MATLAB编程工具箱部分.ppt

MATLAB工具 箱 Matlab工具箱已经成为一 个系列产品，Matlab主工具 箱和各种工具箱（toolbox ） 。 2 我们的经管学院如何？ 经管学院学习MATLAB与其他学院有什么区别？ MATLAB只是理工科才能用？ 3 卖梳子给和尚的人(1) N个人去参加一招聘，主考官出了一道实践题目：把梳子卖给和尚。众多应聘者 认为这是开玩笑，最后只剩下甲、乙、丙三个人。主持人交代：以10日为限，向 我报告销售情况。十天一到。 主试者问甲：“卖出多少把？”答：“1把。”“怎么卖的？” 甲讲述了历尽的辛苦，游说和尚应当买把梳子，无甚效果，还惨遭和尚的责骂， 好在下山途中遇到一个小和尚一边晒太阳，一边使劲挠着头皮。 甲灵机一动， 递上木梳，小和尚用后满心欢喜，于是买下一把。 主试者问乙：“卖出多少把？”答：“10把。”“怎么卖的？” 乙说他去了一座名山古寺，由于山高风大，进香者的头发都被吹乱了，他找到寺 院 的住持说：“蓬头垢面是对佛的不敬。应在每座庙的香案前放把木梳，供善男 信女梳理鬓发。”住持采纳了他的建议。那山有十座庙，于是买下了10把木梳。 主试者问丙：“卖出多少把？”答：“1000把。” 主试者惊问：“怎么卖的？” 丙说他到一个颇具盛名、香火极旺的深山宝刹，朝圣者、施主络绎不绝。 丙对住持说：“凡来进香参观者，多有一颗虔诚之心，宝刹应有所回赠，以做纪 念，保佑其平安吉祥，鼓励其多做善事。我有一批木梳，您的书法超群，可刻上 积善梳三个字，便可做赠品。”住持大喜，立即买下1000 把木梳。得到“积善梳” 的施主与香客也很是高兴，一传十、十传百，朝 圣者更多，香火更旺 4 卖梳子给和尚的人(2) 然而故事并没有结束。一挑战者丁，找到主持人说，卖给和尚1000把梳子 算什么？我可以让和尚源源不断地买我的梳子，至少也得上千万吧。以一年为限 。许多人都认为开玩笑。 成本分析 他还是找到了那个主持，问他：您这边每天大概能赠出多少把梳子呢？ 主持回答：差不多50把。 他继续问：您觉得这与您所获得的香火钱相比是不是也是成本呢？ 主持回答：是的，虽然是赠，但是也是钱啊。佛门本来就没有什么钱。 他又问：你有没有想过收费呢？ 主持回答：怎么收费？ 他说：到您这来的人有达官贵人，也有平民百姓。总之是什么样的人都有吧。您 可以在梳子上下点工夫，让您的梳子在价格上有了价值的区别？卖给不同的人。 您在准备几把梳子，取名为“开光梳”，千金不卖，只赠送有缘人。然后把您的梳 子在命名为“智慧梳”“姻缘梳”“流年梳”“功名梳”。 一方面您的收入增加了，另一方 面您的寺庙的档次也就体现出来了。 这个主持一听，觉得有点道理的，于是就说好，这事就交给你来办吧。 5 卖梳子给和尚的人(3) 市场活动 丁很快就请了几个记者来宣传了一下这家寺院。然后造了一批梳子。举行了一 个盛大的“开光梳”仪式。当地的政府要人、各界明星都来了。当天就卖出了 10000把梳子。寺院的名气一下自上去了。 丁又请人给这个寺院杜撰了一些历史故事。很快，这个寺院成了当地的历史文 物。来的香客越来越多。梳子的销量越来越好。人们也不在乎掏钱买把梳子。丁 又出了一个策略：有的梳子掏钱也不卖。有的梳子必须掏钱才卖。 这样过了一段时间，寺院挣了不少钱。主持很佩服丁。这个时候，丁找到主持 说：你有没有发现前来的香客您都没有记录。据我观察，有的香客都来了好几次 了。您是不是应该对经常来的香客提供一些纪念性的梳子呢？ 主持一听，觉得也是，于是很快就让小和尚开始记录前来拜佛的香客。很快，小 和尚发现，前来的人太多了，毛笔根本记不住。主持又找到丁，问他有什么办法 ？ 丁说，我可以给你解决这个我问题，但是从今以后你必须听我的。我保证你的 主持能够当的比现在还风光，寺院的香客更多。主持想了一想，还是相信了他。 6 卖梳子给和尚的人(4) 引入客户资源管理(CRM) 丁，购买了一些电脑，在寺院内很隐蔽地架构了一个局域网，连接到外部的因特网 。并安装了一套客户资源管理系统。又设置了硬件设备。在梳子里面植入了FIRD芯 片。只要香客一进入寺院，关于这个香客的详细记录就全部在CRM系统里面展现出 来。 挖掘客户价值，数据库营销 主持看到这么个东西大吃一惊。丁开始用CRM来分析来寺院香客的详细资料。经常 有香客刚来到寺院，就被突然告之今天是他生日。香客们非常的感动。香火钱更多 了。 从那以后，香客们逢年过节的时候总能收到寺院寄的小礼品。梳子已经成为人们心 中的神圣的神物。只要去那家寺院的至少要为自己和家人带几把梳子，给远方的亲 人、朋友带几把梳子。一旦梳子用坏了，就自然想到了那家寺院。 分析发现竞争对手反击 过了段时间。丁通过CRM发现香客少。一打听，原来不远处也有一家寺院采取了同 样的赠送梳的方式。相当的一部分香客去了那家寺院。主持开始着急。恰逢国外一 重要人物来到本地。于是丁通过各种渠道请这个重要人物来到了这家寺院。其中有 一把制作精美的开光梳送给了这个国外友人。国内外N多记者记录了这一时刻。寺 院的知名度再次提升。丁制作了N把类似送国外友人的开光梳，不过是微型的。出 售给前来的香客。让这些人挂在脖子上，钥匙扣上做纪念。这个寺院随着国外的重 要人物一下子名声大震。旁边的那家小寺院一下子就没有了香客。 7 卖梳子给和尚的人(5) 销售过程远程控制 寺院扩建了一些，香客太多了。主持又招了一些小和尚。主持告诉了这些和尚怎么 样接待香客，什么样的人香客该出售或赠送什么样的梳子。刚好这个时候，国外请 这个主持去讲学，主持不放心寺院里新来的小和尚。想让丁来帮他教小和尚。丁给 了主持一台笔记本电脑说：每天抽时间上网就可以指点你的小和尚了。 于是，主持虽然在国外，但是通过CRM系统依然能知道寺院的运营情况。及时地指 点小和尚。 客户分类专人管理 当地的香客80%都到这家寺院来了。主持发现，虽然对香客进行信息分类管理，但 是由于接待香客的和尚素质不一样，经常出现出售错了梳子。主持找到了丁。 丁根据CRM里的跟进记录以及每个和尚接待香客的数量、次数、被香客投诉的次数 将现在的和尚进行了分类，不同的和尚接待不同的香客。香客发现这些和尚们更能 了解他们的心思了，满意度大大提高了。 绩效考核 主持一直就是有个心病，就是寺院中有很多的和尚偷赖，但又赶不走。又向丁求救 。丁对所有的和尚说：每个人必须要把自己所做的什么记录在CRM里，否则就请离 开寺院。和尚们很听话地照做了。丁通过统计分析很快就发现了偷赖的和尚。主持 把那些和尚赶下山去了，寺院运营紧凑。 8 卖梳子给和尚的人(6) 销售预测 寺院运营真的很不错。丁每个月都能通过CRM的漏斗来预测下一阶段能卖出多少梳 子。寺院蒸蒸日上。一年过去了，丁不知道卖出了多少把梳子。他已经成了寺院的 股东之一。他所挣的钱已经很多了很多了。 这个故事告诉我们： 中小企业突然发家很容易，但是要做大做强就必须要有战略的眼光。对客户的管理 不可疏忽。信息管理是放在第一位置考虑的。 故事还没有结束。 一天丁找到寺院的主持说：你看，我们卖梳子挣了不少钱，你有没有想过卖其他的 东西呢(扩大产品，扩大市场)？有没有想过在其他地方开设分院呢（设立分公司)？ 有没有想过举办一个佛学院，培养后备人才？有没有想过攫取更多的梳子的使用者 ，然后在梳子上做广告，然后在NASDQ上市，成为中国第一家在国外上市的寺庙 呢？ 9 经管学院的“工商管理” 市场营销：消费者行为学，销售预测，挖掘客户价值，广告 人力资源管理: CRM，挖掘客户价值 旅游管理：旅游管理中的寺院，广告与宣传 会计学原理：成本分析，绩效考核 信息管理：CRM部分，客户分类与专人管理，销售过程的远程控制，数据 库营销， 挖掘客户价值 企业管理：绩效考核 一、工具箱简介 功能型工具箱 通用型 功能型工具箱主要用来扩充 Matlab的数值计算、符号运算功能、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，能够用于多种学科 。 领域型工具箱 专用型 领域型工具箱是学科专用工具箱，其专业性很强， 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）等等。 MATLAB常用工具箱 Matlab Main Toolboxmatlab主工具箱 Control System Toolbox控制系统工具箱 Communication Toolbox通讯工具箱 Financial Toolbox财政金融工具箱 System Identification Toolbox系统辨识工具箱 Fuzzy Logic Toolbox模糊逻辑工具箱 Bioinformatics Toolbox生物分析工具箱 Image Processing Toolbox图象处理工具箱 Database Toolbox数据库工具箱 Model predictive Control Toolbox模型预测控制工具箱 Neural Network Toolbox神经网络工具箱 Optimization Toolbox优化工具箱 Partial Differential Toolbox偏微分方程工具箱 Robust Control Toolbox鲁棒控制工具箱 Signal Processing Toolbox信号处理工具箱 Spline Toolbox样条工具箱 Statistics Toolbox统计工具箱 Symbolic Math Toolbox符号数学工具箱 Simulink Toolbox动态仿真工具箱 Virtual Reality Toolbox虚拟现实工具箱 Wavelet Toolbox小波工具箱 等等. 而且每个新出的版本都在增加、更新完善。 1. Financial Toolbox Matlab自带金融工具箱，具有下列功能： 固定收益计算 日期数据处理 资产均值方差分析 时间序列分析 有价证卷的收益和价格 统计分析 定价和灵敏度分析 年金和现金流计算 抵押支持债卷 Matlab金融工具箱模块 Financial Derivatives Toolbox 是金融衍生产品工具箱，用于固定收益 、金融衍生物以及风险投资评估分析，也可用于各种金融衍生物定价策略以 及敏感度分析。 2. Financial Derivatives Toolbox 3. Financial Time Series Toolbox Financial Time Series Toolbox 用于分析金融市场的时间序列数据。金 融数据是时间序列数据，例如股票价格或每天的利息波动，可以用该工具箱 进行更加直观的数据管理。该工具箱支持下列功能： 技术分析函数分析投资。 可视化金融时间序列的对象； 提供两种创建金融时间序列的对象（用构造器和转换文本文件） ； FixedIncome Toolbox扩展了Matlab在金融财经方面的应用，可以用 固定收益模型进行计算，例如定价、收益和现金流动等有价证券的固定收益 计算。支持的固定收益类型包括有价证券抵押回报、社会债卷和保证金等。 该工具箱还能够处理相应金融衍生物的计算，支持抵押回收有价证券、国债 和可转换债卷等的计算。 Garch Toolbox 提供了一个集成计算环境，允许对单变量金融时序数据 的易变性进行建模。 Garch Toolbox使用一个广义ARMAX/GARCH复合模型 对带有条件异方差的金融时序数据进行仿真、预测和参数识别。 Garch Toolbox提供了基本工具为单变量广义自回归条件异方差GARCH（ Generalized Auto Regressive Conditional Heteroskedasticity）易变性进行 建模。 Garch Toolbox采用单变量GARCH模型对金融市场中的变化性进行分 析。 4. FixedIncome Toolbox 5. Garch Toolbox 上述工具箱基本上囊括了通常的金融计算，适用于金融学术研究， 特别适合金融实务工作者进行金融计算。 Financial Toolbox提供了一个 基于Matlab的财务分析支撑环境，可以完成许多种财务分析统计任务； 从简单计算到全面的分布式应用，财务工具箱都能够用来进行证卷定价 、资产组合收益分析、偏差分析和优化业务量等工作。 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以及模型转换 时域响应（脉冲响应、阶跃响应、斜坡响应） 频域响应（Bode图、Nyquist图） 根轨迹、极点配置 遗传算法和直接搜索工具箱 是针对 MATLAB 优化处理算法的扩展，它在 MATLAB 和 Optimization Toolbox 的基础上， 提供遗传算法和直接搜索的基本功能。 使用遗传算法工具箱的两种方法： 1.直接在命令窗口使用函数。 x fval = ga(fitnessfun, nvars, options) 优化工具箱 OPTIMIZATION TOOLBOX 线型规划和二次规划 求函数的最大值和最小值 多目标优化 约束条件下的优化 非线型方程求解 Demo：toolbox/optimization 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、DFT等变换 参数化模型 学科前沿最新的工具箱 模糊控制逻辑工具箱 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。 神经网络工具箱 神经网络系统具有集体运算的能力和自适应的学 习能力。具有很强的容错性和鲁棒性，善于联想、综合 和推广。 工具箱的扩充功能： 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语言的开发性。 二、通用工具箱 1.Matlab主工具箱 前面课程所介绍的数值计算、符号运算、绘图以及 句柄绘图都是matlab主工具箱的内容，是matlab的 基本部分，也是我们课程的重点。 Matlab主工具箱位于： c:matlabtoolboxmatlab matlab主工具箱是任何版本的matlab都不可缺少的 。 除toolboxmatlab之外的工具箱，在比较完整的专 业版matlab语言中有20多个工具箱。这些工具箱是 需要单独选择购买的。 matlab主工具箱共有31个函数库 datafun 数据分析函数库 sonnds 声音处理函数库 dde 动态数据交换函数库 elfun 初等数学函数库 specmat 特殊矩阵函数库 elmat 初等矩阵和时间函数库 funfun 函数功能和数学分析函数库 general 通用命令函数库 graphics 通用图形函数库 iofun 底层输入输出函数库 lang 语言结构函数库 matfun 矩阵线性代数函数库 ops 运算符和逻辑函数库 plotxy 二维绘图函数库 plotxyz 三维绘图函数库 color 颜色和光照函数库 polyfun 多项式函数库 sparfun 稀疏矩阵函数库 strfun 字符串函数库 demos matlab演示函数库 Matlab6 新增函数库: uitools 图形界面函数库 datatypes 数据类型函数库 graphics 句柄绘图函数库 graph3d 三维绘图 各函数库中的函数可用help 函数库名 查询，或type 函数名方法查询 例：help plotxy Two dimensional graphics. Elementary X-Y graphs. plot - Linear plot. loglog - Log-log scale plot. semilogx - Semi-log scale plot. semilogy - Semi-log scale plot. fill - Draw filled 2-D polygons. Graph annotation. title - Graph title. xlabel - X-axis label. ylabel - Y-axis label. text - Text annotation. gtext - Mouse placement of text. grid - Grid lines. 2. 符号运算工具箱 主要功能以符号为对象的数学。 在大学教学中，符号数学是各专业都 能用到的。 符号运算无须事先对独立变量赋值， 运算结果以标准的符号形式表达。 特点： 运算对象可以是没赋值的符号变量 可以获得任意精度的解 符号运算的功能 符号表达式、符号矩阵的创建 符号可变精度求解 符号线性代数 因式分解、展开和简化 符号代数方程求解 符号微积分 符号微分方程 例如： z =a*t2+b*t+c; r =solve(z,t) 对缺省变量求解 r = 1/2/a*(-b+(b2-4*a*c)(1/2) 1/2/a*(-b-(b2-4*a*c)(1/2) 对任意变量求解 r =solve(z,b) r = -(a*t2+c)/t r =solve(z,c) r = -a*t2-b*t r =solve(z,a) r = -(b*t+c)/t2 3. SIMULINK动态仿真工具箱 simulink工具箱简介 simulink 是实现动态系统建模、仿真和分析的一个集成 环境，使得matlab的功能得到进一步扩展，它可以非常 容易的实现可视化建模，把理论研究和工程实践有机的结 合在一起。 大部分专用工具箱只要以matlab主包为基础就能运行， 有少数工具箱（通讯工具箱、信号处理工具箱等）则要求 有simulink工具箱的支持。 由于matlab和simulink是集成在一起的，因此用户可以 在两种环境下对自己的模型进行仿真、分析和修改。 不用命令行编程，由方框图产生m文件 (s函数)。 当创建好的框图保存后，相应的m文件就自动生成，这 个.m文件包含了该框图的所有图形及数学关系信息。 框图表示比较直观，容易构造，运行速度较快。 Simulink优点 适应面广：包括线性、非线性系统；离 散、连续系统；定性系统。 结构和流程清晰：以方块图形式呈现 仿真精细、贴近实际 可实现物理仿真；计算机仿真；半实物 仿真；虚拟仿真；构造仿真。 simulink 的模型： simulink模型在视觉上表现为方框图，在文件上则是扩展 名为m的ASCII代码（matlab7是扩展名为mdl的ASCII代 码）；在数学上体现为一组微分方程或差分方程；在行为 上模拟了物理器件构成的实际系统的动态特性。 simulink 的一般结构： 输入系统输出 仿真原理 当在框图视窗中进行仿真的同时，matlab 实际上是运行 保存于simulink内存中s函数的映象文件，而不是解释运 行该m文件。 s函数并不是标准m文件，它可以是m文件，也可以是c或 c+程序，通过一定的规则让simulink的模型或模块能 够被调用。 例：连体弹簧振子运动仿真模型 dblcart1 结构图创建方法 一个动态系统的创建过程，就是一个方框图的绘制过程 具体步骤： 在matlab命令窗口键入simulink或者单击simulink快捷键 三、工具箱和工具箱函数的查询办法 1.matlab的目录结构 目录树 c:matlabbin c:matlabextern c:matlabsimulink c:matlabtoolboxcomm c:matlabtoolboxcontrol c:matlabtoolboxsymbolic . . . matlabbin 该目录包含matlab系统运行文件， matlab帮助文件及一些必需的二进制文件。 matlabextern 包含MATLAB与 C, FORTRAN 语 言的交互所需的函数定义和连接库。 matlabsimulink 包含建立simulink MEX-文件所必 需的函数定义及接口软件。 matlabtoolbox 各种工具箱，Math Works公司提供 的商品化matlab工具箱有30多种。toolbox目录下的子目录 数量是随安装情况而变的。 2. 工具箱 matlab toolbox工具箱在windows下由目 录检索得到。 也可以在matlab下得到，启动matlab后 cd_ matlab缺省目录是bin，回到 matlab目录下 cd_toolbox dir 工具箱清单 . compiler fixpoint lmi nag qft control fuzzy local ncd robust ada symbolic dspblks hosa matlab nnet signal uitools codegen fdident ident mpc optim simulink wavelet comm fina