Matlab在电子信息科学与技术专业上的应用

Matlab在电子信息科学与技术专业中的应用教员：电子信息科学与工程学院专业：电子信息科学与技术:级电气技术11-1级姓名：周建华好好学习：Matlab在电子信息科学与技术中的应用一、导言该翻译将对Matlab和电子信息科学与技术专业进行简单介绍。然后，根据自动化专业涉及的几项主要技术，对Matlab在应用中的现状和发展趋势进行了清晰的论述。在讨论过程中，将列举matlab在该技术中的应用实例。二、Matlab简介矩阵实验室(MATrix LABoratory)是美国MathWorks公司生产的商业数学软件矩阵实验室的缩写。MATLAB是用于算法开发、数据可视化、数据分析和数值计算的高级技术计算语言和交互环境。除了矩阵运算和绘制函数/数据图像等常见功能外，还可以使用MATLAB创建用户界面和调用其他语言(包括C、C和FORTRAN)编写的程序。三、电子信息科学技术专业简介电子信息科学与技术是一个范围广泛的专业，包括电子科学与技术和信息科学与技术。学习内容涉及电子学、信息技术和计算机。其培训方向涉及三个方向，如无线通信、图像传输与处理、信息与电子技术等。一些学院和大学涵盖两个专业方向，如通信和电子系统以及信号和信息处理。一般来说，它包括通信和信息系统、信号和信息处理、信息传输和交换、信息网络、信息处理和信息控制等。覆盖范围包括电信、广播、电视、雷达、声纳、导航、遥控遥测、遥感、电子对抗、测量、控制等领域，以及各军事和国民经济部门的各种信息系统。四.Matlab在主要自动化技术中的应用现状及发展趋势1.Matlab在模具电气技术中的应用现状及发展趋势模型电学课程是电子信息科学与技术专业学生必修的专业基础课。这是非常理论和实用的，有许多电路图和波形图。此外，它在控制理论分析中是复杂和抽象的。通常，仿真技术很少应用于模块化电气技术领域。基于Matlab 6.5，通过建立感应电机变频调速主电路仿真模型得到的可视化波形结果可以看出，Matlab作为一种新的高性能语言，为电力电子技术的研究和应用，尤其是在真实仿真方面提供了一个理想的工具。Matlab仿真模型是基于图1中的变频调速系统的示意图建立的，如图2所示。模拟输出结果如图3至图6所示。2.Matlab在传感器技术中的应用现状及发展趋势静态校准是传感器技术中一个非常重要的环节。MATLAB实现了传感器的静态标定。以ptl0热敏电阻为例，利用恒温水溶箱多次采集传感器的加载和卸载温度值，并重点测量20 40下各刻度的电阻值。其次，对数据进行整理，利用MATLAB实现温度传感器的静态标定。这个例子证明了算法的有效性。Matlab可用于标定传感器非线性、灵敏度和迟滞误差等静态指标，算法的有效性也可通过实例得到验证。此外，该方法可进一步推广应用。通过matlab的算法程序计算出所需的非线性和灵敏度，然后通过matlab的映射函数绘制出所需的曲线。3.Matlab在网络通信技术中的应用现状及发展趋势近年来，通信仿真技术越来越广泛地应用于通信系统的分析和设计中。Matlab语言用于信号与系统、通信原理、数字信号处理等课程的实验教学。在这些课程中，我们将学习使用matlab这一强大的仿真软件，它可以帮助我们更好地理解这些主要课程的内容，充分发挥我们的创造力和主观能动性。在matlab的帮助下，我们的创新思维可以得到更多的启发，我们可以借助仿真技术快速学会分析和设计通信系统。利用matlab中的模块化图形仿真软件Simulink，可以方便地对各种通信系统进行仿真和分析。进入Simulink仿真环境后，无需编写代码，只需用鼠标拖动库中的功能模块并连接，根据实验要求修改各个模块的参数，通过仿真环境建立通信系统模型，可以使一些枯燥的电路变得有趣，动态通信系统更加直观。通过仿真，可以清晰直观地观察到系统输出对应的不同情况。只要模块的参数稍加修改，就不需要重建仿真模型图。结果分析表明，与传统的硬件实验相比，matlab仿真方法具有更高的可靠性，不受空间、时间和物质条件的限制。我相信matlab在这项技术上会发展得越来越快。4.Matlab在自动控制原理和系统中的应用现状及发展趋势MATLAB在控制系统仿真中起着重要的作用。利用MATLAB提供的模块和简单命令，可以方便快捷地计算自动控制系统设计对象的各种参数，并模拟控制系统的响应曲线。MATLAB包含了对控制系统进行分析和设计的必要条件。工具箱功能，控制系统工具箱的内容几乎包括经典控制理论和现代控制理论的主要内容，包括模型建立、模型交换、模型简化、模型实现、模型特性、方程求解、时域响应、频域响应、根轨迹等功能。自动控制技术已经广泛应用于工业、农业、交通、航空航天等诸多领域，极大地提高了社会劳动生产率，改善了人们的工作条件，丰富和提高了人们的生活水平。在今天的社会生活中，自动化设备无处不在，为人类文明的进步做出了重要贡献。由于MATLAB极其易用，不要求用户具备先进的数学和编程语言知识，不要求用户对算法和编程技能有深刻的理解，并提供丰富的矩阵处理功能，因此受到了广大学生和科研工作者的青睐。利用MATLAB对控制系统进行计算机仿真的主要方法是：基于控制系统的传递函数，利用MATLAB的Simulink工具箱进行计算机仿真研究。为了保证生产设备的安全经济运行，在设计自动控制系统时，需要给出明确的系统性能指标，即控制系统的稳定性、准确性和快速性指标。这三项技术指标通常用于综合评价系统的控制水平。对于一个稳定的控制系统，有几个性能指标可以定量地衡量其性能：(1)峰值时间TP；(2)调整时间ts；(3)上升时间tr；(4)过冲Mp%。如何确定控制系统的性能指标是控制系统的一个分析问题。如何使自动控制系统的性能指标达到设计要求，是控制系统的设计和改造。过去，在设计时，需要通过定义性能指标手动完成大量复杂的计算。现在，可以利用MATLAB根据响应曲线快速准确地直接获得性能指标。下面是一个例子，介绍如何使用MATLAB快速得到结果。例如，找到以下二阶系统的性能指数：G(s)=首先，使用MATLAB在命令窗口中编写以下简单命令：num=3；%传递函数的分子多项式系数矩阵den=1 1.5 3步骤(g)%绘制单位阶跃响应曲线图1二阶系统的阶跃响应和性能指标单位阶跃响应曲线可通过上述命令获得，系统的性能指标可根据性能指标的定义右击曲线获得：峰值时间TP=1.22s；调节时间ts=4.84s。上升时间tr=0.878s。过冲Mp%=22.1%。如图1所示。通过这个例子可以看出，MATLAB软件给我们的计算带来了很大的方便，避免了人工计算带来的误差，提高了精度和准确度。控制系统稳定性性能分析众所周知，系统的质量应该根据系统是否稳定来判断。因此，稳定性是控制系统正常运行的首要条件。因此，在设计控制系统时，首先要判断系统的稳定性。在自动控制理论的学习过程中，通常用劳斯稳