虛擬儀器應用技術

1、虛擬儀器應用技術有關信息教師：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 LabView 8.2 基礎教程學 分 ：學分總學時數(shù)：學時（上課12 ,上機和試驗20）上課時間：周二5-6節(jié)上課地點：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 矩陣運算1

2、.4 M文件1.5 多項式運算1.6 控制語句與邏輯運算1.7 曲線擬合與插值1.8 符號運算2022-08-2651.MATLAB的概況MATLAB是MatrixLaboratory。 功能具備卓越的數(shù)值計算能力專業(yè)水平的符號計算文字處理-Notebook可視化建模仿真實時控制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，它的指令表達式與數(shù)學,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科工具包.功能工具包用來擴充MATLAB的符號計算,可視化建模仿真,文字處理及實時控制等功能.學科工具包是專業(yè)性比較強的工具包,控制工具包,信號處理工具包,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基金的資助下開發(fā)了調用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.在當時,這兩個程序庫代表矩陣運算的最高水平.到70年代后期,身為美國New Mexico大學計算機

4、系系主任的Cleve Moler,在給學生講授線性代數(shù)課程時,想教學生使用EISPACK和LINPACK程序庫,但他發(fā)現(xiàn)學生用FORTRAN編寫接口程序很費時間,于是他開始自己動手,利用業(yè)余時間為學生編寫EISPACK和LINPACK的接口程序.Cleve Moler給這個接口程序取名為MATLAB,該名為matrix和labotatory兩個英文單詞的前三個字母的組合. 1983年春天,Cleve Moler到Standford大學講學,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語言同時具備了數(shù)值計算和數(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：起點高1.1 MATLAB簡介每個變量代表一個矩陣，它可以有nm個元素；每個元素都看作復數(shù)，比其它語言優(yōu)越；所有的運算都對矩陣和復數(shù)有效。2022-08-26103.MATLAB特點：起點高人機界面適合科技人員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：若要輸入一個矩陣，在其它語言編程時必須先定義相應的階數(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)。鍵入算式立即得結果，無需編譯：MATLAB是以解釋方式工作的，即它對每條語句解釋后立即執(zhí)行。若有錯誤也立即作出反應，便于編程者馬上改正。這都大大減輕了編程和調試的工作量。2022-08-26113.MATLAB特點：起點高人機界面適合科技人員強大而簡易的作圖功能1.1 MATLAB簡介能根據(jù)輸入數(shù)據(jù)自動確定坐標繪圖；能在多種坐標系下繪圖；能繪制三維坐標系中的曲線和曲面；可以設置不同顏色、

8、線形、觀看視角等。2022-08-26123.MATLAB特點：起點高人機界面適合科技人員強大而簡易的作圖功能智能化程度高1.1 MATLAB簡介繪圖時自動選擇最佳坐標以及按輸入輸出變量元數(shù)自動選擇算法等；做數(shù)值積分時自動按精度選擇步長；自動檢測和顯示程序出錯的能力強，易于調試。2022-08-26133.MATLAB特點：起點高人機界面適合科技人員強大而簡易的作圖功能智能化程度高功能豐富，可擴展性強1.1 MATLAB簡介MATLAB軟件包括基本部分和專業(yè)擴展部分?；静糠职ǎ壕仃嚨倪\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，可以滿足大學理工科本科的計算需要。擴

9、展部分稱為工具箱。它實際上是用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，或實現(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，直接運行函數(shù)運算。如計算：723，直接輸入7*23回車，則輸出計算結果ans=56使用“”可調出歷史指令，以便重新運算或修改。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進行修改標點符號的含義：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。用戶可以輸入這個文本文件名和它的自變量，文件的命令就會被執(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提供的常量構成的空間。比較抽象。打開matlab自動創(chuàng)建，關閉matl

11、ab后自動消失。who：查看當前工作空間變量，只給出變量名；whos：查看當前工作空間變量，給出詳細信息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個字符，超過的字符將被忽略必須字母打頭，不含有空格和標點符號不能和特殊變量重名2.注釋和標點注釋：%后的文字是說明文字，不能被執(zhí)行標點：（；不顯示）（，顯示）要采用英文下的標點3.復數(shù)表示：a+bi ; sqrt（x）其中x為正實數(shù)用real, imag, abs, angle可分別求出復數(shù)的實部,虛部,幅值,相角4.常用數(shù)學函數(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隔開，行用分號隔開 A1=1 2 3 A2=1 2 3;4 5 6;7 8 9轉置 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，擴大維數(shù)等1.3 矩陣運算2022-08-26214.矩陣運算加減：相加減的矩陣的行數(shù)和列數(shù)應該都相等乘:A*B,%A的列數(shù)應等于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 矩陣運算小竅門：如何修改matlab默認路徑？右鍵點擊桌面程序快捷圖標，選擇屬性，在起始位置上輸入新的默認路徑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 矩陣運算EX2:equation.m2022-08-26231.多項式的表示： 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 多項式運算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)才結束。