第9章-MATLAB工具箱分解ppt课件

*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,07 十月 2023,1,第,9,章,MATLAB,工具箱,第9章MATLAB工具箱,第,9,章,MATLAB,工具箱,学习目标,MATLAB,工具箱的含义；,MATLAB,工具箱的作用与功能；,MATLAB,工具箱所应用的主要领域；,MATLAB,工具箱的使用方法。,第9章 MATLAB工具箱学习目标,9.1,MATLAB,工具箱概述,MATLAB,工具箱其实就是一些,M,文件的集合，用户可以修改工具箱中的函数，甚至可以通过编制,M,文件来任意添加工具箱中原来没有的工具函数。此功能充分体现了,MATLAB,语言的开放性。许多的专业领域在,MATLAB,中都有自己的工具箱，假如用户发现自己的专业领域没有该工具箱的话，也可以自己开发一个。,9.1 MATLAB工具箱概述MATLAB工具箱其实就是一,MATLAB,有,20,多个工具箱，大致可分为两类。,一类是功能型工具箱，该工具箱主要用来扩充,MATLAB,的符号计算功能、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，能用于多种学科。,另一类是领域型工具箱，该工具箱专业性很强，如控制工具箱（,Control Toolbox,）、信号处理工具箱（,Signal Processing Toolbox,）等。,MATLAB有20多个工具箱，大致可分为两类。,9.2,打开,MATLAB,工具箱的方式,打开,MATLAB,工具箱的方式通常有两种。一种方式是打开,MATLAB,软件之后，在,MATLAB,窗口的左下角，单击“,Start”,按钮，选择其中,Toolboxes,命令,另一种方式是在,MATLAB,命令提示符下输入相应工具箱的命令，也可以打开相应的工具箱。,9.2 打开MATLAB工具箱的方式打开MATLAB工具箱,9.3,MATLAB,工具箱简要介绍,1,通信工具箱（,Communication Toolbox,）,2,控制系统工具箱（,Control System Toolbox,）,3,财政金融工具箱（,FinancialTooLbox,）,4,频率域系统辨识工具箱（,Frequency Domain System ldentification Toolbox,）,5,模糊逻辑工具箱（,Fuzzy Logic Toolbox,）,6,高阶谱分析工具箱（,Higher-Order SpectralAnalysis Toolbox,）,7,图像处理工具箱（,Image Processing Toolbox,）,8,线性矩阵不等式控制工具箱（,LMI Control Toolbox,）,9,模型预测控制工具箱（,ModelPredictive Control Toolbox,）,10,u,分析与综合工具箱（,u-Analysis and Synthesis Toolbox,）,9.3 MATLAB工具箱简要介绍1通信工具箱（Comm,11,神经网络工具箱（,Neursl Network Toolbox,）,12,优化工具箱（,Optimization Toolbox,）,13,偏微分方程工具箱（,Partial DifferentialEquation Toolbox,）,14,鲁棒控制工具箱（,Robust Control Toolbox,）,15,信号处理工具箱（,Signal Processing Toolbox,）,16,样条工具箱（,SPline Toolbox,）,17,数理统计工具箱（,Statistics Toolbox,）,18,符号数学工具箱（,Symbolic Math Toolbox,）,19,系统辨识工具箱（,System Identification Toolbox,）,20,小波工具箱（,Wavelet Toolbox,）,11神经网络工具箱（Neursl Network Tool,9.4,MATLAB,常用工具箱的使用方法,在这里选择模糊逻辑工具箱、数理统计工具箱、符号数学工具箱作为应用实例，通过这,3,个工具箱的具体应用来说明其他工具箱也有类似的使用方法。以此来引导读者自学自己感兴趣的其他工具箱。,9.4 MATLAB常用工具箱的使用方法在这里选择模糊逻辑,9.4.1 MATLAB,模糊逻辑工具箱应用,MATLAB,模糊逻辑工具箱为模糊控制器的设计提供了一种非常便捷的途径，通过它读者不需要进行复杂的模糊化、模糊推理及反模糊化运算，只需要设定相应参数，就可以很快得到读者所需要的控制器，而且修改也非常方便。,9.4.1 MATLAB模糊逻辑工具箱应用MATLAB模糊,1,MATLAB,模糊逻辑工具箱打开方式,在,MATLAB,窗口的左下角单击,Start,按钮选择,ToolboxesFuzzy LogicFIS Editor Viewer,命令，打开,MATLAB,模糊逻辑工具箱，如图,1MATLAB模糊逻辑工具箱打开方式,2,模糊控制器的设计,在模糊逻辑工具箱中,FileNew FISMamdani,命令，打开如图,9-3,所示的模糊控制系统编辑器。,2模糊控制器的设计,3,确定模糊控制器结构,确定模糊控制器结构即根据具体的系统确定输入、输出量。这里根据需要选取标准的二维控制结构，即输入为误差,I,和误差变化,IC,，输出为控制量,O,。在模糊控制系统编辑器中的,Name,文本框中输入,I,，因为要用的是两个输入，所以选择,EditAdd variableinput,命令，添加一个输入量，然后修改,input2,为,IC,。在模糊控制系统编辑器中单击右边的,output1,图形，在,Name,文本框中将,output1,修改为,O,。应该注意这里的变量都是精确量。相应的模糊量,I,、,IC,和为,O,，结果如图,9-4,所示。,3确定模糊控制器结构,第9章-MATLAB工具箱分解ppt课件,4,输入,/,输出变量的模糊化,双击模糊控制系统编辑器右上角的,I,图形，打开一个新界面，在,Range,和,Display Range,文本框中，可以输入取值范围。在,Name,文本框中填写隶属函数的名称。在,Type,下拉列表框中选择,trimf,选项（三角形隶属函数曲线），当然也可选其他形状。在,Params,（参数）下拉列表框中选择三角形涵盖的区间，并填写,3,个值，分别为三角形底边的左端点、中点和右端点在横坐标上的值。这些值可以由读者自己确定。,4输入/输出变量的模糊化,5,模糊推理决策算法设计,首先要确定模糊规则。对于这个二维控制结构以及相应的输入模糊集，可以制定,36,条模糊控制规则。选择,ViewRules,命令，再选择,EditRules,命令，单击,Add rule,按钮。,6,对输出模糊量的解模糊,选择,FileExport to disk,命令，即可得到一个,.fis,文件，这个文件就是读者所设计的模糊控制器。,5模糊推理决策算法设计,9.4.2 MATLAB,数理统计工具箱应用,MATLAB,的数理统计工具箱主要功能是概率分布和随机数生成、多变量分析、回归分析、主元分析、假设检验。,MATLAB,的数理统计工具箱是,MATLAB,工具箱中较为简单的一个。,9.4.2 MATLAB数理统计工具箱应用MATLAB的数,1,打开数理统计工具箱,在,MATLAB,窗口的左下角单击,Start,按钮选择,ToolboxesStatistics,命令，如图,9-7,所示。其中有,4,个功能窗口，可以根据需要打开相应的内容。,1打开数理统计工具箱,2,数理统计工具箱的参数估计函数,函 数,说 明,betafit,分布数据的参数估计和置信区间,betalike,对数似然函数,binofit,二项数据参数估计和置信区间,expfit,指数数据参数估计和置信区间,gamfit,分布数据的参数估计和置信区间,gamlike,对数似然函数,mle,最大似然估计,normlike,正态对数似然函数,normfit,正态数据参数估计和置信区间,poissfit,泊松数据参数估计和置信区间,unifit,均匀分布数据参数估计,weibfit Weibull,数据参数估计和置信区间,2数理统计工具箱的参数估计函数函,3,数理统计工具箱的累积分布函数,函 数,说 明,betacdf,累积分布函数,binocdf,二项累积分布函数,cdf,计算选定的累积分布函数,chi2cdf,累积分布函数,2,expcdf,指数累积分布函数,fcdf F,累积分布函数,gamcdf,累积分布函数,geocdf,几何累积分布函数,hygecdf,超几何累积分布函数,logncdf,对数正态累积分布函数,nbincdf,负二项累积分布函数,ncfcdf,偏,F,累积分布函数,nctcdf,偏,t,累积分布函数,3数理统计工具箱的累积分布函数函 数说,ncx2cdf,偏累积分布函数,2,normcdf,正态累积分布函数,poisscdf,泊松累积分布函数,aylcdf Reyleigh,r,累积分布函数,tcdf t,累积分布函数,unidcdf,离散均匀分布累积分布函数,unifcdf,连续均匀分布累积分布函数,weibcdf Weibull,累积分布函数,ncx2cdf偏累积分布函数2normcdf正态累积分布函,4,数理统计工具箱的概率密度函数,函 数,说 明,betapdf,概率密度函数,binopdf,二项概率密度函数,chi2pdf,概率密度函数,2,exppdf,指数概率密度函数,fpdf,F,概率密度函数,gampdf,概率密度函数,geopdf,几何概率密度函数,hygepdf,超几何概率密度函数,lognpdf,对数正态概率密度函数,nbinpdf,负二项概率密度函数,ncfpdf,偏,F,概率密度函数,nctpdf,偏,t,概率密度函数,4数理统计工具箱的概率密度函数函 数说,ncx2pdf,偏概率密度函数,2,normpdf,正态分布概率密度函数,pdf,指定分布的概率密度函数,poisspdf,泊松分布的概率密度函数,aylpdf Rayleigh,r,概率密度函数,tpdf,t,概率密度函数,unidpdf,离散均匀分布概率密度函数,unifpdf,连续均匀分布概率密度函数,weibpdf Weibull,概率密度函数,ncx2pdf偏概率密度函数 2normpdf正态分布概率,5,数理统计工具箱的逆累积分布函数,函 数,说 明,betainv,逆,累积分布函数,binoinv,逆二项累积分布函数,chi2inv,逆累积分布函数,2,expinv,逆指数累积分布函数,finv,逆,F,累积分布函数,gaminv,逆,累积分布函数,geoinv,逆几何累积分布函数,hygeinv,逆超几何累积分布函数,logninv,逆对数正态累积分布函数,5数理统计工具箱的逆累积分布函数函 数,6,数理统计工具箱的分布矩函数,函 数,说 明,betastat,计算,分布的均值和方差,binostat,二项分布的均值和方差,chi2stat,计算分布的均值和方差,2,expstat,计算指数分布的均值和方差,fstat,计算,F,分布的均值和方差,gemstat,计算,分布的均值和方差,geostat,计算几何分布的均值和方差,hygestat,计算超几何分布的均值和方差,lognstat,计算对数正态分布的均值和方差,nbinstat,计算负二项分布的均值和方差,ncfstat,计算偏,F,分布的均值和方差,6数理统计工具箱的分布矩函数函 数说,7,数理统计工具箱的统计特征函数,函 数,说 明,corrcoef,计算互相关系数,cov,计算协方差矩阵,geomean,计算样本的几何平均值,harmmean,计算样本数据的调和平均值,iqr,计算样本的四分位差,kurtosis,计算样本的峭度,mad,计算样本数据平均绝对偏差,mean,计算样本的均值,median