学习Matlab的总结与感想_matlab学习感想
学习Matlab的总结与感想由刀豆文库小编整理,希望给你工作、学习、生活带来方便,猜你可能喜欢“matlab学习感想”。
海南大学本科生 2010—2011学年度 第2学期 课程考查论文 学院(中心、所): 信息科学技术学院 专 业: 电子信息工程 研究方向: 班 级:
学生姓名:
学生证号:
课程名称: Matlab应用基础
论文题目: 学习Matlab的总结与感想
任课老师:
(以上由学生填写)
教师评阅:
阅卷教师(签名):
****年**月**日
摘 要
本文从计算机语言、数学建模、网络控制系统仿真与结构化思维等方面阐述了半年来学习Matlab的心得体会与感想。由于个人知识有限,在部分细节问题的理解上可能存有偏差,还请杜老师批评指正,不吝赐教。
关键词:Matlab语言 数学建模软件 网络控制系统仿真 结构化思维
(Simulink与信号系统)
Matlab除了具有强大的数学功能外,还具备Simulink仿真功能,这为我们工科的学生提供了许多便利。
没有编辑M-file文件那么麻烦,Simulink很直观、形象,它使整个流程更加清晰明了,方便我们理解。譬如P132的图3.30,上面是一个Discrete Impulse,下面是Gain(-1)和Discrete Impulse,其Delay设置为3。一看便知最终Scope结果是两个间距为3且方向相反的脉冲波,而且修改起来也十分方便。同时,应用Simulink,也省去了部分编辑M-file文件的工作,使得效率更高,我想这也是Simulink为人们广泛接受的原因之一吧。
提起Simulink,便想到《信号与系统》这门课程,Simulink中有大量该课程的常用函数,所以,学习Matlab,对于我们更加深刻地理解《信号与系统》也是非常有帮助的。比如P140的图3.4.3,求系统的输出响应:先从工作空间取出x和h,分别FFT(傅里叶变换),然后相乘,最后求其傅里叶逆变换,即得结果,这就是《信号与系统》第三章所讲的连续系统的频域分析思想。
(网络控制系统仿真)
Matlab之所以能激发创作者的灵感,原因就在于它能把抽象的数学物理与直观形象的具体实例相结合。
在第七章的学习中,我第一次接触到网络控制系统,了解到它的特性与应用情况。网络控制系统与现实社会有着密不可分的联系,无论在工业、军事还是生活,都有自动化控制的身影,比如P305的图7.4,我们可以假设u为“冷气”,经过DC Servo(被控对象)的作用后变为y“暖气”,再将信号传给Node 4(传感器),传感器将信号传给Network(网络模块),由Node 3(控制器)进行离散PID控制算法处理之后,再将信号传给Node 2(执行器),最后反作用于DC Servo(被控对象),其中,Node 1(干扰节点)能发送干扰网络通信的模拟信号,并在计算机节点中执行干扰的高优先级任务。
TureTime工具箱在网络控制系统仿真中有着重要的应用。首先,传感器、控制器、执行器及干扰节点是网络控制的重要组成部分,有了TrueTime工具箱,我们只需调用TrueTime Kernel模块生成节点,然后对各个程序进行编辑,再建立对
应的M-file文件,便可达到预期效果,用不着自设模块那么麻烦了。另外,网络控制系统存在时延、丢包、乱序等问题,这些问题会使系统的稳定性变差,严重时甚至使系统失稳,如果没有一个精确的波形模拟,那么所造成的现实经济损失是无法估量的。而TrueTime的每个模块都内置了各式各样的参数,通过改变参数可在屏幕上直观形象地看到信号的传输情况,进而不断改错,完善系统。例如在Network模块的网络参数中有一个Data rate(bit/s),即网络传输速率,其含义为每秒钟传输的二进制数,通过改变参数再运行的结果可知:在其它参数不变的情况下,网速越低,丢包越严重。
通过有线网络与无线网络的对比学习,我对无线网络的控制系统也有了一定的了解。其大部分参数设置与有线网络控制系统是相同的,所不同的是无线网络有其独特的功率问题。譬如:transmit power(发射功率),分别将其参数设置为20、40,从运行结果可以看到,如果发射功率过大,则会造成信号的资源浪费。另外,无线网络在各个节点内的反馈环上设置了电池模块,可通过积分模块来实现功耗变化情况的模拟。
其实,当你了解某一参数的具体作用之后,在未运行之前,往往就能猜出大概结果了。例如:Receiver signal threshold(接受信号功率门限)参数,它的作用是节省功率消耗,将个别闲置的内核功率降至接近于零的状态,那么,将它的参数由-48变为-10,则信号必失真,因为功率门限一旦提高,就会将一些非闲置(即有用的)内核功率也降为零的状态,必然导致信号失真。
(图像处理模块)
再谈谈Simulink图像处理模块,其实,视频图像处理模块库中的大部分功能,都可以应用其他软件来实现。比如,分析和增强模块库,我们可以在PS中将两个相同的图层叠加,然后设置混合模式为柔光即可实现相同效果。
但所不同的是,Matlab是以矩阵运算为基础的软件,其强大的数学功能保证了它的精准性。例如在P244例5-9中,应用了opening模块库(即形态学操作开启),电脑自动将颜色与背景色接近的硬币的白色目标区合为一块,从而得出正确的运算结果。
(Help功能)
通过对Matlab的学习,我的自学能力也有了一定的提高,毕竟,学习任何一款软件都要多做多练习,遇到不会的内容要多查些资料。Matlab软件中有Help功能,每当遇到不懂的函数,我就向Help请教。有一次遇到一个名为residuez的函数,Help之后,通过解释可知,该函数的作用是将F(z)展开成部分分式之和的形式,于是我按照调用格式进行编辑,得到了正确的结果。
(结构化思维)
学习Simulink之后,我感觉它不仅是一个仿真组件,它教给我的更是一种思维,一种建立模型分析问题的结构化思维方式。任何事物,从不同的角度来看,都可以想成是一个从头至尾、环环相扣的系统,我们想要了解整个系统的功能,就必须以每一块结构为思维对象,层层分析,最后得出客观的规律的正确结果。
譬如P98,例2-12,,它表述的是一个系统在激励u(t)作用下的响应。而分析的方式不同,所建立的模型肯定也不一样。若将微分方程式转化为x''0.2u(t)0.2x'0.4x,则仿真结果为图2.33所示,若两边同时求拉普拉斯变换,得G(s),则仿真结果如图2.25所示,另外,还可通过计算状态方程进行仿真。但无论是哪一种模型的分析,我们都可以通过改变某一个小模块的参数来观察整个系统的变化,也可以从整体思路出发去设计每一个模块的内容,这就是Matlab所体现的结构化思维。
当然,Matlab博大精深,仅凭短时间的学习不可能掌握得很熟,这就要求我们在今后的学习中慢慢地品味,细细地琢磨,只有经常去做,才能熟悉各个模块的功能,多思考才能体会其中的乐趣。-