虛擬儀器應(yīng)用技術(shù)

1、虛擬儀器應(yīng)用技術(shù)有關(guān)信息教師：吳恩啟Email:課件下載及信息發(fā)布： 密碼：vi2008 作業(yè)上傳：教材：Matlab7.0編程基礎(chǔ) LabView 8.2 基礎(chǔ)教程學(xué) 分 ：學(xué)分總學(xué)時(shí)數(shù)：學(xué)時(shí)（上課12 ,上機(jī)和試驗(yàn)20）上課時(shí)間：周二5-6節(jié)上課地點(diǎn)：3-2132022-08-262課程主要內(nèi)容第一章：MATLAB入門第二章：圖形與可視化第三章：Simulink仿真第四章：Labview 1第五章：Labview 2第六章：Labview 32022-08-263第一章MATLAB 入門2022-08-264主要內(nèi)容1.1 MATLAB簡介1.2 MATLAB的變量與函數(shù)1.3 矩陣運(yùn)算1

2、.4 M文件1.5 多項(xiàng)式運(yùn)算1.6 控制語句與邏輯運(yùn)算1.7 曲線擬合與插值1.8 符號(hào)運(yùn)算2022-08-2651.MATLAB的概況MATLAB是MatrixLaboratory。 功能具備卓越的數(shù)值計(jì)算能力專業(yè)水平的符號(hào)計(jì)算文字處理-Notebook可視化建模仿真實(shí)時(shí)控制1.1 MATLAB簡介2022-08-2661.MATLAB的概況MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué),工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB來解算問題要比用C,FORTRAN等語言完相同的事情簡捷得多.MATLAB 包括擁有數(shù)百個(gè)內(nèi)部函數(shù)的主包和三十幾種工具包(Toolbox).工具包又可以分

3、為功能性工具包和學(xué)科工具包.功能工具包用來擴(kuò)充MATLAB的符號(hào)計(jì)算,可視化建模仿真,文字處理及實(shí)時(shí)控制等功能.學(xué)科工具包是專業(yè)性比較強(qiáng)的工具包,控制工具包,信號(hào)處理工具包,通信工具包等都屬于此類1.1 MATLAB簡介2022-08-2672. MATLAB產(chǎn)生的歷史背景在70年代中期,Cleve Moler博士和其同事在美國國家科學(xué)基金的資助下開發(fā)了調(diào)用EISPACK和LINPACK的FORTRAN子程序庫.EISPACK是特征值求解的FOETRAN程序庫,LINPACK是解線性方程的程序庫.在當(dāng)時(shí),這兩個(gè)程序庫代表矩陣運(yùn)算的最高水平.到70年代后期,身為美國New Mexico大學(xué)計(jì)算機(jī)

4、系系主任的Cleve Moler,在給學(xué)生講授線性代數(shù)課程時(shí),想教學(xué)生使用EISPACK和LINPACK程序庫,但他發(fā)現(xiàn)學(xué)生用FORTRAN編寫接口程序很費(fèi)時(shí)間,于是他開始自己動(dòng)手,利用業(yè)余時(shí)間為學(xué)生編寫EISPACK和LINPACK的接口程序.Cleve Moler給這個(gè)接口程序取名為MATLAB,該名為matrix和labotatory兩個(gè)英文單詞的前三個(gè)字母的組合. 1983年春天,Cleve Moler到Standford大學(xué)講學(xué),MATLAB深深地吸引了工程師John Little.John Little敏銳地覺察到MATLAB在工程領(lǐng)域的廣闊前景.同年,他和Cleve Moler,

5、Steve Bangert一起,用C語言開發(fā)了第二代專業(yè)版.這一代的MATLAB語言同時(shí)具備了數(shù)值計(jì)算和數(shù)據(jù)圖示化的功能.1984年,Cleve Moler和John Little成立了Math Works公司,正式把MATLAB推向市場,并繼續(xù)進(jìn)行MATLAB的研究和開發(fā)，推出第一版。1.1 MATLAB簡介2022-08-268 1985 1.0 1986 2.0（含控制系統(tǒng)工具箱） 1988 3.9 1993 4.0（含Simulink1.0）告別DOS1994 4.2(含simulink2.0) 1997 5.0 1999 5.3 2000 6.0（含Simulink4.0） 2001

6、 6.1（含Simulink4.1） 2003 6.5 2004 7.0 2007 7.5（release 2007a） 2008 7.6 （release 2008a） 每半年出一新版本每年3月的就是200 xa，9月10月出的是200 xb 1.1 MATLAB簡介2022-08-2693.MATLAB特點(diǎn)：起點(diǎn)高1.1 MATLAB簡介每個(gè)變量代表一個(gè)矩陣，它可以有nm個(gè)元素；每個(gè)元素都看作復(fù)數(shù)，比其它語言優(yōu)越；所有的運(yùn)算都對(duì)矩陣和復(fù)數(shù)有效。2022-08-26103.MATLAB特點(diǎn)：起點(diǎn)高人機(jī)界面適合科技人員1.1 MATLAB簡介語言規(guī)則與筆算式相似：MATLAB的程序與科技人員的

7、書寫習(xí)慣相近，因此易寫易讀，易于在科技人員之間交流。矩陣行數(shù)、列數(shù)無需定義：若要輸入一個(gè)矩陣，在其它語言編程時(shí)必須先定義相應(yīng)的階數(shù)，而用MATLAB語言則不必有階數(shù)的定義語句，輸入數(shù)據(jù)的行列數(shù)就決定了它的階數(shù)。鍵入算式立即得結(jié)果，無需編譯：MATLAB是以解釋方式工作的，即它對(duì)每條語句解釋后立即執(zhí)行。若有錯(cuò)誤也立即作出反應(yīng)，便于編程者馬上改正。這都大大減輕了編程和調(diào)試的工作量。2022-08-26113.MATLAB特點(diǎn)：起點(diǎn)高人機(jī)界面適合科技人員強(qiáng)大而簡易的作圖功能1.1 MATLAB簡介能根據(jù)輸入數(shù)據(jù)自動(dòng)確定坐標(biāo)繪圖；能在多種坐標(biāo)系下繪圖；能繪制三維坐標(biāo)系中的曲線和曲面；可以設(shè)置不同顏色、

8、線形、觀看視角等。2022-08-26123.MATLAB特點(diǎn)：起點(diǎn)高人機(jī)界面適合科技人員強(qiáng)大而簡易的作圖功能智能化程度高1.1 MATLAB簡介繪圖時(shí)自動(dòng)選擇最佳坐標(biāo)以及按輸入輸出變量元數(shù)自動(dòng)選擇算法等；做數(shù)值積分時(shí)自動(dòng)按精度選擇步長；自動(dòng)檢測和顯示程序出錯(cuò)的能力強(qiáng)，易于調(diào)試。2022-08-26133.MATLAB特點(diǎn)：起點(diǎn)高人機(jī)界面適合科技人員強(qiáng)大而簡易的作圖功能智能化程度高功能豐富，可擴(kuò)展性強(qiáng)1.1 MATLAB簡介MATLAB軟件包括基本部分和專業(yè)擴(kuò)展部分。基本部分包括：矩陣的運(yùn)算和各種變換，代數(shù)和超越函數(shù)的求解，數(shù)據(jù)處理和傅立葉變換，數(shù)值積分等，可以滿足大學(xué)理工科本科的計(jì)算需要。擴(kuò)

9、展部分稱為工具箱。它實(shí)際上是用MATLAB的基本語句編成的各種子程序集，用于解決某一方面的專業(yè)問題，或?qū)崿F(xiàn)某一類的新算法?，F(xiàn)在已經(jīng)有通信系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、信號(hào)處理、2022-08-26141.1 MATLAB簡介4.MATLAB指令窗界面：p92022-08-26151.1 MATLAB簡介4.MATLAB指令窗是用戶和matlab交互的工具，直接運(yùn)行函數(shù)運(yùn)算。如計(jì)算：723，直接輸入7*23回車，則輸出計(jì)算結(jié)果ans=56使用“”可調(diào)出歷史指令，以便重新運(yùn)算或修改。2022-08-26161.1 MATLAB簡介4.MATLAB指令窗通用指令：p15顯示控制：菜單preferencescomm

10、and window進(jìn)行修改標(biāo)點(diǎn)符號(hào)的含義：p172022-08-26171.1 MATLAB簡介5.M文件為了替代MATLAB提示符輸入命令語句，可以把命令組寫成文本文件。用戶可以輸入這個(gè)文本文件名和它的自變量，文件的命令就會(huì)被執(zhí)行。新建M文件工具欄File-new-M-flie命令窗口：edit打開M文件工具欄菜單：保存M文件：M文件界面中建立一個(gè)M文件，內(nèi)容f=7*23。比較和指令窗的區(qū)別2022-08-26181.1 MATLAB簡介6.Matlab工作空間指運(yùn)行matlab的函數(shù)或指令所生成的所有變量和matlab提供的常量構(gòu)成的空間。比較抽象。打開matlab自動(dòng)創(chuàng)建，關(guān)閉matl

11、ab后自動(dòng)消失。who：查看當(dāng)前工作空間變量，只給出變量名；whos：查看當(dāng)前工作空間變量，給出詳細(xì)信息clear：清除工作空間變量。workspace：顯示、編輯變量2022-08-26191.變量命名規(guī)則：區(qū)分大小寫不超過63個(gè)字符，超過的字符將被忽略必須字母打頭，不含有空格和標(biāo)點(diǎn)符號(hào)不能和特殊變量重名2.注釋和標(biāo)點(diǎn)注釋：%后的文字是說明文字，不能被執(zhí)行標(biāo)點(diǎn)：（；不顯示）（，顯示）要采用英文下的標(biāo)點(diǎn)3.復(fù)數(shù)表示：a+bi ; sqrt（x）其中x為正實(shí)數(shù)用real, imag, abs, angle可分別求出復(fù)數(shù)的實(shí)部,虛部,幅值,相角4.常用數(shù)學(xué)函數(shù):p391.2 Matlab的變量與函

12、數(shù)2022-08-26201.矩陣表示矩陣用表示，元素間用空格或逗號(hào)隔開，行用分號(hào)隔開 A1=1 2 3 A2=1 2 3;4 5 6;7 8 9轉(zhuǎn)置 A3=A22.矩陣大小查詢查詢矩陣的行數(shù)和列數(shù) m,n=size(A1)矩陣最大維數(shù)：m=length(A1)元素的查找：i,j=find(A3) %找出矩陣元素中大于的元素的位置K=find(abs(A)1) %找出A中絕對(duì)值大于1的元素3.矩陣的塊操作:元素更改，插入子塊，提取子塊，擴(kuò)大維數(shù)等1.3 矩陣運(yùn)算2022-08-26214.矩陣運(yùn)算加減：相加減的矩陣的行數(shù)和列數(shù)應(yīng)該都相等乘:A*B,%A的列數(shù)應(yīng)等于B的行數(shù)除：左除AB,B為方矩

13、陣,A B的列數(shù)相等右除A/B,A為方矩陣, A B的行數(shù)相等1.3 矩陣運(yùn)算小竅門：如何修改matlab默認(rèn)路徑？右鍵點(diǎn)擊桌面程序快捷圖標(biāo)，選擇屬性，在起始位置上輸入新的默認(rèn)路徑EX1:matrix_cal.m2022-08-26225.解方程組 寫成矩陣形式AX=B左除求解：X=AB1.3 矩陣運(yùn)算EX2:equation.m2022-08-26231.多項(xiàng)式的表示： P(x)=ax4+bx3+cx2+dx+e 表示為p=a b c d e2.求根及逆運(yùn)算r=roots(p) p=poly(r)3.加、減、乘 P1+p2, p1-p2,conv(p1,p2)4.微分 polyder(p)EX3: ploy-cal.m1.5 多項(xiàng)式運(yùn)算2022-08-26241.循環(huán)語句 ：1) for (循環(huán)變量) end以固定的次數(shù)求一組命令的值，滿足次數(shù)才結(jié)束。