, funcțiile rădăcinoase și trigonometrice. Ce funcții elementare încorporate pot fi folosite și cum să le numim? Formați comanda Ajutor EiFun pe promptul de comandă, în timp ce fereastra de comandă afișează o listă a tuturor funcțiilor elementare încorporate cu descrierea lor scurtă. Argumentele funcțiilor sunt incredibile în paranteze, numele funcțiilor sunt tipărite cu litere mici. Pentru a introduce numere l.este suficient să formați pi pe linia de comandă.

Operațiunile aritmetice din Matlab sunt efectuate ca de obicei inerente în majoritatea limbilor de programare:

Erecție la gradul ^;
- multiplicare și diviziune *, /;
- Adăugarea și scăderea +, -.

Pentru a modifica procedura de efectuare a operatorilor aritmetici, ar trebui să utilizați paranteze.
Dacă trebuie să calculați valoarea expresiei similare celei anterioare, de exemplu

este opțional să o recrutați din nou pe linia de comandă. Puteți utiliza faptul că MATLAB își amintește că toate comenzile introduse. Pentru a le reafirma la linia de comandă, cheile sunt cheile , . Calculați această expresie făcând următorii pași.

1. Apăsați tasta<­>În același timp, expresia introdusă mai devreme apare pe promptul de comandă.
2. Introduceți modificările necesare, înlocuind semnul minus pe un plus și o rădăcină pătrată la pătrat (pentru a vă deplasa pe linie cu expresia, tastele sunt taste , , , ).
3. Calculați expresia schimbată făcând clic pe .

Se dovedește

»ExR (-2,5) * Log (11.3) ^ 0.3 + ((păcat (2.45 * pi) + COS (3.78 * pi)) / tan (3.3)) ^ 2
Ans \u003d.
121.2446

Dacă aveți nevoie să obțineți un rezultat mai precis, trebuie să executați comanda Format Long E, apoi apăsați tasta<­> Până când expresia necesară apare pe promptul de comandă și să-l calculeze apăsând .

»Format lung e
»EXP (-2.5) * Log (11.3) ^ 0.3 + ((păcat (2,45 * pi) + COS (3.78 * pi)) / tan (3.3)) ^ 2
Ans \u003d.
1.212446016556763E + 002.

Îndepărtați rezultatul acestei expresii găsite într-un alt format fără re-calculare. Ar trebui să schimbați formatul de comandă Shar, apoi vizualizați valoarea variabilei ANS, tastarea acestuia pe linia de comandă și apăsând :

»Format scurt
»Ans.
Ans \u003d.
121.2446

În mediul de lucru MATLAB 6.X pentru apelarea comenzilor introduse anterior există un instrument convenabil. Comanda. Istorie. cu istoria echipei. Istoria comenzilor conține ora și data fiecărei sesiuni cu MATLAB 6.x. Pentru a activa fereastra Comanda. Istorie. Trebuie să selectați o filă cu același nume. Comanda curentă din fereastră este afișată pe un fundal albastru. Dacă faceți clic pe orice comandă din fereastra mouse-ului din stânga, această comandă devine curentă. Pentru a rula în MATLAB trebuie să aplicați un clic dublu Faceți clic sau selectați un șir cu o comandă cu tastele , Și apăsați tasta . Comanda inutilă poate fi scoasă din fereastră. Pentru a face acest lucru, trebuie să fie făcut curentul și să ștergeți cu cheia . Puteți selecta mai multe comenzi consecutive utilizând combinația de taste +, + și să le îndeplinească Sau ștergeți cheile . Selectarea comenzilor de funcționare în mod constant poate fi făcând clic pe tastele simultane . Dacă comenzile nu merg unul după altul, ar trebui să utilizați butonul stâng al mouse-ului pentru a ține tasta pentru a evidenția .

Când faceți clic pe clic dreapta pe zona ferestrei Comanda. Istorie. Apare un meniu pop-up. Selectarea paragrafului Saru.copierea comenzii la tamponul Windows. Cu ajutor A evalua. Selecţie Puteți efectua un grup de comandă marcat. Pentru a șterge comanda curentă, elementul este proiectat Șterge. Selecţie. D.pentru a șterge toate comenzile la curent - Șterge. la. Selecţiepentru a șterge toate comenzile - Șterge. Întreg. Istorie.

La calcularea, sunt posibile câteva situații excepționale, cum ar fi divizia pe zero, care în majoritatea limbajelor de programare conduc la o eroare. Când se împarte un număr pozitiv pe zero în Matlab, este obținut un infinit (infinit) și când se împarte număr negativ La zero se dovedește --Inf (minus infinit) și se eliberează un avertisment:

"1/0.
AVERTISMENT: Împărțiți-vă de zero.
Ans \u003d.
Inf.

La împărțirea zero la zero, NAN este obținut (nu număr) și, de asemenea, a emis un avertisment:

» 0/0
AVERTISMENT: Împărțiți-vă de zero.
Ans \u003d.
Nan.

Când se calculează, de exemplu SQRT (-1) , nu apare nici o eroare sau avertizare. MATLAB intră automat în zona de numere complexe:

»SQRT (-1,0)
Ans \u003d.
0 + L.0000i.

Cum să aflați care pot fi utilizate funcții elementare și cum să le numim? Formați comanda pe promptul de comandă Ajutați-l pe Eifun.În același timp, o listă a tuturor funcțiilor elementare încorporate cu descrierea lor scurtă este afișată în fereastra de comandă.

MATLAB combină un limbaj simplu la cea mai mare rată de calcule. Datorită a ceea ce atinge o astfel de viteză? Ce trebuie făcut pentru a scrie la Matlab un program cu adevărat rapid? În cele din urmă, există o alternativă demnă de Matlabu printre software-ul gratuit? Vom încerca să răspundem acum la toate aceste întrebări.

MATLAB a apărut la sfârșitul anilor 1970 ca un limbaj de scripting și ambalaj peste algebra liniară Linpack și caracteristicile Bibliotecii Eispack. O caracteristică a MATLAB este că tipul de date (și în acel moment este singurul) tip de date în ea - matricea și nu numărul. Datorită acestui fapt, a fost posibilă salvarea înregistrării operațiunilor matricei de la cicluri, ceea ce îl face mai compact și similar cu matematica. Pe de altă parte, utilizarea celor mai moderne biblioteci în acel moment a asigurat viteza mare de calcule. Toate acestea au contribuit la creșterea rapidă a popularității MATLAB.

Multiplicarea matricei la numărul înregistrat în moduri diferite

De atunci au trecut mai mult de treizeci de ani. În acești ani, au fost scrise zeci de cărți despre Matlab, a devenit una dintre limbile standard pentru calcule științifice și tehnice. Ușurința relativă a limbii și viteza mare a calculelor efectuate cu acesta sunt păstrate și rămân în continuare petreceri atractive la pachet. Dar din cauza cărora se realizează acest lucru? Cum se aranjează MATLAB-ul modern?

Ca și înainte, la Matlab "sub capota" cele mai moderne biblioteci matematice. Acum este: Biblioteca Intel Math Kernel (MKL) pentru operațiunile de algebră liniară și Biblioteca Intel integrat de Performanțe Performance (IPPL) - pentru a optimiza procesarea imaginilor. MKL include, în special, bibliotecile: blas, implementarea operațiunilor de bază ale matricei vectoriale și Lapack - Linpack modern de dezvoltare - care conține rezolvatorii de probleme algebra liniară. Prin urmare, nu este surprinzător faptul că prin viteza MATLAB depășește orice cod "de casă" care implementează operațiile matricei vectoriale. De asemenea, ocolește cu încredere pachetele care utilizează alte implementări de blas și lapack.

Faptul este că MKL și IPPL utilizează SSE și AVX - seturi de instrucțiuni pentru procesor care implementează calcule paralele în cazul în care trebuie să efectuați aceeași secvență de acțiuni pe diferite date (SIMD). Acest lucru duce la o creștere semnificativă a performanței și fără efort de la utilizator.

În plus, MATLAB utilizează probabil SSE / AVX și în funcțiile kernelului său, care sunt implementate pe C. Cel puțin pentru a dezvolta un pachet MathWorks utilizează studioul XE paralel Intel, care include compilatorul C / C ++.

Este curios că pe computerele cu procesoare MATLAB AMD utilizează, de asemenea, biblioteci dezvoltate în Intel, deși AMD a implementat biblioteca cu capacități similare - AMD Core. Biblioteca matematică (ACML).

Astfel, viteza MATLAB constă din biblioteci foarte recomandate (Intel), paralelizare implicită (care este de asemenea fuzionată de Intel) și configurată să utilizeze aceste avantaje ale matematicii. Nu putem cunoaște exact gradul de influență al fiecăruia dintre factori, în plus, se pot schimba de la versiunea la versiune și de pe platformă la platformă.

Definirea versiunilor bibliotecilor MATLAB utilizate utilizând funcția Version

Pentru a utiliza în mod eficient aceste posibilități, trebuie să "vectorizați" programul, adică, înlocuiți utilizarea ciclurilor cu operațiuni pe o matrice în ansamblu, care sunt doar implementate de funcțiile Fast Matlab.

Dar ciclurile nu au fost uitate. În 2003, un compilator JIT a apărut ca parte a MATLAB (versiunea 6.5, R13). Analizează programul fiind executat prin traducerea fragmentelor repetate la codul mașinii. Ca urmare, cu repetări ulterioare, viteza acestor fragmente crește semnificativ (uneori de până la 100 de ori), ceea ce vă permite să faceți unele cicluri aproape la fel de repede ca analogii lor vectorizați. Dar: astfel încât compilatorul JIT să poată fi aplicat cu succes, codul ciclului trebuie să îndeplinească anumite cerințe.

Un scurt rezumat al acestor cerințe, precum și sfaturi cu privire la vectorizarea programului, pot fi obținute în lucrarea de scriere a codului MATLAB rapid și informații mai detaliate și mai proaspete - pe blogul lui Matlab Yair Altman fără acte sau pe paginile cărții sale "Accelerarea performanței MATLAB" - cel mai detaliat manual de astăzi pentru optimizarea programelor MATLAB. Apropo, cele de mai sus folosind funcția de versiune se referă, de asemenea, la capacitățile de pachete nedotomatizate.

Ca o alternativă mai ieftină la MATLAB, puteți utiliza Python cu biblioteci NOPY / SCIPY și MKL instalat. În acest caz, se aplică numbănă sau cithon în locul compilatorului Matlab Jit. Numeroase teste ale căror rezultate pot fi găsite pe Internet (de exemplu, acest lucru), sugerează că pachetul MATLAB și Python + Scipy oferă foarte aproape de rezultatele vitezei, astfel încât abilitatea și cunoștințele sale despre pachetul specific sunt efectuate.

Dmitri Khramov.

Cei care se ocupă de cea mai înaltă matematică știu perfect cu ceea ce matematică "monștri" uneori trebuie să se confrunte. De exemplu, pentru a calcula un fel de triplă gigant integral, puteți petrece un adevărat uyma de timp, forțe spirituale și celule nervoase ne-regeneratoare. Desigur, este foarte interesant, provocarea integrală și luați-o. Dar ce să faci dacă în schimb, integralul a amenințat să te ia? Sau, ceea ce este și mai rău, cubul trei ori a ieșit din control și se trezește? Acest lucru și inamicul nu doresc.

Anterior, au existat doar două opțiuni: să scuipă pe tot și să meargă la o plimbare sau să intre într-o bătălie multi-oră cu un integral. Ei bine, la cine sunt multe ore, cărora le-a studiat în mai multe zile. Dar nu este punctul. Secolul al XX-lea și progresul în mod inexorabil ne oferă un al treilea mod, și anume vă permite să luați cel mai complex integrat "rapid". Același lucru este valabil și pentru soluționarea tuturor tipurilor de ecuații, construind grafice de funcții sub formă de hiperboloiduri cubice etc.

Pentru astfel de extraordinare, dar periodic, există arme matematice puternice din situații ocupaționale. Faceți cunoștință cu cine altcineva nu știe - pachetul software MATLAB.

MATLAB și rezolvați ecuația și aproximează și va construi un program de funcții. Înțelegi ce înseamnă, prieteni?

Aceasta înseamnă că unul dintre cele mai puternice pachete de prelucrare a datelor. Numele este descifrat ca Matrice.Laborator. Laboratorul matricei,dacă în limba rusă . Capabilitățile programului acoperă aproape toate zonele de matematică. Deci, folosind MATLAB, puteți:

• Produce tot felul de operațiuni pe matrice, rezolvând ecuațiile liniare, care lucrează cu vectori;
• Calculați rădăcinile polinomilor de orice grad, produceți operațiuni pe polinomii, diferențiați, extrapolați și interpolați curbe, construiți grafice de orice funcție;
• Petrece analize statistice date utilizând filtrarea digitală, regresia statistică;
• Rezolvați ecuațiile diferențiale. În instrumente derivate private, liniare, neliniare, cu condiții de graniță - nu contează, Malab va decide totul;
• Efectuați operațiuni aritmetice integrate.

În plus față de toate acestea, MATLAB vă permite să vizualizați datele până la construcția de grafice tridimensionale și să creați role animate.

Descrierea noastră a MATLAB, desigur, nu completă. În plus față de capacitățile furnizate de producător și funcțiile există o cantitate mare Instrumente de mAb, scrise pur și simplu entuziaști sau alte companii.

MATLAB ca limbă de programare

Și, de asemenea, este un limbaj de programare utilizat direct atunci când lucrează cu programul. Să nu intrăm în detalii, să spunem doar că programele scrise în MATLAB sunt două tipuri: funcții și scripturi.

Programul principal de fișiere de lucru este un fișier M. Acesta este un fișier text nesfârșit și este în el că programarea computerelor este direct. Apropo, să nu fie frică de acest cuvânt - pentru a lucra în Matlab, nu trebuie să fii deloc un programator profesionist.

M-Fișierele sunt împărțite în

• M-scenarii. M-scriptul este cel mai simplu tip de fișier M care nu are argumente de intrare și ieșire. Acest fișier Utilizate pentru automatizarea mai multor calcule repetate.
• M-funcții. M-Funcțiile sunt M-Fișiere care fac disponibilitatea argumentelor de intrare și de ieșire.

Pentru a arăta vizual modul în care se întâmplă munca în Matlab, să vedem exemplul de a crea o funcție în Matlast. Această caracteristică va calcula valoarea medie vectorială.
f. unction y \u003d media (x)
% Elemente medii medii vectoriale.
% Medie (x), unde x este un vector. Calculează valoarea medie a elementelor vectorului.
% Dacă argumentul de intrare nu este un vector, este generat o eroare.
\u003d Dimensiunea (x);
dacă (((m \u003d\u003d 1) | (n \u003d\u003d 1)) (m \u003d\u003d 1 & n \u003d\u003d 1)))
Eroare ("matricei de intrare ar trebui să fie un vector")
Sfârșit.
y \u003d suma (x) / lungime (x); % Calculul de fapt

Șirul de definiție al funcției informează sistemul Matlab că fișierul este o funcție m și definește, de asemenea, lista argumentelor de intrare. Deci, șirul de definiție a funcției medii are forma:
Funcție y \u003d medie (x)
Unde:

1. funcție - un cuvânt cheie care definește funcția M;
2. argumentul Y - producția;
3. media - numele funcției;
4. x - Argument de intrare.

Deci, pentru a scrie o funcție în Matlaba, este necesar să ne amintim că fiecare funcție din sistemul MATLAB conține un șir de definire a unei funcții similare celor de mai sus.

Desigur, un astfel de pachet puternic este necesar nu numai pentru a facilita viața studenților. În prezent, MATLAB, pe de o parte, este foarte popular în rândul specialiștilor din numeroasele industrii științifice și de inginerie. Pe de altă parte, capacitatea de a lucra cu matrice mari face MATLAB un instrument indispensabil de analiști financiari, permițând rezolvarea mult mai multe sarcini decât, de exemplu, cunoscute tuturor Excel. Citiți mai multe despre dacă puteți citi în articolul de revizuire.

Dezavantaje de a lucra cu MATLAB

Care sunt dificultățile în lucrul cu MATLAB? Dificultatea este probabil doar una. Dar fundamentale. Pentru a dezvălui pe deplin capacitățile MATLAB și pentru a rezolva cu ușurință sarcina pe care o stați înaintea dvs., va trebui să transpirați și să vă ocupați de Matlabo pe noi (cum să creați un fișier, cum să creați o funcție și altele). Și acest lucru nu este atât de simplu, pentru putere și oportunități largi Solicită victimelor.

Cu toate dorințele nu este posibil ca MATLAB -program simplu. Cu toate acestea, sperăm că toate cele de mai sus vor fi un argument suficient pentru a avea grijă de dezvoltarea sa.

Și, în sfârșit. Dacă nu știți de ce totul a mers în viața voastră și altfel, cereți lui Matlaba despre asta. Doar tastați "de ce" pe linia de comandă. El va răspunde. Încerca!

Acum știți posibilitățile din Matlab. În domeniul educației, MATLAB este adesea folosit în predarea metodelor numerice și algebra liniară. Mulți studenți nu fac fără ea atunci când procesează rezultatele experimentului efectuate în timpul lucrărilor de laborator. Pentru dezvoltarea rapidă și de înaltă calitate a elementelor de bază ale muncii cu MATLAB, puteți contacta întotdeauna, în orice moment gata să răspundă la oricare dintre întrebările dvs.

1. Lecția 23. Faceți cunoștință cu pachetele de expansiune MATLAB

Lecția №23.

Cunoștință cu pachetele de expansiune a lui Matlav

Ieșirea listei pachetelor de expansiune

Simulinci pentru ferestre

Pachetul de matematică simbolică

Pachete de calcule matematice

Pachete de analiză și sinteză a sistemelor de control

Pachete de identificare a sistemului

Mijloace suplimentare de pachet simulinc

Pachete pentru procesarea semnalelor și a imaginilor

Alte pachete de aplicații

În această lecție, analizăm pe scurt mijloacele de bază ale expansiunii profesionale a sistemului și adaptarea acestuia la rezolvarea anumitor clase de sarcini matematice și științifice și tehnice - cu pachetele de extindere a sistemului MATLAB. Nu există nicio îndoială că cel puțin unele dintre aceste pachete trebuie să fie dedicate unui curs separat de formare sau o carte de referință, poate că nu una. În străinătate în majoritatea acestor prelungiri au fost publicate cărți separate, iar volumul documentației pe ele este sute de megaocteți. Din păcate, volumul acestei cărți permite doar un pic să treacă prin pachetele de expansiune pentru a da cititorului o idee despre direcțiile pe care le dezvoltă sistemul.

2. Lista de ieșire a pachetelor de expansiune

Ieșirea listei pachetelor de expansiune

Compoziția completă a sistemului MATLAB 6.0 conține un număr de componente, numele, numărul versiunii și data creării căreia poate fi afișată de comanda ver:

MATLAB Versiunea 6.0.0.88 (R12) la numărul licenței de licență PCWIN MATLAB: 0

	MATLAB Toolbox	Versiunea 6.0.		06-0t-2000.
		Versiunea 4.0.
		Versiunea 4.0.		04-0t 2000.
	Coderul de flux de stat.	Versiunea 4.0.		04-0t 2000.
	Atelier de lucru real	Versiunea 4.0.
	Coma Block Blockset.	Versiunea 1.0.2.
	Comunicații Blockset.	Versiunea 2.0.
	Toolbox Toolbox	Versiunea 2.0.
	Sistemul de control al sistemului de instrumente	Versiunea 5.0.
	DSP Blockset.	Versiunea 4.0.
	Boxul de colectare a datelor.	Versiunea 2.0.		05-0t 2000.
	Baza de date Toolbox.	Versiunea 2.1.
	Cutie de instrumente de date	Versiunea 1.2.
	Formare și gauge Blockset	Versiunea 1.1.
	Filter Design Toolbox	Versiunea 2.0.
	Instrumentul de instrumente financiare derivate financiare	Versiunea 1.0.
	Financial Time Series Toolbox	Versiunea 1.0.
	Toolbox de instrumente financiare	Versiunea 2.1.2.
	Block Blockset	Versiunea 3.0.
	Fuzzy logic Toolbox.	Versiunea 2.1.
	Garch Toolbox.	Versiunea 1.0.
	Cutie de instrumente de procesare a imaginilor	Versiunea 2.2.2.

	Instrumentul de control al instrumentului	Versiunea 1.0.
	LMI Control Toolbox	Versiunea 1.0.6.
	Matlab compilator.	Versiunea 2.1.
	Generator de rapoarte MATLAB.	Versiunea 1.1.
	Maparea Toolbox-ului	Versiunea 1.2.
		Versiunea 1.0.5.
	Kitul dezvoltatorului Motorola DSP	Versiunea 1.1.		OL-Sep-2000
	MI-analiza și setul de instrumente de sinteză	Versiunea 3.0.5.
	Cutie de instrumente de rețea neurală	Versiunea 4.0.
	Designul de control neliniar	Versiunea 1.1.4.
	Optimizare Toolbox.	Versiunea 2.1.
	Cutie de instrumente de ecuație diferențială	Versiunea 1.0.3.
	Block Block Block.	Versiunea 2.1.
	Atelier de lucru real-time ADA Coder	Versiunea 4.0.
	Atelier de lucru real-Time Embeddedded Coder	Versiunea 1.0.
	Interfața de gestionare a cerințelor.	Versiunea 1.0.1.
	Sexul de instrumente de control robust	Versiunea 2.0.7.
	Sb2sl (convertește Systembuild la simu	Versiunea 2.1.
	Semnalul de procesare a semnalului	Versiunea 5.0.
	Acceleratorul Simulink.	Versiunea 1.0.
	Modelul de diferențiere pentru Simulink și ...	Versiunea 1.0.
	Simulink Modelul de acoperire a modelului	Versiunea 1.0.
	Generator de rapoarte Simulink.	Versiunea 1.1.
	SPINE Toolbox.	Versiunea 3.0.
	Statistici Toolbox.	Versiunea 3.0.
	Symbolic Toolbox Toolbox.	Versiunea 2.1.2.
		Versiunea 5.0.
	Cutie de instrumente wavelet.	Versiunea 2.0.
		Versiunea 1.1.
	xpc țintă încorporată	Versiunea 1.1.

Rețineți că aproape toate pachetele de expansiune din MATLAB 6.0 sunt actualizate și date 2000. Descrierea lor este extinsă considerabil, care în format PDF are mult mai mult decât un cort de mii de pagini. Mai jos este o scurtă descriere a principalelor pachete de expansiune.

3. Simulink pentru ferestre

Simulink pentru Windows.

Pachetul de extensie SIMULINK este utilizat pentru a simula modelele constând din blocuri grafice cu proprietăți specificate (parametri). Componentele modelelor, la rândul lor, sunt blocuri grafice și modelele conținute într-un număr de biblioteci și cu mouse-ul pot fi transferate în fereastra principală și conectați-vă cu recipientele necesare. Modelele pot include surse de semnale de diferite tipuri, dispozitive de înregistrare virtuală, grafică de animație. Dublu-clic pe blocul de model Afișează o fereastră cu o listă a parametrilor săi pe care utilizatorul îl poate schimba. Lansarea imitației oferă modelarea matematică a unui model construit, cu o reprezentare vizuală vizuală a rezultatelor. Pachetul se bazează pe diagrame bloc de construcție prin transferarea blocurilor din biblioteca componentă în fereastra de editare creată de model. Modelul funcționează apoi pe execuție. În fig. 23.1 prezintă procesul de modelare a unui sistem simplu - cilindru hidraulic. Controlul se efectuează utilizând osciloscoape virtuale - în fig. 23.1 prezintă ecranele a două astfel de osciloscoape și fereastra subsistemului simplu al modelului. Este posibil să se modeleze sisteme complexe constând dintr-o varietate de subsisteme.

Simulink se compune și rezolvă ecuația stadiului modelului și vă permite să conectați o varietate de instrumente virtuale de măsurare la punctele dorite de care aveți nevoie. Impresionează vizibilitatea prezentării rezultatelor modelare. O serie de exemple de aplicare a pachetului SIMULINK au fost deja date în lecție 4. Versiunea precedentă a pachetului este descrisă în detaliu în cărți. Principala inovație este prelucrarea semnalelor matricei. Separați pachetele de performanță Simulink, cum ar fi Simulink Accelerator pentru a compila codul modelelor, profiler SIMULINK pentru analiza codului etc.

Smochin. 23.1. Un exemplu de modelare a unui sistem de cilindru hidraulic utilizând extensia Simulink

1.gif.

Imagine:

1b.gif.

Imagine:

4. Țintă și atelier de lucru în timp real

Țintă și atelier de ferestre în timp real

Conectarea la Simulink Subsistemul de simulare puternică Simularea în timp real (cu hardware suplimentar sub formă de plăci de expansiune pe calculator), reprezentată de pachetele de extensii țintă și de atelier de ferestre în timp real, este un instrument puternic pentru gestionarea obiectelor și sistemelor reale. În plus, aceste extensii vă permit să creați modele executabile. Smochin. 4.21 În lecția 4 prezintă un exemplu de astfel de modelare pentru un sistem descris de ecuațiile diferențiale neliniare ale câmpului Van Der. Avantajul acestei modelare este vizibilitatea sa matematică și fizică. În componentele modelelor Simulink, nu numai parametrii fixați, dar și rapoartele matematice care descriu comportamentul modelelor pot fi setate.

5. Generator de rapoarte pentru MATLAB și SIMULINK

Generator de rapoarte pentru MATLAB și SIMULINK

Generatoare de rapoarte - mijloace introduse în MATLAB 5.3.1, oferă informații despre funcționarea sistemului MATLAB și pachetul de expansiune Simulink. Acest instrument este foarte util la depanarea algoritmilor complexi de calcul sau în modelarea sistemelor complexe. Generatoarele de rapoarte sunt lansate de comanda de raport. Rapoartele pot fi reprezentate ca programe și editare.

Generatoarele de rapoarte pot conduce echipele incluse în rapoartele și fragmentele programelor și vă permit să controlați comportamentul computerelor complexe.

6. Cutie de instrumente neurale Networks

NEURAL NITWORKS Toolbox.

Un pachet de programe de aplicație care conțin mijloace pentru construirea de rețele neuronale bazate pe comportamentul unui analog matematic al unui neuron. PA-Ket oferă un sprijin eficient pentru proiectarea, învățarea și modelarea unei multitudini de paradigme de rețea bine-cunoscute, de la modelele perceptoarelor de bază la cele mai moderne rețele asociative și de auto-organizație. Un pachet poate fi utilizat pentru a studia și a aplica rețele neuronale la astfel de sarcini ca procesarea semnalelor, managementul neliniar și modelarea financiară. Este posibil să generați un cod C Portable folosind atelierul de timp real.

Pachetul include mai mult de 15 tipuri cunoscute de rețele și reguli de instruire care permit utilizatorului să aleagă cea mai potrivită paradigmă pentru o anumită aplicație sau o sarcină de cercetare. Pentru fiecare tip de reguli de arhitectură și de formare, există inițializare, învățare, adaptare, creare și simulare, demonstrații și un exemplu de aplicație de rețea.

Pentru rețelele gestionate, puteți alege o arhitectură directă sau recurentă utilizând o multitudine de reguli de instruire și metode de proiectare, cum ar fi perceptron, distribuție inversă, distribuția inversă a Levenberg, rețelele cu o bază radială și rețele recurente. Puteți schimba cu ușurință orice arhitectură, reguli de instruire sau funcții de tranziție, adăugați cele noi - și toate acestea fără a scrie un singur șir pe Si sau Fortran. Un exemplu de aplicare a pachetului pentru scrisoarea de recunoaștere a imaginii a fost adusă în clasa 4. O descriere detaliată a versiunii anterioare a pachetului poate fi găsită în carte.

7. Fuzzy logic Toolbox

Fuzzy logic Toolbox.

Pachetul de aplicații logice FIZY se referă la teoria seturilor fuzzy (neclar). Sprijin pentru metode moderne pentru clustering fuzzy și rețele neuronale de adaptare fuzzy. Grafica pachetului permite monitorizarea interactivă a caracteristicilor comportamentului sistemului.

Principalele caracteristici ale pachetului:

• determinarea variabilelor, a regulilor fuzzy și a funcțiilor accesoriilor;
• interactive vizionarea ieșirii logice fuzzy;
• metode moderne: retragerea fuzzy adaptivă utilizând rețele neuronale, glustering fuzzy;
• interactiv modelarea dinamică în Simulink;

generarea unui cod portabil C utilizând atelierul în timp real.

Acest exemplu arată în mod clar diferențele dintre comportamentul modelului atunci când iau în considerare logica fuzzy și fără o astfel de contabilitate.

8. Sexul Symbolic Math

Symbolic Toolbox Toolbox.

Pachetul de aplicație care oferă sistemului MATLAB fundamental noi oportunități - posibilitatea de a rezolva problemele în formă simbolică (analitică), inclusiv implementarea unui bit arbitrar aritmetic precis. Pachetul se bazează pe utilizarea kernelului matematic simbolic al uneia dintre cele mai puternice sisteme de algebră de calculator - Maple V R4. Acesta asigură implementarea diferențierii simbolice și a integrării, calcularea sumelor și a lucrărilor, descompunerea în seria de Taylor și Macrol, operațiuni cu polinomii de putere (polinoame), calcularea rădăcinilor polinomiale, soluție în forma analitică a ecuațiilor neliniare, tot felul de simbolici transformări, substituții și multe altele. Are comenzi directe de acces la kernelul sistemului Maple V.

Pachetul vă permite să pregătiți proceduri cu sintaxa limbajului de programare al sistemului Maple V R4 și să le instalați în sistemul MATLAB. Din păcate, în funcție de capacitățile matematicii simbolice, pachetul este foarte inferior sistemelor specializate de algebră de calculator, cum ar fi cele mai recente versiuni de arțar și matematica.

9. Pachete de computere matematice

Pachete de calcule matematice

MATLAB include multe pachete de expansiune care îmbunătățesc capacitățile matematice ale sistemului care măresc viteza, eficiența și acuratețea calculelor.

10. NAG Fundația Toolbox

NAG Fundația Toolbox

Una dintre cele mai puternice biblioteci funcții matematiceCreat de un grup special Algoritmii numerici, Ltd. Pachetul conține sute de caracteristici noi. Numele funcțiilor și sintaxa apelului lor sunt împrumutate de la Biblioteca Bibliotecii Bibliotecii Fundației NAG binecunoscute. Ca urmare, utilizatorii experimentați NAB Fortran pot lucra fără dificultate cu pachetul NAG în Matlab. Biblioteca Fundației NAG oferă funcțiile sale ca coduri de obiect și fișierele M corespunzătoare pentru apelul lor. Utilizatorul poate modifica cu ușurință aceste fișiere de blănuri la nivelul codului sursă.

Pachetul oferă următoarele caracteristici:

rădăcinile polinomilor și metoda modificată de lagerra;

calcularea cantității de număr: transformare discretă și hermitiană-discretă Fourier;

ecuații diferențiale obișnuite: metode Adams și Runge-Kutta;

ecuații în instrumente financiare derivate private;

interpolare;

calcularea propriilor valori și vectori, numere singulare, suport pentru matrice complexe și valide;

apropierea curbelor și suprafețelor: polinomii, spline cubice, polinomii chebyshev;

minimizarea și maximizarea funcțiilor: programare liniară și patrată, extreme de funcții ale mai multor variabile;

descompunerea matricelor;

sisteme de rezolvare a ecuațiilor liniare;

ecuații liniare (LAPACK);

calcule statistice, inclusiv statistici descriptive și distribuție de probabilitate;

analiza corelației și regresiei: modele liniare liniare, multidimensionale și generalizate;

metode multidimensionale: componente principale, rotații ortogonale;

generarea de numere aleatorii: distribuția normală, distribuția Poisson, Weibulla și cooperarea;

statistici non-parametrice: Friedman, Kruskala Wallis, Manna-Whitney; Pe rânduri temporare: unidimensionale și multidimensionale;

apropierea funcțiilor speciale: Expozantul integral, funcția gamma, funcția Bessel și Gankel.

În cele din urmă, acest pachet permite utilizatorului să creeze programe pe Fortran, care sunt legate dinamic cu MATLAB.

11. SPINE Toolbox

Ambalaj de programe de aplicare pentru lucrul cu Splines. Sprijină interpolarea și armonizarea spline unidimensională, bidimensională și multidimensională. Oferă prezentare și afișare a datelor complexe și a suportului grafică.

Pachetul permite interpolarea, apropierea și conversia splinelor de la B-Formulare la Polinomial Piesewise, interpolarea splinelor cubice și netezite, efectuarea operațiunilor peste spline: calculul derivatului, integrantului și afișajului.

Pachetul spline este echipat cu programe software descrise în lucrarea "unui ghid practic pentru spline" de Karl Debur, Creatorul Splines și autorul pachetului Spline. Funcții de ambalare în combinație cu MATLAB și leadership detaliat Utilizatorul facilitează înțelegerea splinelor și utilizarea eficientă a acestora pentru a rezolva o varietate de sarcini.

Pachetul include programe de lucru cu cele două forme cele mai răspândite de reprezentare spline: într-o formă și o formă polinomică din piese. Formularul este convenabil în stadiul de spline al clădirii, în timp ce o formă polinomică din bucăți este mai eficientă în timpul funcționării permanente cu o spline. Pachetul include funcții pentru crearea, cartografierea, interpolarea, apropierea și prelucrarea spline în formă și sub formă de segmente polinomiale.

12. Toolbox Statistici

Statistici Toolbox.

Ambalaj de programe de aplicare a aplicațiilor, extinderea bruscă a capacităților sistemului MATLAB în implementarea computerelor statistice și a procesării datelor statistice. Conține un set foarte reprezentativ de generații de numere aleatorii, vectori, matrice și matrice cu legi de distribuție diferite, precum și multe funcții statistice. Trebuie remarcat faptul că cele mai frecvente funcții statistice sunt incluse în miezul sistemului MATLAB (inclusiv funcțiile de generare a datelor aleatorie cu o distribuție uniformă și normală). Principalele caracteristici ale pachetului:

statisticile descriptive;

distribuții de probabilitate;

evaluarea parametrilor și aproximării;

verificați ipotezele;

regresie multiplă;

regresie interactivă pas cu pas;

modelarea Monte Carlo;

aproximarea la intervale;

gestionarea proceselor statistice;

planificarea experimentului;

modelarea suprafeței de răspuns;

aproximarea unui model neliniar;

analiza componentei principale;

grafică statistică;

interfață grafică de utilizator.

Pachetul include 20 de distribuții de probabilitate diferite, inclusiv t (ridicare), f și chi-pătrat. Selectarea parametrilor, afișajele grafice și metoda de calculare a celor mai bune aproximări sunt furnizate pentru toate tipurile de distribuții. Există multe instrumente interactive pentru vizualizarea dinamică și analiza datelor. Există interfețe specializate pentru modelarea suprafeței de răspuns, vizualizarea distribuțiilor, generarea de numere aleatorii și linii de nivel.

13. Optimizare Toolbox

Optimizare Toolbox.

Pachetul de sarcini aplicate - pentru a rezolva problemele de optimizare și sistemele de ecuații neliniare. Susține metode de bază pentru optimizarea funcțiilor unui număr de variabile:

optimizarea necondiționată a funcțiilor neliniare;

metoda de cel puțin pătrate și interpolarea neliniară;

rezolvarea ecuațiilor neliniare;

programare liniară;

programare patrată;

minimizarea condițiilor neliniare;

mETODA MINIMAX;

optimizarea multi-criterii.

O varietate de exemple demonstrează aplicarea eficientă a funcțiilor pachetului. Cu ajutorul lor, puteți compara, deoarece aceeași sarcină este rezolvată prin metode diferite.

14. Setul de instrumente de instrumente diferențiale diferențiale

Cutie de instrumente de instrumente diferențiale diferențiale

Un pachet foarte important de programe de aplicații care conțin numeroase funcții pentru a rezolva sistemele de ecuații diferențiale în instrumente financiare derivate private. Acesta oferă mijloace eficiente pentru a rezolva astfel de sisteme de ecuații, inclusiv greu. Pachetul utilizează metoda elementului finit. Comenzile și interfața grafică a pachetului pot fi utilizate pentru modelarea matematică a ecuațiilor în derivate private în raport cu o clasă largă de aplicații de inginerie și științifică, inclusiv problema rezistenței materialelor, calculele dispozitivelor electromagnetice, sarcinile de transfer de căldură și de masă și difuzie. Principalele caracteristici ale pachetului:

o interfață grafică cu drepturi depline pentru procesarea ecuațiilor cu derivați parțiali de ordinul doi;

selectarea automată și adaptabilă a rețelei;

sarcina condițiilor de graniță: Dirichlet, Neuman și Mixt;

setarea flexibilă a sarcinii utilizând sintaxa MATLAB;

partiția complet automată a rețelei și alegerea valorii elementelor finale;

scheme de calcul neliniare și adaptive;

abilitatea de a vizualiza domeniile diferitelor parametri și soluții funcții, o demonstrație a efectelor acceptate de partiționare și animație.

Pachetul urmează intuitiv șase pași de soluția PDE utilizând metoda elementului finit. Acești pași și modurile de pachete corespunzătoare sunt după cum urmează: determinarea geometriei (modul de desen), stabilirea condițiilor limită (condiții limită), selectarea coeficienților care definesc sarcina (modul PDE), Disprotizarea elementelor finite (modul de plasă), sarcina condițiilor inițiale și rezolvarea ecuațiilor (modul soluției), prelucrarea ulterioară a soluției (modul grafic).

15. Pachete de analiză și sinteză a sistemelor de control

Pachete de analiză și sinteză a sistemelor de control

Sistemul de control al sistemului de instrumente

Pachetul sistemului de control este proiectat pentru a simula, analiza și proiecta sisteme automate de control - atât continue cât și discrete. Funcțiile pachetului implementează metode tradiționale de rapoarte de transmisie și metode moderne de spațiu de stat. Frecvența și răspunsurile temporale, diagramele și stalii de locație ZEROS pot fi calculate rapid și afișate pe ecran. Pachetul este implementat:

un set complet de mijloace pentru analizarea sistemelor MIMO (set de intrări - set de ieșiri);

caracteristici temporare: funcții de transfer și tranziție, reacție la impactul arbitrar;

caracteristici de frecvență: diagrame Bode, Nichols, Nyquist etc.;

dezvoltarea relațiilor inverse;

design LQR / LQE Regulatori;

caracteristicile modelelor: controlabilitatea, observabilitatea, modelele de scădere;

sisteme de susținere cu întârziere.

Funcțiile suplimentare ale modelelor de construcție vă permit să proiectați modele mai complexe. Răspunsul de timp poate fi calculat pentru o intrare de impulsuri, un singur salt sau un semnal de intrare arbitrar. Există, de asemenea, funcții pentru analizarea numerelor singulare.

Mediu interactiv pentru a compara răspunsul temporar și de frecvență al sistemelor, furnizează utilizatorului elemente de control grafic pentru afișarea simultană a răspunsurilor și comutarea între ele. Puteți calcula diferite caracteristici de răspuns, cum ar fi timpul de overclockare și timpul de reglare.

Pachetul sistemului de control conține mijloacele de selectare a parametrilor de feedback. Printre metodele tradiționale: analiza punctelor singulare, determinarea coeficientului de câștig și atenuare. Printre metodele moderne: reglementarea quadratic liniară etc. Pachetul sistemului de control include un numar mare de Algoritmi pentru proiectarea și analizarea sistemelor de management. În plus, are un mediu personalizabil și vă permite să creați propriile fișiere M.

16. Cutie de instrumente de control al controlului nonlinear

Nonlinear Control Design Box

Nonlinear Control Design (NCD) Blockset implementează metoda de optimizare dinamică a sistemelor de gestionare a proiectelor. Acest instrument conceput pentru a fi utilizat cu Simulink ajustează automat parametrii sistemului pe baza limitărilor definite de utilizator pentru caracteristici temporare.

Pachetul utilizează transferul de obiecte cu mouse-ul pentru a schimba constrângerile de timp direct pe diagrame, ceea ce facilitează personalizarea variabilelor și specificați parametrii nedefinit, oferă optimizare interactivă, implementează simularea de către metoda Monte Carlo, sprijină designul de sisteme de control SISO- (o intrare - o ieșire) și sisteme de control MIMO vă permite să simuleze interferențele, urmărirea și alte tipuri de răspunsuri, acceptă problemele unui parametru repetat și sarcini de control cu \u200b\u200bîntârziere, vă permite să alegeți între constrângerile satisfăcute și neachitate.

17. Toolbox robust de control

Sexul de instrumente de control robust

Pachetul robust de control include mijloace pentru proiectarea și analizarea sistemelor de control rezistente la mai multe rezistente. Acestea sunt sisteme cu erori de modelare, dinamica cărora nu sunt bine cunoscute sau parametrii care pot fi modificați în timpul modelării. Algoritmi puternici de pachete vă permit să efectuați calcule complexe, luând în considerare modificarea setului de parametri. Caracteristicile pachetului:

sinteza regulatoarelor LQG bazate pe minimizarea normei uniforme și integrale;

răspunsul la frecvență multiparameter;

construirea unui model de spațiu de stat;

transformarea modelelor bazate pe numere singulare;

scăderea ordinului modelului;

factorizarea spectrală.

Pachetul de control robust se bazează pe caracteristicile sistemului de control, oferind simultan un set îmbunătățit de algoritmi pentru proiectarea sistemelor de control. Pachetul oferă tranziția între teoria modernă de management și aplicațiile practice. Are multe caracteristici care implementează metode moderne de proiectare și analiză a regulatorilor robuste cu mai multe parametri.

Manifestările incertitudinilor care încalcă stabilitatea sistemelor, diverse - zgomote și perturbații în semnale, inexactitate a modelului de viteză, un vorbitor neliniar necontrolat. Pachetul robust de control vă permite să evaluați limita de stabilitate multi-parametrică la diverse incertitudini. Printre metodele utilizate: algoritmul Perron, analiza caracteristicilor funcțiilor de transfer etc.

Pachetul de control robust oferă diverse metode de proiectare a feedback-ului, inclusiv: LQR, LQG, LQG / LTR și colab. Nevoia de a reduce ordinea modelului apare în mai multe cazuri: o scădere a ordinului obiectului, coborând ordinea a regulatorului, modelarea sistemelor mari. Procedura calitativă de reducere a ordinului modelului ar trebui să fie stabilă numeric. Procedurile incluse în pachetul de control robust se confruntă cu succes cu această sarcină.

18. Model de instrumente de control de control predictive

Model de instrumente de control de control predictive

Pachetul de control predictiv model conține un set complet de fonduri pentru implementarea strategiei de gestionare predictivă (proactivă). Această strategie a fost elaborată pentru a rezolva sarcinile practice de gestionare a proceselor complexe multi-canal în prezența restricțiilor privind variabilele și gestionarea statului. Metodele de management predicative sunt utilizate în industria chimică și gestionarea altor procese continue. Pachetul oferă:

modelarea, identificarea și diagnosticarea sistemelor;

suportul MISO (o mulțime de intrări este o ieșire), MIMO, caracteristici tranzitorii, modele de spațiu de stat;

analiza de sistem;

convertirea modelelor în diferite forme de reprezentare (spațiu de stat, rapoarte de transmisie);

furnizarea de manuale și exemple demonstrative.

O abordare previzibilă a sarcinilor de gestionare utilizează o linie liniară explicită modelul dinamic Obiect pentru a prezice impactul schimbărilor viitoare ale variabilelor de control asupra comportamentului obiectului. Problema de optimizare este formulată ca o sarcină de programare patratic cu limitări rezolvate pe fiecare tact de simulare renovate. Pachetul vă permite să creați și să testați regulatoarele atât pentru obiecte simple, cât și pentru obiecte complexe.

Pachetul conține mai multe funcții specializate pentru proiectarea, analizarea și modelarea sistemelor dinamice utilizând un control predicativ. Acesta susține următoarele tipuri de sisteme: impuls, timp continuu și discret, spațiu de stare. Sunt procesate diferite tipuri de perturbații. În plus, modelul poate include în mod clar restricții privind variabilele de intrare și ieșire.

Modelarea înseamnă că permit urmărirea și stabilizarea. Instrumentele de analiză includ calcularea polilor unui circuit închis, răspuns de frecvență, alte caracteristici ale sistemului de control. Pentru a identifica modelul din pachet există funcții de interacțiune cu pachetul de identificare a sistemului. Pachetul include, de asemenea, două funcții Simulink care vă permit să testați modelele neliniare.

19. MJ - Analiza și sinteza

(MJ) -analiză și sinteză

Analiza p-analiza și sinteza conține funcții pentru proiectarea sistemelor de control stabile. Pachetul utilizează optimizarea într-o rată uniformă și un parametru singular și. Acest pachet include o interfață grafică pentru a simplifica operațiile cu blocuri la proiectarea regulatorilor optimi. Proprietăți ambalaj:

• proiectarea autorităților de reglementare optimă în normă uniformă și integrală;
• evaluarea unui parametru singular valabil și cuprinzător MJ;

D-K-iterație pentru aproximativ Mu. -Sinteză;

interfață grafică pentru analizarea unui răspuns contur închis;

mijloace de reducere a ordinii modelului;

legarea directă a blocurilor individuale de sisteme mari.

Modelul modelului model poate fi creat și analizat pe baza matricelor de sistem. Pachetul acceptă modele continue și discrete. Pachetul are o interfață grafică completă care include: Abilitatea de a seta gama de date introduse, o fereastră de editare specială proprietăți D-K Iterații I. reprezentare grafică caracteristicile de frecvență. Are funcții pentru adăugarea matricei, multiplicarea, diferite transformări și alte operații față de matricele. Oferă posibilitatea de a reduce ordinea modelelor.

20. Statul de stat.

Statul de stat este un pachet de simulare a sistemelor gestionate de evenimente bazate pe teoria automatelor finite. Acest pachet este destinat utilizării cu pachetul de simulare a sistemelor dinamice Simulink. În orice simulink-mo-dela, puteți introduce o diagramă de stat (sau o diagramă SF), care va reflecta comportamentul componentelor obiectului (sau al sistemului) simulării. SF Diagrama este o animație. Potrivit acesteia, blocurile de culori alocate, puteți urmări toate etapele modelului sistemului simulat sau al dispozitivului și puneți-l în funcțiune dependent de anumite evenimente. Smochin. 23.6 ilustrează modelarea comportamentului mașinii în caz de situații de urgență pe drum. Sub modelul mașinii, o diagramă SF este vizibilă (mai precis, un cadru al muncii ei).

Pentru a crea diagrame SF, pachetul are un editor convenabil și simplu, precum și unelte de interfață cu utilizatorul.

21. Cutie de instrumente pentru feedback cantitativ

Cutie de instrumente pentru feedback cantitativ

Pachetul conține funcții pentru crearea sistemelor de feedback robust (durabile). QFT (teoria cantitativă a feedback-ului) este o metodă de inginerie care utilizează prezentarea de frecvență a modelelor pentru a îndeplini diferitele cerințe de calitate în prezența caracteristicilor incerte ale obiectului. Metoda se bazează pe observarea că feedbackul este necesar în cazurile în care unele caracteristici ale obiectului sunt incerte și / sau perturbațiile necunoscute sunt aplicate la intrarea sa. Caracteristicile pachetului:

evaluarea limitelor de frecvență ale feedback-ului inerente incertitudinii;

interfața grafică de utilizator care vă permite să optimizați procesul de găsire a parametrilor de feedback necesari;

funcții pentru a determina influența diferitelor blocuri introduse în model (multiplexoare, adande, bucle de feedback) în prezența incertitudinilor;

suport pentru modelarea contururilor analogice și digitale de feedback, cascade și scheme cu mai multe montate;

rezoluția incertitudinii în parametrii obiectului care utilizează modele parametrice și non-parametrice sau combinații ale acestor tipuri de modele.

Teoria feedback-ului este o continuare naturală a abordării de frecvență clasică a designului. Scopul său principal este de a proiecta regulatoare simple comenzi mici, cu o lățime de bandă minimă, satisfăcătoare caracteristici de înaltă calitate în prezența incertitudinilor.

Pachetul vă permite să calculați diferiți parametri de feedback, filtre, testarea regulatorilor în spațiul continuu și discret. Are o interfață grafică convenabilă care vă permite să creați regulatori simpli care îndeplinesc cerințele utilizatorului.

Qft vă permite să proiectați regulatoare care îndeplinesc diferite cerințe, în ciuda modificărilor parametrilor modelului. Datele măsurate pot fi utilizate direct pentru a proiecta regulatoarele, fără a fi nevoie să identifice răspunsul complex al sistemului.

22. LMI Control Toolbox

LMI Control Toolbox

Controlul ambalajului LMI (Inegalitatea Matrix Linear) oferă un mediu integrat pentru stabilirea și rezolvarea sarcinilor liniare de programare. Proiectat inițial pentru proiectarea sistemelor de control, pachetul vă permite să rezolvați orice sarcini de programare liniară în aproape orice domeniu de activitate, unde apar astfel de sarcini. Principalele caracteristici ale pachetului:

rezolvarea sarcinilor de programare liniară: sarcinile compatibilității restricțiilor, minimizarea scopurilor liniare în prezența restricțiilor liniare, minimizând propriile valori;

studiul sarcinilor de programare liniară;

editor grafic al sarcinilor de programare liniară;

stabilirea limitărilor în formă simbolică;

proiectarea multi-criterii a autorităților de reglementare;

verificarea durabilității: stabilitatea patrată a sistemelor liniare, rezistența Lyapunov, criteriul Popova Verificați sistemele neliniare.

Pachetul LMI Control conține algoritmi moderni simplificați pentru a rezolva sarcini de programare liniară. Utilizează reprezentarea structurală a constrângerilor liniare, ceea ce crește eficiența și minimizează cerințele de memorie. Pachetul are mijloace specializate pentru analizarea și proiectarea sistemelor de management bazate pe programarea liniară.

Folosind miezuri de lucru de programare liniară, puteți verifica cu ușurință stabilitatea sistemelor și sistemelor dinamice cu componente neliniare. Anterior, acest tip de analiză a fost considerat prea dificil de implementat. Pachetul permite chiar o astfel de combinație de criterii, care a fost considerată prea complicată și solvabilă numai cu ajutorul abordărilor euristice.

Pachetul este un instrument puternic pentru rezolvare sarcini convexe Optimizarea care apare în domenii precum controlul, identificarea, filtrarea ", designul structural, teoria grafului, interpolarea și algebra liniară. LMI Control include două tipuri de interfață grafică utilizator: editor de activități de programare liniară (lmi editor) și interfață Magshape. LMI Editor vă permite Pentru a stabili limitări simbolice, un MagShape oferă unui utilizator un instrument convenabil de lucru cu un pachet.

23. Pachete de identificare a sistemului

Pachete de identificare a sistemului

Sistemul de identificare a sistemului de identificare

Pachetul de identificare a sistemului conține mijloace pentru crearea de modele matematice de sisteme dinamice pe baza datelor observate de intrare și ieșire. Are o interfață grafică flexibilă care ajută la organizarea de date și crearea de modele. Metodele de identificare incluse în pachet sunt aplicabile pentru a rezolva o clasă largă de sarcini, de la proiectarea sistemelor de control și a semnalelor de prelucrare înainte de a analiza seriile de timp și vibrațiile. Proprietățile principale ale pachetului:

interfață simplă și flexibilă;

pre-prelucrarea datelor, inclusiv pre-filtrarea, ștergerea tendințelor și deplasări; Privind alegerea gamei de date pentru analiză;

analiza răspunsului în domeniul timpului și frecvenței;

maparea zerourilor și polii din sistemul de rapoarte a vitezei;

analiza reziduurilor la testarea modelului;

construcția de diagrame complexe, cum ar fi diagrama Nyquist etc.

Interfața grafică simplifică datele de pre-procesare, precum și procesul de dialog de identificare a modelului. De asemenea, este posibil să lucrați cu pachetul în modul de comandă și să utilizați expansiunea Simulink. Descărcarea și salvarea datelor, selectarea domeniului, eliminarea deplasării și tendințele se efectuează cu eforturi minime și se află în meniul principal.

Prezentarea datelor și a modelelor identificate este organizată grafic în așa fel încât, în procesul de identificare interactivă, utilizatorul poate reveni cu ușurință la pasul anterior de lucru. Pentru începători, există o oportunitate de a vedea următorii pași posibili. Mijloace grafice specializate vă permit să găsiți oricare dintre modelele obținute anterior și să evaluați calitatea acestuia în comparație cu alte modele.

Pornind de la măsurarea ieșirii și a intrării, puteți crea un model de model parametric care descrie comportamentul său în dinamică. Pachetul acceptă toate structurile de modele tradiționale, inclusiv autoregresele, structura Jenkins din box, etc. sprijină modele liniare de spațiu de stare, care pot fi definite atât în \u200b\u200bspațiu discret, cât și în spațiu continuu. Aceste modele pot include un număr arbitrar de intrări și ieșiri. Pachetul include caracteristici care pot fi utilizate ca date de testare pentru modelele identificate. Identificarea modelelor liniare este utilizată pe scară largă la proiectarea sistemelor de control atunci când doriți să creați un model al unui obiect. În modelele de procesare a semnalelor de model, pot fi utilizate pentru procesarea adaptivă a semnalelor. Metodele de identificare sunt aplicate cu succes pentru aplicațiile financiare.

24. Unelte de identificare a sistemului de domeniu de frecvență

Frecvența de identificare a sistemului de identificare a sistemului de identificare a sistemului

Pachetul de identificare al sistemului de frecvență oferă mijloace specializate pentru a identifica sistemele dinamice liniare pentru răspunsul lor temporar sau de frecvență. Metodele de frecvență vizează identificarea sistemelor continue, care este o completare puternică a unei metode discrete mai tradiționale. Metodele de pachete pot fi aplicate unor astfel de sarcini ca modelarea sistemelor electrice, mecanice și acustice. Proprietăți ambalaj:

perturbații periodice, factor de vârf, spectrul optim, secvențele binare pseudo-aleatoare și discrete;

calculul intervalelor de încredere ale amplitudinii și fazei, zerourilor și polilor;

identificarea sistemelor continue și discrete cu întârzieri necunoscute;

diagnosticarea modelului, inclusiv modelarea și calcularea reziduurilor;

conversia modelelor la caseta de instrumente de identificare a sistemului și înapoi.

Folosind abordarea frecvenței, puteți obține cel mai bun model în domeniul frecvenței; Evitați erorile de eșantionare; Evidențiați cu ușurință o componentă constantă a semnalului; Îmbunătățiți semnificativ raportul semnal / zgomot. Pentru a obține semnale perturbante, pachetul oferă funcții pentru generarea de secvențe binare, minimizând amploarea vârfului și îmbunătățirea caracteristicilor spectrale. Pachetul oferă identificarea sistemelor statice liniare continue și discrete, generarea automată a semnalelor de intrare, precum și o imagine grafică a zerourilor și a poliilor sistemului radiant. Funcțiile de testare a modelului includ calcularea reziduurilor, a rapoartelor de transmisie, a zerourilor și a polilor, a modelului de funcționare utilizând datele de testare.

25. Pachete suplimentare de expansiune MATLAB

Pachete suplimentare Expansiunea MATLAB

Toolbox Toolbox

Pachetul de programe de aplicare pentru construirea și modelarea unei varietăți de dispozitive de telecomunicații: linii de comunicații digitale, modemuri, convertoare de semnal etc. are un set bogat de modele diferite dispozitive Comunicare și telecomunicații. Conține o serie de exemple interesante de modelare a instrumentelor de comunicații, cum ar fi un modem care funcționează prin protocol V34, un modulator pentru a furniza modularea cu o singură bandă etc.

26. Blockset de procesare a semnalului digital (DSP)

Procesarea semnalului digital (DSP) Blockset

Pachetul de programe de aplicare pentru proiectarea dispozitivelor utilizând procesoare de semnal digital. Acestea sunt în primul rând filtre digitale extrem de eficiente, cu parametrii specificați sau adaptabili ai semnalelor de răspuns la frecvență (ACH). Rezultatele modelării și proiectării dispozitivelor digitale care utilizează acest pachet pot fi utilizate pentru a construi filtre digitale extrem de eficiente pe microprocesoarele moderne de procesare a semnalului digital.

27. Block set fix

Block Blockset

Acest pachet special se concentrează pe modelarea sistemelor de control digital și a filtrelor digitale ca parte a pachetului Simulink. Un set special de componente vă permite să comutați rapid între punct de vedere fix și plutitor (punct). Puteți specifica cuvinte cu lungimea de 8-, 16 sau 32 de biți. Pachetul are o serie de proprietăți utile:

utilizarea aritmetică nesuzionică sau binară;

selectați utilizatorul punctului binar;

instalarea automată a poziției punctului binar;

vizualizați o gamă maximă și minimă de semnal model;

comutați între calcule cu un punct fix și plutitor;

corectarea depășirii și prezența componentelor cheie pentru operațiunile cu puncte fixe; Operatori logici, mese de referință unice și bidimensionale.

28. Pachete pentru procesarea semnalelor și a imaginilor

Pachete pentru procesarea semnalelor și a imaginilor

Semnalul de procesare a semnalului

Pachet puternic pentru analizarea, modelarea și proiectarea dispozitivelor de prelucrare a tuturor tipurilor de semnale, asigurarea filtrării și transformărilor multiple.

Pachetul de procesare a semnalului oferă caracteristici extrem de extinse ale creării programelor de procesare a semnalului pentru aplicații științifice și tehnice moderne. Pachetul utilizează o varietate de tehnici de filtrare și cele mai noi algoritmi de analiză spectrală. Pachetul conține module pentru dezvoltarea sistemelor liniare și analizează seria de timp. Pachetul va fi util, în special, în domenii precum procesarea informațiilor audio și video, telecomunicații, geofizică, sarcini de gestionare modul real. Timp, economie, finanțare și medicină. Proprietățile principale ale pachetului:

modelarea semnalelor și sistemelor liniare;

proiectare, analiză și implementare a filtrelor digitale și analogice;

transformarea rapidă Fourier, cosinie discretă și altă conversie;

estimarea proceselor și a procesării semnalului statistic;

prelucrarea parametrică a seriei de timp;

generând semnale de diferite forme.

Pachetul de procesare a semnalului este o coajă ideală pentru analizarea și prelucrarea semnalelor. Utilizează practici dovedite de algoritmi aleși prin criterii de eficiență și fiabilitate maximă. Pachetul conține o gamă largă de algoritmi pentru reprezentarea semnalelor și a modelelor liniare. Acest set permite utilizatorului să abordeze flexibil crearea unui script de procesare a semnalului. Pachetul include algoritmi pentru transformarea unui model de la o vedere la alta.

Pachetul de procesare a semnalului include un set complet de metode pentru crearea filtrelor digitale cu o varietate de caracteristici. Vă permite să dezvoltați rapid filtre de frecvențe superioare și inferioare, filtre de trecere și întârziere, filtre multi-bandă, inclusiv filtre Chebyshev, Yula-Walker, eliptic etc.

Interfața grafică vă permite să proiectați filtre prin specificarea cerințelor pentru ele în modul de transfer al obiectelor de șoarece. Pachetul include următoarele metode noi de proiectare a filtrului:

metoda generalizată de CHEBYSHEV pentru crearea de filtre cu caracteristici de fază neliniară, coeficienți complexi sau răspuns arbitrar. Algoritmul a fost dezvoltat de Macken și Karam în 1995;

metoda de cel puțin pătrate cu restricții permite utilizatorului să monitorizeze explicit eroarea maximă (netezire);

metoda de calcul al ordinii minime a filtrului cu fereastra kaiserului;

metoda generalizată de Batterworth pentru proiectarea filtrelor de frecvență joasă cu cele mai omogene banda de lățime de bandă și atenuare.

Fondată pe procesarea semnalului algoritmului de conversie Fourier Fourier optimă, are caracteristici de neegalat pentru analiza de frecvență și estimările spectrale. Pachetul include funcții pentru calcularea transformării discrete Fourier, conversia de cosinie discretă, conversia Hilbert și a altor transformări utilizate adesea pentru analiză, codificare și filtrare. Pachetul implementează astfel de metode de analiză spectrală ca metodă de Velha, metoda de entropie maximă etc.

Noua interfață grafică vă permite să vizualizați și să evaluați vizual caracteristicile semnalelor, proiectarea și aplicarea filtrelor, pentru a produce o analiză spectrală, explorând efectul diferitelor metode și parametrii acestora la rezultatul obținut. Interfața grafică este utilă în special pentru vizualizarea rândurilor de timp, a spectrelor, a timpului și a frecvenței, localizarea zerourilor și a poliilor de funcții de transmisie ale sistemelor.

Procesarea semnalului este baza pentru rezolvarea multor alte sarcini. De exemplu, combinându-l cu pachetul de procesare a imaginilor, puteți procesa și analiza semnalele și imaginile bidimensionale. Într-o pereche de identificare a sistemului de identificare Procesarea semnalului vă permite să efectuați modelarea parametrică a sistemelor în domeniul timpului. În combinație cu rețeaua neuronală și pachetele logice fuzzy, pot fi create multe mijloace pentru prelucrarea datelor sau evidențierea caracteristicilor de clasificare. Mijloacele de generare a semnalului vă permite să creați semnale de impuls de diferite forme.

29. Toolbox de analiză spectrală de ordin superior

Toolbox de analiză spectrală de comandă superioară

Pachetul de analiză spectrală cu comandă superioară conține algoritmi speciali pentru analiza semnalelor utilizând momente de ordin de top. Pachetul oferă oportunități ample pentru analizarea semnalelor nonregioase, deoarece conține algoritmi, probabil cele mai avansate metode de analiză și prelucrare a semnalelor. Principalele caracteristici ale pachetului:

evaluarea spectrelor de înaltă ordine;

abordarea tradițională sau parametrică;

restaurarea amplitudinii și a fazei;

predicție liniară adaptivă;

restaurarea armonicii;

estimarea returului;

blocarea semnalelor de procesare.

Pachetul de analiză spectrală de ordin superior vă permite să analizați semnalele deteriorate de zgomotul non-geous și procesele care apar în sistemele neliniare. Spectrele de înaltă ordine definite în termeni de momente de cuplu de înaltă ordine conțin informații suplimentarecare nu pot fi obținute folosind doar o analiză a autocorelației sau a spectrului de putere de semnal. Spectrele de înaltă ordine permit:

suprimați zgomotul aditivului Gauss;

identificați semnalele de fază nemetalimetare;

să aloce informații datorită caracterului negustic al zgomotului;

detectați și analizați proprietățile neliniare ale semnalelor.

Aplicațiile posibile ale analizei spectrale de înaltă ordine includ acustică, biomedicină, econometrică, seismologie, oceanografie, fizică plasmă, radare și locați. Principalele caracteristici ale pachetului suportă spectre de înaltă ordine, estimare spectrală reciprocă, modele de predicție liniară și estimări de întârziere.

30. Unelte de procesare a imaginilor

Cutie de instrumente de procesare a imaginilor

Pachetul de procesare a imaginilor oferă oamenilor de știință, inginerilor și chiar artiștilor o gamă largă de fonduri pentru procesarea digitală și analiza imaginilor. Fiind strâns legată de mediul de dezvoltare a aplicațiilor MATLAB, pachetele de instrumente de procesare a imaginilor dvs. de la efectuarea operațiunilor de codificare pe termen lung și de depanare a algoritmilor, permițându-vă să vă concentrați asupra soluționării principalei sarcini științifice sau practice. Proprietățile principale ale pachetului:

recuperarea și selecția pieselor de imagine;

lucrați cu un site de imagine dedicat;

analiza imaginilor;

filtrare liniară;

conversia imaginii;

transformări geometrice;

o creștere a contrastului detaliilor importante;

transformări binare;

prelucrarea imaginilor și statisticile;

conversii de culoare;

schimbarea paletei;

conversia tipurilor de tip.

Pachetul de procesare a imaginilor oferă oportunități ample de a crea și de a analiza imagini grafice În mediul Matlab. Acest pachet oferă o interfață extrem de flexibilă care vă permite să manipulați imagini, să dezvoltați interactive modele grafice, să vizualizați seturile de date și să adnotați rezultatele pentru descrierile tehnice, rapoartele și publicațiile. Flexibilitate, conectare a algoritmilor de pachete cu o astfel de caracteristică a MATLAB, ca o descriere a matricei-vectorului, face un pachet foarte bine adaptat pentru a rezolva aproape orice sarcini pentru dezvoltarea și prezentarea graficelor. Exemple de aplicare a acestui pachet în sistemul MATLAB au fost prezentate în clasa 7. MATLAB include proceduri special concepute, permițând creșterea eficienței cochiliei grafice. Se poate observa, în special, astfel de caracteristici:

debugging interactiv în dezvoltarea grafică;

profilul pentru a optimiza timpul de execuție al algoritmului;

instrumente pentru construirea unei interfețe grafice grafice interactive (GUI Builder) pentru a accelera dezvoltarea șabloanelor GUI, permițându-le să o configureze pentru sarcinile utilizatorilor.

Acest pachet permite utilizatorului să petreacă mult mai puțin timp și efort pentru a crea imagini grafice standard și, astfel, concentrați eforturile asupra detaliilor și caracteristicilor importante ale imaginilor.

MATLAB și pachetul de procesare a imaginilor este cel mai adaptat pentru dezvoltarea, introducerea de idei noi și metode de utilizator. Pentru a face acest lucru, există un set de pachete conjugate care vizează rezolvarea tot felul de sarcini și sarcini specifice într-o formulare non-tradițională.

Pachetul de procesare a imaginilor este utilizat în prezent intens în mai mult de 4.000 de companii și universități din întreaga lume. Există o gamă foarte largă de sarcini pe care utilizatorii sunt rezolvate de către acest pachet, cum ar fi cercetarea spațială, evoluțiile militare, astronomia, medicina, biologia, robotica, știința materialelor, genetică etc.

31. Cutie de unelte de undă

Pachetul de undă furnizează utilizatorului un set complet de programe pentru studierea fenomenelor non-remarcabile multidimensionale cu wavelets (pachete de undă scurte). Metodele de pachete de undă de undă create relativ recent extinde capacitățile utilizatorului în zonele în care se aplică de obicei tehnica Fourier-descompunere. Pachetul poate fi util pentru aplicații cum ar fi procesele de exprimare și semnale audio, telecomunicații, geofizică, finanțe și medicină. Proprietățile principale ale pachetului:

interfață grafică avansată și un set de comenzi pentru analiză, sinteză, semnale de filtrare și imagini;

transformarea semnalelor continue multidimensionale;

conversia semnalului discret;

descompunerea și analiza semnalelor și a imaginilor;

o selecție largă de funcții de bază, inclusiv corectarea efectelor limită;

prelucrarea lotului de semnale și imagini;

analiza pachetelor de semnal bazate pe entropie;

filtrarea cu posibilitatea de a stabili praguri dure și ne-rigide;

compresie optimă a semnalului.

Folosind pachetul, puteți analiza astfel de caracteristici care ratează alte metode de analiză a semnalelor, adică tendințe, emisii, lacune în derivatele de ordine ridicate. Pachetul vă permite să comprimați și să filtrați semnalele fără pierderi explicite chiar și în cazurile în care aveți nevoie pentru a salva și componente de semnal de frecvență joasă. Există algoritmi de compresie și filtrare și pentru procesarea loturilor de semnale. Programele de compresie alocă numărul minim de coeficienți reprezentând cele mai exacte informațiile inițiale, ceea ce este foarte important pentru etapele ulterioare ale sistemului de compresie. Pachetul include următoarele seturi de bază de wavelets: Biortogonal, Haar, Hat mexican, Mayer, etc. De asemenea, puteți adăuga propriile dvs. elemente de bază în pachet.

Manualul de utilizare extins explică principiile de a lucra cu metodele de pachete, care le însoțesc cu numeroase exemple și o secțiune de legătură cu drepturi depline.

32. Alte pachete de aplicații

Alte pachete de aplicații

Toolbox de instrumente financiare

Un pachet de programe de aplicații pentru calcule financiare și economice este destul de relevant pentru perioada noastră de reforme ale pieței. Conține multe funcții pentru calcularea interesului complex, a depozitelor bancare, a calculelor de profit și multe altele. Din păcate, datorită numeroaselor (deși, în general, nu foarte fundamentale) diferențe în formulele financiare și economice, utilizarea sa în condițiile noastre nu este întotdeauna rezonabilă - există multe programe interne pentru astfel de calcule - de exemplu "Contabilitate 1c". Dar dacă doriți să vă conectați la bazele de date ale agențiilor de știri financiare - Bloom-Berg, IDC prin intermediul pachetului de instrumente de instrumente de date Matlab, apoi, desigur, utilizați pachetele financiare ale extensiei MATLAB.

Pachetul financiar este baza de soluționare a MATLAB a multor sarcini financiare, de la calcularea simplă a aplicațiilor distribuite pe scară largă. Pachetul financiar poate fi utilizat pentru a calcula ratele dobânzilor și profiturile, analizarea veniturilor și depozitelor derivate, optimizarea portofoliului de investiții. Principalele caracteristici ale pachetului:

procesarea datelor;

analiza dispersiei a eficienței portofoliului de investiții;

analiza seriei temporare;

calcularea rentabilității valorilor mobiliare și evaluarea cursurilor;

analiza statistică și analiza sensibilității pieței;

calculul venitului anual și calculul fluxurilor de numerar;

metode de acumulare a deducerilor de uzură și depreciere.

Având în vedere importanța unei date a acestei tranzacții financiare, pachetul financiar include mai multe funcții pentru manipularea datelor și a timpului în diferite formate. Pachetul financiar permite prețurile și veniturile din investiții în obligațiuni. Utilizatorul are capacitatea de a stabili non-standard, inclusiv neregulate și inconsistente între ele, grafice de debit și de creditare și calculul final în rambursarea facturilor. Funcțiile de sensibilitate economică pot fi calculate ținând cont de timpul de maturitate rapidă.

Algoritmii financiari pentru calcularea debitelor de numerar și a altor date reflectate în conturile financiare permit calcularea, în special, ratele dobânzilor la împrumuturi și împrumuturi, coeficienții de rentabilitate, încasările de credit și acumulările finale, evaluează și prezice costul portofoliului de investiții, calculează Indicatorii de uzură etc. Funcțiile ambalajului pot fi utilizate cu fluxul de numerar pozitiv și negativ (fluxul de numerar) (excesul de încasări de numerar asupra plăților sau plăților în numerar asupra aventurilor, respectiv).

Pachetul financiar conține algoritmi care vă permit să analizați portofoliul de investiții, dinamica și coeficienții de sensibilitate economică. În special, la determinarea eficacității investițiilor, funcțiile pachetului vă permit să formați un portofoliu care satisface sarcina clasică a orașului Markovic. Utilizatorul poate combina algoritmii de pachete pentru calcularea coeficienților de dimensionare și a ratelor de venituri. Analiza factorilor dinamicii și a sensibilității economice permite utilizatorului să determine pozițiile pentru tranzacția STREDDL, hedging-ul și tranzacțiile cu rate fixe. Pachetul financiar oferă, de asemenea, oportunități extinse de prezentare și prezentare a datelor și a rezultatelor sub formă de grafică și diagrame tradiționale pentru sferele economice și financiare. Numerarul poate fi afișat în zecimale, formate bancare și procentuale la cererea utilizatorului.

33. Maparea Toolbox

Pachetul de cartografiere oferă o interfață grafică și de comandă pentru analizarea datelor geografice, cartografiere și acces la accesul la surse externe Date despre geografie. În plus, pachetul este potrivit pentru a lucra cu multe atlase bine-cunoscute. Toate aceste mijloace în combinație cu MATLAB oferă utilizatorilor toate condițiile pentru lucrările productive cu date geografice științifice. Principalele caracteristici ale pachetului:

vizualizarea, prelucrarea și analiza datelor grafice și științifice;

mai mult de 60 de previziuni de carduri (directe și inverse);

proiectarea și afișarea vectorilor, matricei și cardurilor compozite;

interfață grafică pentru construirea și prelucrarea cardurilor și datelor;

aTLA de date globale și regionale și conjugare cu date guvernamentale de înaltă rezoluție;

caracteristicile statisticilor geografice și navigația;

reprezentarea tridimensională a cărților cu mijloace încorporate de iluminare și umbrire;

convertoare pentru formate de date geografice populare: DCW, Tiger, Etoro5.

Pachetul de cartografiere include mai mult de 60 de proeminențe cele mai cunoscute, inclusiv cilindrice, pseudo-cilindrice, conice, policonice și pseudonice, azimuthale și pseudo-monasimale. Proiecțiile directe și inverse sunt posibile, precum și speciile de proiecție non-standard specificate de utilizator.

În pachetul de cartografiere card Se numește orice variabilă sau set de variabile care reflectă sau prescriu o valoare numerică a unui punct sau zonă geografică. Pachetul vă permite să lucrați cu carduri de date vectoriale, matrice și mixte. O interfață grafică puternică oferă o lucrare interactivă cu hărți, cum ar fi abilitatea de a împrumuta un pointer la un obiect și făcând clic pe acesta, obțineți informații. MapTool Interfață grafică - Mediu complet de dezvoltare a aplicațiilor pentru lucrul cu carduri.

Cele mai cunoscute atlas ale lumii, Statele Unite, atlase astronomice fac parte din pachet. Structura geografică a datelor simplifică extracția și prelucrarea datelor de la atlase și carduri. Structura geografică a datelor și caracteristicile de interacțiune cu date geografice externe de diagramă digitală a formatelor mondiale (DCW), Tiger, TBASE și EORIO5 sunt colectate împreună pentru a oferi un instrument puternic și flexibil pentru a accesa deja baze de date geografice deja existente și viitoare. O analiză aprofundată a datelor geografice necesită adesea metode matematice care funcționează într-un sistem de coordonate sferic. Pachetul de cartografiere este prevăzut cu un subset de funcții geografice, statistice și de navigație pentru analiza datelor geografice. Funcțiile de navigare oferă oportunități ample pentru relocarea sarcinilor, cum ar fi rutele de poziționare și planificare.

34. Blocarea sistemului de alimentare

Cutie de instrumente de colectare a datelor și caseta de instrumente

Instrumentul de achiziție a datelor - Pachet de expansiune legat de zona de colectare a datelor prin blocuri conectate la magistrala internă a computerului, generatoare funcționale, analizoare de spectru - în cuvinte, dispozitive utilizate pe scară largă în scopuri de cercetare. Ele sunt susținute de baza computațională corespunzătoare. Noua casetă de instrumente de control al instrumentelor vă permite să conectați dispozitivele și dispozitivele cu o interfață serială și cu interfețe ale unui canal comun și VXI.

36. Toolbox Toolbox și caseta de instrumente Virtual Reality

Baza de date Toolbox și caseta de instrumente Virtual Reality

Viteza casetei de instrumente a bazei de date este ridicată mai mult de 100 de ori, cu care sunt schimbate informații cu un număr de sisteme de gestionare a bazelor de date prin drivere ODBC sau JDBC:

• Accesul 95 sau 97 Microsoft;

  Microsoft. SQL Server 6,5 sau 7,0;

  Serverul adaptiv Sybase 11;

  Sybase (fostul Watcom) SQL Server oriunde 5.0;

  IBM DB2 Universal 5.0;

• Computer Associates Ingres (toate versiunile).

Toate datele sunt pre-transformate într-o serie de celule din MATLAB 6.0. MATLAB 6.1 poate folosi, de asemenea, o serie de structuri. Visual Designer (Visual Query Builder) ne permite să realizăm o solicitare complexă arbitrar pentru dialecte limba SQL. Aceste baze de date sunt chiar fără cunoștințe SQL. Într-o sesiune, pot fi deschise multe baze de date inhomogene.

Caseta de instrumente Virtual Reality este disponibilă de la MATLAB 6.1. Permite animație și animație tridimensională, inclusiv modele Simulink. Limba de programare - VRML - Limba de modelare a realității virtuale (limba de modelare a realității virtuale). Vizualizarea animației este posibilă de la orice computer echipat cu un browser cu suport VRML. Aceasta confirmă faptul că matematica este o știință a relațiilor cantitative și a formelor spațiale ale oricărei lumi valabile sau virtuale.

37. Link Excel.

Vă permite să utilizați Microsoft Excel 97 ca procesor MATLAB I / O. Pentru a face acest lucru, este suficient să instalați în Excel ca o funcție de adăugare furnizată de fișierul de lucrări Math ExcLlLinkxla. În Excel aveți nevoie să apelați serviciul > Add-in\u003e Prezentare generală, selectați fișierul din directorul \\ MatLABR2 \\ Toolbox \\ Exlink și instalați-l. Acum, de fiecare dată când lansați Excel, va apărea fereastra de comandă MATLAB, iar panoul de control Excel este activat cu butoanele Getmatrix, Putmatrix, Evalustering. Pentru a închide MATLAB din Excel, este suficient să formați \u003d MLC1OSE () în orice celulă Excel. Pentru a deschide după executarea acestei comenzi, trebuie să faceți clic pe unul dintre butoanele Getmatrix, Putmatrix, EvaluString sau Apelați în Instrumente Excel\u003e Macro\u003e Run Mat! Abi Ni t. Având intervalul de celule Excel cu mouse-ul, puteți face clic pe Getmatrix și tipul de nume de variabile MATLAB. Matricea va apărea în Excel. Completați numere Gama de celule Excel, puteți selecta acest interval, faceți clic pe PuTmatrix și introduceți numele variabilei MATLAB. Lucrarea este astfel intuitivă de înțeles. Spre deosebire de legătura din Matlab Excel nu este sensibilă la registru: I și I, J și J sunt egale.

Apelați exemple demonstrative de pachete de expansiune.

MATLAB este un limbaj de calcul tehnic la nivel înalt, un mediu de dezvoltare algoritm interactiv și un instrument modern de analiză a datelor.
MATLAB în comparație cu limbile tradiționale de programare (C / C ++, Java, Pascal, Fortran) face posibilă reducerea sarcinilor tipice de rezolvare a timpului și simplifică foarte mult dezvoltarea de noi algoritmi.
MATLAB este baza întregii familii de produse matematice și este principalul instrument de rezolvare a unei game largi de sarcini științifice și aplicate, în domenii precum: obiecte și dezvoltare de sisteme de control, sisteme de comunicații, de semnal și de procesare a imaginilor, semnale de măsurare și Testarea, modelarea financiară, calcularea biologiei și etc.
Matlab Kernel vă permite să lucrați cu ușurință cu matrice de tipuri de date reale, integrate și analitice și cu structuri de date și tabele de căutare. MATLAB se va potrivi cu caracteristicile încorporate ale algebrei liniare (Lapack, Blas), Fast Fourier Transform (FFTw), funcții pentru lucrul cu polinomii, funcțiile statisticilor de bază și soluția numerică de ecuații diferențiale; Biblioteci matematice extinse pentru Intel MKL. Toate funcțiile de kernel MATLAB încorporate sunt proiectate și optimizate de experți și lucrează mai repede sau la fel ca echivalentul lor pe C / C ++.

Descrierea limbajului

Limba MATLAB este un limbaj de programare la nivel înalt, inclusiv matricele structurale de date, o gamă largă de funcții, un mediu integrat de dezvoltare, caracteristici orientate pe obiecte și interfețe la programele scrise în alte limbi de programare.

Programele scrise pe MATLAB sunt două tipuri - funcții și scripturi. Funcțiile au argumente de intrare și ieșire, precum și propriul spațiu de lucru pentru stocarea rezultatelor intermediare ale calculelor și variabilelor. Scripturile utilizează, de asemenea, spațiul de lucru general. Ambele scripturi și funcții nu sunt interpretate în codul mașinii și sunt stocate ca fișiere text. Există, de asemenea, posibilitatea de a salva așa-numitele programe pre-analizate - funcții și scripturi tratate în vizualizare, convenabil pentru performanța mașinii. În general, astfel de programe sunt efectuate mai repede decât normal.

Caracteristica principală a limbii MATLAB este oportunitățile sale largi de lucru cu matricele pe care creatorii de limbă exprimați în vectorul de gândire slogan (Ing. Gândiți-vă vectorizat).

Matematică și calcule

MATLAB oferă utilizatorului un număr mare de (câteva sute de sute) pentru analiza datelor care acoperă aproape toate zonele matematice, în special:
Matricele și matricele de algebră liniară - algebră, ecuații liniare, valori proprii și vector, singularitate, factorizarea matricelor și altele.
Interpolarea sunt polinoame - rădăcinile polinomilor, operațiunile pe polinoame și diferențierea acestora, interpolarea și extrapolarea curbelor și altele.
Statisticile matematice și analiza datelor - funcții statistice, regresie statistică, filtrare digitală, transformare rapidă Fourier și altele.
Prelucrarea datelor este un set de funcții speciale, inclusiv construcția de grafice, optimizarea, căutarea zerourilor, integrarea numerică (în quadraturi) și altele.
Ecuațiile diferențiale se soluționează ecuații algebrice diferențiale și diferențiale, ecuații diferențiale cu întârziere, ecuații cu restricții, ecuații în derivate private și altele.
Matricele asociate sunt o clasa specială de date MATLAB utilizată în aplicații specializate.
Integer aritmetică - efectuarea operațiilor aritmetice întregi în mediul MATLAB.

Dezvoltarea algoritmului

MATLAB oferă instrumente convenabile pentru dezvoltarea algoritmilor, inclusiv a conceptelor de programare orientate spre obiecte. Are toate mijloacele necesare unui mediu de dezvoltare integrat, inclusiv depanare și profiler. Funcții pentru lucrul cu tipuri de date întregi facilitează crearea de algoritmi pentru microcontrolere și alte aplicații în care este necesar.

Vizualizarea datelor

Pachetul MATLAB are un număr mare de funcții pentru grafice, incluzând analiza tridimensională, vizuală a datelor și crearea de role animate.

Mediul de dezvoltare încorporat vă permite să creați interfețe grafice utilizator cu controale diferite, cum ar fi butoanele, câmpurile de introducere și altele. Folosind componenta compilatorului MATLAB, aceste interfețe grafice pot fi convertite în aplicații independente.

Interfețe externe

Pachetul MATLAB include diferite interfețe pentru accesarea subprogramilor externe scrise în alte limbi de programare, date, clienți și servere care comunică prin model de obiect al componentelor sau tehnologii dinamice de schimb de date, precum și dispozitive periferice care interacționează direct cu MATLAB. Multe dintre aceste caracteristici sunt cunoscute numite Matlab API.

Com.

Pachetul MATLAB oferă acces la caracteristici care vă permit să creați, să manipulați și să ștergeți obiectele com (atât clienți, cât și server). Tehnologia ActiveX este de asemenea acceptată. Toate obiectele COM aparțin clasei speciale ale pachetului MATLAB. Toate programele care au funcții ale controlerului automatizării (controler automatizării) pot avea acces la MATLAB ca server de automatizare (Server de automatizare în limba engleză).

DDE.

Pachetul MATLAB conține funcții care îi permit să acceseze alte aplicații. miercuri Windows.Precum și aceste aplicații, accesați datele MATLAB, prin tehnologia dinamică de schimb de date (DDE). Fiecare aplicație care poate fi un server DDE are propriul nume de identificare unic. Pentru Matlab, acest nume este MATLAB.

Servicii web

În Matlab, este posibil să se apeleze serviciile web. Funcție specială Creează o clasă bazată pe metodele API pentru serviciul Web.

MATLAB interacționează cu clientul serviciului web făcând parcele, procesarea și parcelele de răspuns. Următoarele tehnologii sunt acceptate: Protocolul de acces simplu (săpun) și limba de descriere a serviciilor Web (WSDL).

COM Port.

Interfața port serial MATLAB oferă acces direct la dispozitive periferice, cum ar fi modemuri, imprimante și echipamente științifice, care se conectează la un computer printr-un port serial (portul COM). Interfața funcționează prin crearea unui obiect de clasă specială pentru un port serial. Metodele disponibile ale acestei clase vă permit să citiți și să scrieți date într-un port serial, să utilizați evenimente și stivuitoare de evenimente, precum și să scrieți informații pe un disc de computer în timp real. Acest lucru este necesar atunci când conduceți experimente, simularea sistemelor în timp real și pentru alte aplicații.

Mex fișiere.

Pachetul MATLAB include o interfață de interacțiune cu aplicațiile externe scrise în limbile C și Fortran. Această interacțiune se efectuează prin fișierele MEX. Este posibil să sunați subrutinele scrise în C sau Fitran din Matlab, ca și cum ar fi încorporate funcții de pachete. Fișierele MEX sunt biblioteci conectate dinamic care pot fi descărcate și executate de un interpret încorporat în MATLAB.

DLL.

Interfața MATLAB referitoare la DLL-ul comun vă permite să apelați funcții care se află în bibliotecile convenționale dinamic conectate direct de la MATLAB. Aceste funcții trebuie să aibă o interfață C.

În plus, MATLAB are capacitatea de a accesa funcțiile încorporate prin interfața C, care permite funcțiilor ambalajului în aplicațiile externe scrise în C. Această tehnologie din MATLAB se numește motorul C.

Kituri de scule

MATLAB are capacitatea de a crea seturi speciale de instrumente (Ing. Toolbox Toolbox) care își extinde funcționalitatea. Kiturile de scule sunt o colecție de funcții potrivite în MATLAB pentru a rezolva o clasă de sarcini specifice. Mathworks furnizează Seturi de instrumente care sunt utilizate în multe zone, inclusiv următoarele:
Prelucrarea semnalului digital, imagini și date: DSP Toolbox, caseta de instrumente de procesare a imaginilor, caseta de instrumente de unelte, caseta de instrumente de comunicare, seturi de funcții care vă permit să rezolvați o gamă largă de sarcini de procesare a semnalelor, imagini, proiectarea filtrelor digitale și a sistemelor de comunicații.
Cutie de instrumente pentru sisteme de control, analiză și set de instrumente de sinteză, cutie de instrumente de control robust, caseta de instrumente de identificare a sistemului, caseta de instrumente de control LMI, caseta de instrumente de control al modelului, seturi de funcții de facilitare a analizei și sintezei sistemelor dinamice, designului, modelării și identificării Sisteme de management, inclusiv algoritmi moderni de control, cum ar fi controlul robust, controlul H∞, sinteza LMN, sinteza μ și altele.
Analiza financiară: set de instrumente GARCH, caseta de instrumente cu venit fix, seria de serii de timp financiar, Toolbox de instrumente financiare derivate, caseta de instrumente financiare, seturi de instrumente de date - seturi de funcții care vă permit să colectați rapid și eficient și să transmiteți diverse informații financiare.
Analiza și sinteza hărților geografice, inclusiv caseta de instrumente tridimensionale: cartografiere.
Colectarea și analiza datelor experimentale: Toolbox-ul de achiziție a datelor, caseta de instrumente de achiziție a imaginilor, caseta de instrumente de control al instrumentului, link pentru codul compozitorului de coduri - seturi de funcții care vă permit să salvați și să procesați datele obținute în timpul experimentelor, inclusiv în timp real. O gamă largă de echipamente de măsurare științifică și inginerie este menținută.
Vizualizare și prezentare de date: Toolbox Virtual Reality - vă permite să creați lumi interactive și să vizualizați informațiile științifice utilizând tehnologii de realitate virtuală și limbi VRML.
Instrumente de dezvoltare: MATLAB Builder pentru COM, Matlab Builder pentru Excel, compilator MATLAB, Filter Design HDL Coder - Seturi de funcții care vă permit să creați aplicații independente din mediul MATLAB.
Interacțiuni cu produsele software externe: Generator de rapoarte MATLAB, link-ul Excel, caseta de instrumente baze de date, MATLAB Server web., Link pentru Modelsim - Seturi de funcții care vă permit să mențineți date în diferite tipuri în așa fel încât alte programe să poată funcționa cu acestea.
Baze de date: Toolbox Toolbox - Instrumente pentru lucrul cu baze de date.
Pachete științifice și matematice: Bioinformatică Toolbox Toolbox, cutie de instrumente logică fixă, algoritm de logică fuzzy și cutie de instrumente de căutare directă, cutie de instrumente OPC, cutie de instrumente de unelte diferențială, cutie de instrumente statistice, cutie de instrumente statistică - un set de instrumente de funcții matematice specializate pentru a rezolva o gamă largă de sarcini științifice și de inginerie, inclusiv dezvoltarea algoritmilor genetici, rezolvarea problemelor legate de derivate private, probleme întregi, optimizarea sistemelor și altele.
Rețele neuronale: Toolbox de rețea neuronală - Instrumente de sinteză și analiză a rețelelor neuronale.
Calcule simbolice: Toolbox-ul de matematică simbolic - Instrumente pentru calcule simbolice cu capacitatea de a interacționa cu programul de caractere arțar.

În plus față de cele de mai sus, există mii de alte seturi de instrumente pentru MATLAB scrise de alte companii și entuziaști.