第七讲matlab6工具箱1
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MATLAB工具箱介绍软件Matlab由美国MathWorks, Inc.公司出品,它的前身是C1eveMoler教授(现为美国工程院院士,Mathworks公司首席科学家)为著名的数学软件包LINPACK和EISPACK所写的一个接口程序。
经过近20年的发展,目前Matlab已经发展成一个系列产品,包括它的内核及多个可供选择的工具箱。
Matlab的工具箱数目不断增加,功能不断改善,这里简要介绍其中的几个。
MATLAB 的M文件、工具箱索引和网上资源,可以从处查找。
(1)通讯工具箱 (Communication ToolboX)★提供100多个函数及150多个SIMULINK模块,用于系统的仿真和分析★可由结构图直接生成可应用的C语言源代码(2)控制系统工具箱 (Control System Too1box)★连续系统设计和离散系统设计★状态空间和传递函数★模型转换★频域响应:Bode图、Nyquist图、Nichols图★时域响应:冲击响应、阶跃响应、斜波响应等★根轨迹、极点配置、LQG(3)金融工具箱 (Financial Loo1boX)★成本、利润分析,市场灵敏度分析★业务量分析及优化★偏差分析★资金流量估算★财务报表(4)频率域系统辨识工具箱 (Frequency Domain System Identification Toolbox) ★辨识具有未知延迟的连续和离散系统★计算幅值/相位、零点/极点的置信区间★设计周期激励信号、最小峰值、最优能量谱等(5)模糊逻辑工具箱 (Fuzzy Logic Too1box)★友好的交互设计界面★自适应神经—模糊学习、聚类以及Sugeno推理★支持SIMULINK动态仿真★可生成C语言源代码用于实时应用(6)高阶谱分析工具箱 (Higher—Order Spectral Analysis Toolbox)★高阶谱估计★信号中非线性特征的检测和刻划★延时估计★幅值和相位重构★阵列信号处理★谐波重构(7)图像处理工具箱 (Image Processing Toolbox)★二维滤波器设计和滤波★图像恢复增强★色彩、集合及形态操作★二维变换★图像分析和统计(8)线性矩阵不等式控制工具箱 (LMI Control Too1boX)★LMI的基本用途★基于GUI的LMI编辑器★LMI问题的有效解法★LMI问题解决方案(9)模型预测控制工具箱 (Model Predictive Contro1 Too1box)★建模、辨识及验证★支持MISO模型和MIMO模型★阶跃响应和状态空间模型(10) μ分析与综合工具箱 (μ- Analysis and Synthesis Too1box) ★ μ分析与综合★H2和H∞最优综合★模型降阶★连续和离散系统★μ分析与综合理论(11)神经网络工具箱 (Neural Network Toolbox for MATLAB)★BP,Hopfield,Kohonen、自组织、径向基函数等网络★竞争、线性、Sigmoidal等传递函数★前馈、递归等网络结构★性能分析及反应(12)优化工具箱 (Optimization Too1box)★线性规划和二次规划★求函数的最大值和最小值★多目标优化★约束条件下的优化★非线性方程求解(13)偏微分方程工具箱 (Partial Differential Equation Toolbox) ★二维偏微方程的图形处理★几何表示★自适应曲面绘制★有限元方法(14)鲁捧控制工具箱 (Robust Contro1 Too1box)★LQG/LTR最优综合★H2和H∞最优综合★奇异值模型降阶★谱分解和建模(15)信号处理工具箱 (Signal Processing ToolboX)★数字和模拟滤波器设计、应用及仿真★谱分析和估计★FFT,DCT等变换★参数化模型(16)样条工具箱 (Spline Too1box)★分段多项式和B样条★样条的构造★曲线拟合及平滑★函数微分、积分(17)统计工具箱 (Statistics Too1box)★概率分布和随机数生成★多变量分析★回归分析★主元分析★假设检验(18)符号数学工具箱 (Symbolic Math Too1box) ★符号表达式和符号短阵的创建★符号微积分、线性代数、方程求解★因式分解、展开和简化★符号函数的二维图形★图形化函数计算器(19)系统辨识工具箱 (System Identification Toolbox) ★状态空间和传递函数模型★模型验证★ MA,AR,ARMA等★基于模型的信号处理★谱分析(20)小波工具箱 (WaveLab)★基于小波的分析和综合★图形界面和命令行接口★连续和离散小波变换及小波包★一维、二维小波★自适应去噪和压缩。
给Matlab添加⼯具箱Toolbox的⽅法(有截图详细讲解)
测试环境:Matlab R2012b, Windows 7.
虽然庞⼤的Matlab已经有了很多⼯具箱,但是这些Toolbox可能仍不能满⾜你的要求,常常需要⾃⼰添加Toolbox。
下⾯以添加卡尔曼滤波器⼯具箱为例,讲诉给Matlab添加⼯具箱的⽅法。
Step1:将下载的Kalman.zip解压得到KalmanAll⽂件夹,然后将该⽂件夹拷贝⾄Matlab的Toolbox⽬录,例如:D:\Program
Files\MATLAB\R2010b\toolbox。
Step2:打开Matlab,点击“File->Set Path->Add Folder”,添加刚才拷贝进⼊的KalmanAll⽂件夹。
切记如果你要添加的⽂件夹⾥⾯还有⼦⽂件夹,⼀定要点击“Add with Subfolders”,选择KalmanAll⽂件夹,添加该⽂件夹的所有⼦⽂件夹。
Step3:然后在“File->Preferences->General”⾥⾯,update Toolbox Path Cache就可以了。
最后可以测试⼀下,有没有添加成功。
在Matlab⾥⾯输⼊:which kalman_filter.m,如果可以显⽰正确的路径就OK了。
然后可以输⼊testKalman运⾏⼀个⼩例⼦。
第一章M A T L A B基础知识Matlab产生的背景:MATrix LABoratory(矩阵实验室)的缩写利用C语言等高级语言编写程序,过程比较烦琐,普通用户掌握起来较难。
不希望把时间过多的花在编程序上而忽略了问题本身的研究第 1 节Matlab 基本知识一、Matlab 的主要功能Matlab是一种功能非常强大的工程语言,诞生于20世纪70年代,1984年正式推向市场。
2002年8月,Matlab6.5开始发布。
是进行科学研究和产品开发必不可少的工具。
●数值和符号计算矩阵(数组)的四则运算(Matrix+Laboratory)、数值差分、导数、积分、求解微分方程、微分方程的优化等●数字图像、数字信号处理●工程和科学绘图●控制系统设计●财务工程●建模、仿真功能二、Matlab 的界面1.命令窗口(Command Window):Matlab各种操作命令都是由命令窗口开始,用户可以在命令窗口中输入Matlab命令,实现其相应的功能。
此命令窗口主要包括文本的编辑区域和菜单栏(如:四则运算;“;”禁止显示变量的值;↑↓遍历以前的命令)。
在命令窗口空白区域单击鼠标右键,打开快捷菜单,各项命令功能如下:Evaluate Selection :打开所选文本对应的表达式的值。
Open Selection :打开文本所对应的MatLab文件。
Cut :剪切编辑命令。
Paste :粘贴编辑命令。
2. M-文件编辑/调试(Editor/Debugger)窗口Matlab Editor/Debugger窗口是一个集编辑与调试两种功能于一体的工具环境。
M-文件(函数文件)●什么是M-文件:它是一种和Dos环境中的批处理文件相似的脚本文件,对于简单问题,直接输入命令即可,但对于复杂的问题和需要反复使用的则需做成M-文件(Script File)。
●创建M-文件的方法:Matlab命令窗的File/New/M-file。
Matlab工具箱所谓Matlab工具箱就是一些M文件的集合, 用户可以修改工具箱中的函数,更为重要的是用户可以通过编制M文件来任意地添加工具箱中原来没有的工具函数。
此功能充分体现了matlab语言的开放性。
许多的专业领域在Matlab中都有自己的工具箱,假如你发现你的专业领域没有的话, 你也可以自己开发一个。
还是先来通过下面这篇Matlab的各个工具箱功能介绍的小文章,来看看有没有你所需要的吧,有感兴趣的朋友,可以到网上搜各工具箱函数的细节,相信你会好运的。
有三十多个工具箱,大致可分为两类:功能型工具箱和领域型工具箱。
功能型工具箱主要用来扩充MATLAB的符号计算功能、图形建模仿真功能、文字处理功能以及与硬件实时交互功能,能用于多种学科。
而领域型工具箱是专业性很强的,如控制系统工具箱(Control System Toolbox)、信号处理工具箱(Signal Processing Toolbox)、财政金融工具箱(Financial Toolbox)等。
下面,将MATLAB工具箱内所包含的主要内容做简要介绍:1)通讯工具箱(Communication Toolbox)。
提供100多个函数和150多个SIMULINK模块用于通讯系统的仿真和分析——信号编码——调制解调——滤波器和均衡器设计——通道模型——同步可由结构图直接生成可应用的C语言源代码。
2)控制系统工具箱(Control System Toolbox)。
连续系统设计和离散系统设计* 状态空间和传递函数* 模型转换* 频域响应:Bode图、Nyquist图、Nichols图* 时域响应:冲击响应、阶跃响应、斜波响应等* 根轨迹、极点配置、LQG3)财政金融工具箱(FinancialTooLbox)。
* 成本、利润分析,市场灵敏度分析* 业务量分析及优化* 偏差分析* 资金流量估算* 财务报表4)频率域系统辨识工具箱(Frequency Domain System ldentification Toolbox* 辨识具有未知延迟的连续和离散系统* 计算幅值/相位、零点/极点的置信区间* 设计周期激励信号、最小峰值、最优能量诺等5)模糊逻辑工具箱(Fuzzy Logic Toolbox)。
第9章控制工程类工具箱介绍MATLAB的工具箱为使用该软件的不同领域内的研究人员提供了捷径。
迄今为止,大约有30多种工具箱面世,内容涉及自动控制、信号处理、图象处理等多种领域。
这些工具箱可以用来扩充MATLAB的符号计算功能、图形建模仿真功能、文字处理功能以及与硬件实时交互功能,也可以应用于多种学科、多种领域。
与这些工具箱函数相关的使用格式可以通过Help命令得到,用户也可以针对具体系统设计自己的工具箱。
9.2系统辨识工具箱系统辨识工具箱的主要功能包括:①参数模型辨识。
主要模型有ARX、ARMAX、BJ模型,以及状态空间和输入误差等模型类的辨识。
②非参数模型辨识。
③模型的验证。
对辨识模型的仿真,将真实输出数据与模型预测数据比较,计算相应的残差。
④基于递推算法的ARX、ARMAX模型的辨识。
⑤各种模型类的建立和转换函数。
⑥集成多种功能的图形用户界面。
该界面以图形的交互方式提供模型类的选择和建立、输入输出数据的加载和预处理,以及模型的估计等。
9.2.1 系统辨识原理及辨识模型简介系统辨识的主要内容包括:实验设计,模型结构辨识,模型参数辨识,模型检验。
常用的模型类有:(1)参数模型类利用有限的参数来表示对象的模型,在系统辨识工具箱中的参数模型类有:ARX模型、ARMAX模型、BJ(Box-Jenkins)模型、状态空间模型和输入误差模型。
通常都限定为以下特殊的情形:① ARX模型:()()()()()=-+(9.8)A q y tB q u t nk e t② ARMAX模型:()()()()()()=-+(9.9)A q y tB q u t nkC q e t③ BJ模型:()[()/()]()[()/()]()=-+(9.10) y t B q F q u t nk C q D q e t=-+(9.11) ()()[()/()]()[()/()]()A q y tB q F q u t nkC qD q e t④输入误差模型:()()[()/()]()()=-+(9.12)A q y tB q F q u t nk e t⑤ 状态空间模型:(1)()()()()()()x t Ax t Bu t y t Cx t Du t v t +=+=++ (9.13)其中A,B,C,D 为状态空间模型的系数矩阵,v(t)为外界噪声信号。
MATLAB深度学习工具箱教程第一章:MATLAB深度学习工具箱概述MATLAB深度学习工具箱是MathWorks公司开发的一套用于深度学习任务的工具。
它提供了丰富的函数和算法,可以帮助用户在MATLAB环境下进行深度学习模型的设计、训练和推理。
本章将介绍MATLAB深度学习工具箱的主要功能和应用领域。
首先,MATLAB深度学习工具箱提供了丰富的预训练模型。
这些模型已经在大规模数据集上进行了训练,并在各种视觉、语音和文本任务中取得了良好的性能。
用户可以直接使用这些预训练模型,从而节省了大量的训练时间和计算资源。
其次,MATLAB深度学习工具箱还支持自定义模型的设计和训练。
用户可以根据自己的任务需求,使用MATLAB提供的高级API来构建复杂的深度学习模型,包括卷积神经网络、循环神经网络和生成对抗网络等。
同时,工具箱还提供了丰富的训练算法和优化器,可以帮助用户有效地训练模型并提高模型的性能。
第二章:MATLAB深度学习工具箱的应用领域MATLAB深度学习工具箱具有广泛的应用领域,包括图像处理、计算机视觉、语音识别、自然语言处理等。
本章将以计算机视觉为例,介绍MATLAB深度学习工具箱在图像分类、目标检测和图像生成等任务中的应用。
首先,MATLAB深度学习工具箱可以用于图像分类任务。
用户可以使用预训练模型,将输入图像的特征提取和分类过程简化为一步操作。
此外,用户还可以通过微调预训练模型,提高其在特定任务上的性能。
工具箱提供了一系列评估指标,可以帮助用户评估模型在测试集上的性能。
其次,MATLAB深度学习工具箱还可以用于目标检测任务。
用户可以使用预训练的目标检测模型,将输入图像中的目标位置和类别信息提取出来。
工具箱提供了多种目标检测算法,包括基于区域建议的方法和单阶段方法,可以根据任务需求选择合适的算法。
第三章:MATLAB深度学习工具箱的基本操作在使用MATLAB深度学习工具箱进行深度学习任务之前,用户需要了解一些基本的操作。