南京工业大学本科生毕业设计（论文）
MATLAB 之所以成为世界顶级的科学计算与数学应用软件,是因为它随着版本的升级与不断完善而具有愈来愈强大的功能。
(1)数值计算功能。MATLAB 出色的数值计算功能是使之优于其他数学应用软件的决定性因素之一。
(2)符号计算功能。MATLAB 符号运算的独特之处:无须事先对变量赋值,而所得的结果以标准的符号形式表达,符号计算的整个过程以字符进行。
(3)数据分析功能。MATLAB 可以给计算数据以二维、三维乃至四维的图形表现。这不仅使数据间的关系清晰明了,而且对于揭示其内在本质有着非常重要的作用。
(4)动态仿真功能。MATLAB 提供了一个模拟动态系统的交互程序SIMULINK用户通过简单的鼠标操作,就可建立起直观的系统模型,并进行仿真。
(5)图形文字统一处理功能。MATLAB Notebook成功地将Microsoft Word 与MATLAB 集成为一个整体,为文字处理、科学计算、工程设计营造了一个完美统一的工作环境。它既拥有Word 强大的文字处理功能,又能从Word 访问MATLAB 的数据计算和可视化结果。 2.2.4 MATLAB系统的组成
MATLAB由什么构成？
(1)编程语言：它是以矩阵和数组为基本单位的编程语言。具有条件控制、函数调用、数据结构、输入输出、面向对象等程序语言特性。利用它既可以进行小规模编程，完成算法设计和算法实验的基本任务，也可以进行大规模编程，开发复杂的应用程序。
(2)工作环境： 包括了一系列的应用工具，提供编写和调试程序的环境。 (3)图形处理：这是MATLAB 图形系统的基础，包括绘制二维和三维图形，也包括用户对图形图像等对象进行特性控制的低层 MATLAB 命令，以及开发 GUI 应用程序的各种工具。
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第二章 MATLAB仿真技术
(4)数学函数库：包括了大量的数学函数，也包括复杂的功能。这是对 MATLAB 使用的各种数学算法的总称。
(5)应用程序接口(API)：提供接口程序， 使MATLAB可以与用其他语言编写的程序进行交互。
2.2.5 MATLAB的仿真应用及应用领域
现在从电子通信、自动控制图形分析处理到航天工业、汽车工业，甚至是财务工程。MATLAB都凭借其强大的功能获得了极大的用武之地。广大学生可以使用MATLAB来帮助进行信号处理、通信原理、线性系统、自动控制等课程的学习；科研工作者可以使用MATLAB进行理论研究和算法开发；工程师可以使用MATLAB进行系统级的设计与仿真。如今MATLAB在系统级设计和仿真方面的强大能力已经获得了包括Texas Instruments和Motorola这样的世界著名公司的认可，Texas Instruments公司的工程师们使用MATLAB直接在可复用高层系统模型下面提炼实现细节，同时生成实时软件原型；Motorola公司的IC设计师甚至认为Simulink的使用大大加快了产品设计的仿真速度，使仿真时间由原来的几小时、几天缩短到了几分钟！
MATLAB的主要应用领域包括： (1)仿真和建模 (2)实时仿真 (3)自动控制 (4)信号处理与通信 (5)数据分析/科学计算 (6)算法开发 (7)图形和可视化法
2.3 Simulink相关内容
2.3.1 Simulink简介
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南京工业大学本科生毕业设计（论文）
什么是Simulik，一般应用，发展趋势，仿真原理
近几年，在学术界和工业领域，Simulink已成为在动态系统领域建模和仿真方面分，Simulink具有相对独立的功能和使用方法。确切的说，它是一个用来对动态系统进行建模、应用最广泛的软件包之一 。它的魅力在于强大的功能和简便的操作。作为MATLAB的重要组成部仿真和分析的软件包。它支持连续、离散及两者混合的线性和非线性系统，也支持具有多种采样频率的系统，而且系统可以是多进程的。在Simulink环境中，利用鼠标就可以在模型窗口中直观地\画\出系统模型，然后直接进行仿真。它为用户提供了方框图进行建模的图形接口，采用这种结构画模型就像你用手和纸来画一样容易。它与传统的仿真软件包微分方程和差分方程建模相比，具有更直观、方便、灵活的优点。
Simulink包含有SINKS（输出方式）、SOURCE（输入源）、LINEAR（线性环节）、NONLINEAR（非线性环节）、CONNECTIONS（连接与接口）和EXTRA（其他环节）子模型库，而且每个子模型库中包含有相应的功能模，用户也可以定制和创建用户自己的模块。用Simulink创建的模型可以具有递阶结构，因此用户可以采用从上到下或从下到上的结构创建模型。用户可以从最高级开始观看模型，然后用鼠标双击其中的子系统模块，来查看其下一级的内容，以此类推，从而可以看到整个模型的细节，帮助用户理解模型的结构和各模块之间的相互关系。在定义完一个模型后，用户可以通过Simulink的菜单或MATLAB的命令窗口键入命令来对它进行仿真。菜单方式对于交互工作非常方便，而命令行方式对于运行一大类仿真非常有用。采用SCOPE模块和其他的画图模块，在仿真进行的同时，就可观看到仿真结果。除此之外，用户还可以在改变参数后来迅速观看系统中发生的变化情况。仿真的结果还可以存放到MATLAB的工作空间里做事后处理。
模型分析工具包括线性化和平衡点分析工具、MATLAB的许多工具及MATLAB的应用工具箱。由于MATLAB和SIMULINK的集成在一起的，因此
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第二章 MATLAB仿真技术
用户可以在这两种环境下对自己的模型进行仿真、分析和修改。 2.3.2 Smulink仿真原理
Simulink通过利用模块组合的方法可以方便用户快速、准确地创建动态系统的计算机模型。它可以用来模拟线性与非线性系统，连续与非连续系统，或者这些混合的系统，是强大的系统仿真工具。 1. 典型的模型结构
Simulink的每一个模块实际上都是一个系统、一个典型的Simulink模块包括输入、状态和输出三个部分：
(1)输入模块：即信号源模块，包括常数信号源、函数信号发生器和用户自定义信号；
(2)状态模块：即被模拟的系统模块，它是Simulink的中心模块，是系统建模的核心和主要部分；
输出模块：即信号显示模块，它能够以图形方式、文件格式进行显示， 也可以在MATLAB的工作空间显示，输出模块主要集中在Sinks库。在Simulink中，模块都是用矢量来表示这三个部分的，如图2-1所示
图2-1矢量表示Simulink模块图
2. Simulink仿真过程
Simulink仿真分为两个阶段：初始化和模型执行。 初始化阶段:
初始化阶段需要完成的主要工作及其步骤如下：
(1) 对模型的参数进行估计，得到它们实际计算的值。 (2) 展开模型的各个层次。
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(3) 按照更新的次序对模块进行排序。
(4) 确定那些非显示化的信号属性，并检查每个模块是否能够接受连接到它们输入端的信号。
(5) 确定所有非显示化的信号采样时间模块的采样时间。
(6) 分配和初始化存储空间，以便存储每个模块的状态和当前值的输出。
模型执行阶段:
对于一般的仿真模型是通过采用数值积分来来进行仿真的，计算数积分可以采用以下两步来进行：
(1) 按照秩序计算每个模块的积分。
(2) 根据当前输入和状态来决定状态的微分，得到微分矢量，然后把它返回给解法器，以计算下一个采样点的状态矢量。
2.4 本章小结
本章主要介绍MATLAB和Simulink两种仿真技术的概念，仿真原理。在通信系统中的应用。两种仿真的技术的强大功能以及今后的发展。
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