学习Matlab的总结与感想

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1、海南大学本科生 20102011学年度 第2学期课程考查论文学院（中心、所）： 信息科学技术学院 专 业： 电子信息工程 研究方向： 班 级： 学生姓名： 学生证号： 课程名称： Matlab应用基础 论文题目： 学习Matlab的总结与感想 任课老师： （以上由学生填写）教师评阅：阅卷教师（签名）： 年 月 日摘 要本文从计算机语言、数学建模、网络控制系统仿真与结构化思维等方面阐述了半年来学习Matlab的心得体会与感想。由于个人知识有限，在部分细节问题的理解上可能存有偏差，还请杜老师批评指正，不吝赐教。关键词：Matlab语言 数学建模软件 网络控制系统仿真 结构化思维学习Matlab快半

2、个学期了，虽然还有很多问题不是很清楚，但通过实践学习，我对于Matlab总算有个整体的理解，而且每次上机操作，都会有一定的收获和感想，下面，就谈谈我个人对于Matlab的一些看法。（Matlab语言）Matlab和其它语言不一样，我这个学期学习的是C语言，另外，对于Action Script、HTML、php语言也接触过一些。C语言主要是面向过程的，它的灵活性比较强，可根据自己的意图编辑程序，但所耗费的时间和精力比较大。例如定义变量，就分为int、float、char等类型，十分麻烦，而Action Script与php就显得比较随意，不必纠结于哪一种类型的变量，比如，定义Var number

3、=3，Var play=true即可。相对于前两者而言，Matlab则显得更为灵活与快捷，它是一门解释性语言，能自动将高级语言翻译成机器语言。比如，求，当t=0,1,2,3,4,5时的值。如果使用C语言则需要定义变量，调用math函数，还要应用for循环、输出函数，而Matlab则不然，只需输入t=0:5;f=2.t，然后回车即可。另外，Matlab还配有许多常用公式，操作起来十分方便，例如，想求出在，时的零输入响应，应用dsolve函数，只需输入x=dsolve(D2y+3*Dy+2*y=0,y(0)=1,Dy(0)=1) 回车，即得结果：x=3*exp(-t)-2*exp(-2*t)。或许

4、，也正是Matlab语言简洁、优化的特点，才使得它在学术界被广泛应用吧。（数学建模）对于数学建模而言，Matlab是一款相当不错的建模辅助工具，因为 Matlab中有统计函数，线性分析函数，插值函数，非线性分析函数等等这些数模必备的函数，而且，Matlab强大的绘图功能可使很多数学演算过程变得可视化。这些对于分析问题都很有帮助。虽然我们学习的Matlab是电子信息工程方向的，但在下个学期,，班里的大部分同学都要参加数模竞赛，所以掌握好Matlab的各种函数模式就显得尤为重要了。（Simulink与信号系统）Matlab除了具有强大的数学功能外，还具备Simulink仿真功能，这为我们工科的学生

5、提供了许多便利。没有编辑M-file文件那么麻烦，Simulink很直观、形象，它使整个流程更加清晰明了，方便我们理解。譬如P132的图3.30，上面是一个Discrete Impulse，下面是Gain(-1)和Discrete Impulse，其Delay设置为3。一看便知最终Scope结果是两个间距为3且方向相反的脉冲波，而且修改起来也十分方便。同时，应用Simulink，也省去了部分编辑M-file文件的工作，使得效率更高，我想这也是Simulink为人们广泛接受的原因之一吧。提起Simulink，便想到信号与系统这门课程，Simulink中有大量该课程的常用函数，所以，学习Matla

6、b，对于我们更加深刻地理解信号与系统也是非常有帮助的。比如P140的图3.4.3，求系统的输出响应：先从工作空间取出x和h，分别FFT（傅里叶变换），然后相乘，最后求其傅里叶逆变换，即得结果，这就是信号与系统第三章所讲的连续系统的频域分析思想。（网络控制系统仿真）Matlab之所以能激发创作者的灵感，原因就在于它能把抽象的数学物理与直观形象的具体实例相结合。在第七章的学习中，我第一次接触到网络控制系统，了解到它的特性与应用情况。网络控制系统与现实社会有着密不可分的联系，无论在工业、军事还是生活，都有自动化控制的身影，比如P305的图7.4，我们可以假设u为“冷气”，经过DC Servo(被控对

7、象)的作用后变为y“暖气”，再将信号传给Node 4（传感器），传感器将信号传给Network（网络模块），由Node 3（控制器）进行离散PID控制算法处理之后，再将信号传给Node 2（执行器），最后反作用于DC Servo(被控对象)，其中，Node 1（干扰节点）能发送干扰网络通信的模拟信号，并在计算机节点中执行干扰的高优先级任务。TureTime工具箱在网络控制系统仿真中有着重要的应用。首先，传感器、控制器、执行器及干扰节点是网络控制的重要组成部分，有了TrueTime工具箱，我们只需调用TrueTime Kernel模块生成节点，然后对各个程序进行编辑，再建立对应的M-file文件

8、，便可达到预期效果，用不着自设模块那么麻烦了。另外，网络控制系统存在时延、丢包、乱序等问题，这些问题会使系统的稳定性变差，严重时甚至使系统失稳，如果没有一个精确的波形模拟，那么所造成的现实经济损失是无法估量的。而TrueTime的每个模块都内置了各式各样的参数，通过改变参数可在屏幕上直观形象地看到信号的传输情况，进而不断改错，完善系统。例如在Network模块的网络参数中有一个Data rate(bit/s)，即网络传输速率，其含义为每秒钟传输的二进制数，通过改变参数再运行的结果可知：在其它参数不变的情况下，网速越低，丢包越严重。通过有线网络与无线网络的对比学习，我对无线网络的控制系统也有了一

9、定的了解。其大部分参数设置与有线网络控制系统是相同的，所不同的是无线网络有其独特的功率问题。譬如：transmit power（发射功率），分别将其参数设置为20、40，从运行结果可以看到，如果发射功率过大，则会造成信号的资源浪费。另外，无线网络在各个节点内的反馈环上设置了电池模块，可通过积分模块来实现功耗变化情况的模拟。其实，当你了解某一参数的具体作用之后，在未运行之前，往往就能猜出大概结果了。例如：Receiver signal threshold（接受信号功率门限）参数，它的作用是节省功率消耗，将个别闲置的内核功率降至接近于零的状态，那么，将它的参数由-48变为-10，则信号必失真，因为

10、功率门限一旦提高，就会将一些非闲置（即有用的）内核功率也降为零的状态，必然导致信号失真。（图像处理模块）再谈谈Simulink图像处理模块，其实，视频图像处理模块库中的大部分功能，都可以应用其他软件来实现。比如，分析和增强模块库，我们可以在PS中将两个相同的图层叠加，然后设置混合模式为柔光即可实现相同效果。但所不同的是，Matlab是以矩阵运算为基础的软件，其强大的数学功能保证了它的精准性。例如在P244例5-9中，应用了opening模块库（即形态学操作开启），电脑自动将颜色与背景色接近的硬币的白色目标区合为一块，从而得出正确的运算结果。（Help功能）通过对Matlab的学习，我的自学能力

11、也有了一定的提高，毕竟，学习任何一款软件都要多做多练习，遇到不会的内容要多查些资料。Matlab软件中有Help功能，每当遇到不懂的函数，我就向Help请教。有一次遇到一个名为residuez的函数，Help之后，通过解释可知，该函数的作用是将F(z)展开成部分分式之和的形式，于是我按照调用格式进行编辑，得到了正确的结果。（结构化思维）学习Simulink之后，我感觉它不仅是一个仿真组件，它教给我的更是一种思维，一种建立模型分析问题的结构化思维方式。任何事物，从不同的角度来看，都可以想成是一个从头至尾、环环相扣的系统，我们想要了解整个系统的功能，就必须以每一块结构为思维对象，层层分析，最后得出

12、客观的规律的正确结果。譬如P98，例2-12,，它表述的是一个系统在激励u(t)作用下的响应。而分析的方式不同，所建立的模型肯定也不一样。若将微分方程式转化为，则仿真结果为图2.33所示，若两边同时求拉普拉斯变换，得G(s)，则仿真结果如图2.25所示，另外，还可通过计算状态方程进行仿真。但无论是哪一种模型的分析，我们都可以通过改变某一个小模块的参数来观察整个系统的变化，也可以从整体思路出发去设计每一个模块的内容，这就是Matlab所体现的结构化思维。当然，Matlab博大精深，仅凭短时间的学习不可能掌握得很熟，这就要求我们在今后的学习中慢慢地品味，细细地琢磨，只有经常去做，才能熟悉各个模块的功能，多思考才能体会其中的乐趣。参考文献1陈生潭,郭宝龙,李学武,高建宁.信号与系统（第三版）M.西安:西安电子科技大学出版社,2008.1, 403-445.2尚月强,杨一都. Matlab及其在数学建模中的应用J.贵州:贵州师范大学学报(自然科学版),2005,(1),77-81.3钱美,单勇,谢国善.基于Matlab的网络控制系统仿真J.微计算机信息,2007,(12),117-118+75.