4 MATLAB - read.pudn.comread.pudn.com/downloads101/ebook/414505/MATLAB产品手册-恒 … · 域。接口方式包括了联合建模、数据共享、开发流程衔接等等。

MATLAB产品手册恒润科技

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目录概述.......................................................................................................................... 4

MATLAB模块 MATLAB ................................................................................................................ 6 Database Toolbox ..................................................................................................... 10 MATLAB/Simulink Report Generator ......................................................................... 12

MATLAB工具箱——数学与优化

Optimization Toolbox................................................................................................ 15 Symbolic Math Toolbox............................................................................................. 17 Partial Differential Equation Toolbox .......................................................................... 19 Genetic Algorithm and Direct Search Toolbox.............................................................. 20

MATLAB工具箱——统计与分析

Statistics Toolbox...................................................................................................... 23 Neural Network Toolbox............................................................................................ 26 Curve Fitting Toolbox ............................................................................................... 29 Spline Toolbox ......................................................................................................... 31 Model-Based Calibration Toolbox............................................................................... 33 Bioinformatics Toolbox ............................................................................................. 36

MATLAB工具箱——控制系统设计与分析

Control System Toolbox ............................................................................................ 38 System Identification Toolbox .................................................................................... 41 Fuzzy Logic Toolbox................................................................................................. 44 Robust Control Toolbox............................................................................................. 46 Model Predictive Control Toolbox .............................................................................. 47

MATLAB工具箱——信号处理与通信

Signal Processing Toolbox ......................................................................................... 51 Communications Toolbox .......................................................................................... 53 Filter Design Toolbox................................................................................................ 55 Filter Design HDL Coder........................................................................................... 58 Wavelet Toolbox....................................................................................................... 60 Fixed-Point Toolbox.................................................................................................. 63 RF Toolbox.............................................................................................................. 65 Link for Code Composer Studio�.............................................................................. 67 Link for ModelSim®................................................................................................. 70

MATLAB工具箱——图像处理

Image Processing Toolbox ......................................................................................... 74 Mapping Toolbox...................................................................................................... 77


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MATLAB工具箱——金融建模与分析 Financial Toolbox ..................................................................................................... 79 Financial Derivatives Toolbox.................................................................................... 81 GARCH Toolbox...................................................................................................... 83 Financial Time Series Toolbox.................................................................................... 85 Datafeed Toolbox ..................................................................................................... 87 Fixed-Income Toolbox .............................................................................................. 88

MATLAB工具箱——数据采集与测量测试

Data Acquisition Toolbox........................................................................................... 90 Instument Control Toolbox......................................................................................... 93 Image Acquisition Toolbox ........................................................................................ 96 OPC Toolbox ........................................................................................................... 99

MATLAB工具箱——桌面应用程序开发

MATLAB Compiler ................................................................................................ 101 Excel Link ............................................................................................................. 103 MATLAB Web Sever .............................................................................................. 105 MATLAB Builder for COM..................................................................................... 107 MATLAB Builder for Excel..................................................................................... 109

Simulink 模块

Simulink®..............................................................................................................111 Stateflow®..............................................................................................................115 Simulink Fixed Point................................................................................................119 Simulink Verification and Validation��.121 Simulink Accelerator............................................................................................... 124

Simlink模块——物理系统建模

SimMechanics........................................................................................................ 126 SimPowerSystems.................................................................................................. 130 SimDriveLine......................................................................................................... 134

Simulink 模块——仿真图形

Virtual Reality Toolbox............................................................................................ 137 Gauges Blockset..................................................................................................... 141

Simulink 模块——控制系统设计与分析

Simulink Control Design ......................................................................................... 143 Simulink Response Optimization .............................................................................. 145 Simulink Parameter Estimation................................................................................. 147 Aerospace Blockset................................................................................................. 150


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Simulink 模块——信号处理与通信 Signal Processing Blockset....................................................................................... 153 Communications Blockset........................................................................................ 156 CDMA Reference Blockset...................................................................................... 158 RF Blockset ........................................................................................................... 161 Video and Image Processing Blockset........................................................................ 163

Simulink 模块——嵌入式代码生成

Real-Time Workshop®............................................................................................ 166 Real-Time Workshop Embedded Coder ..................................................................... 171 Stateflow Coder...................................................................................................... 174

Simulink 模块——快速原型仿真系统

xPC Target............................................................................................................. 177 xPC TargetBoxTM.................................................................................................... 182 Real-Time Windows Target...................................................................................... 186

Simulink 模块——嵌入式系统目标

Embedded Target for TI C6000TM DSP...................................................................... 188 Embedded Target for Motorola® MPC555................................................................. 191 Embedded Target for OSEK/VDX®.......................................................................... 195 Embedded Target for Infineon C166® Microscontrollers ............................................. 197 Embedded Target for Motorola® HC12 ..................................................................... 200 Embedded Target for TI C2000TM DSP...................................................................... 202


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概述 MATLAB 的名称源自Matrix Laboratory，它是一种科学计算软件，专门以矩阵的形式处理数据。MATLAB 将高性能的数值计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内置函数，从而被广泛地应用于科学计算、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作，而且利用MATLAB产品的开放式结构，可以非常容易地对MATLAB的功能进行扩充，从而在不断深化对问题认识的同时，不断完善 MATLAB 产品以提高产品自身的竞争能力。

目前MATLAB产品族可以用来进行：

! 数值分析

! 数值和符号计算

! 工程与科学绘图

! 控制系统的设计与仿真

! 数字图像处理

! 数字信号处理

! 通讯系统设计与仿真

! 财务与金融工程

MATLAB是MATLAB产品家族的基础，它提供了基本的数学算法，例如矩阵运算、数值分析算法，MATLAB集成了 2D和 3D图形功能，以完成相应数值可视化的工作，并且提供了一种交互式的高级编程语言——M 语言，利用 M 语言可以通过编写脚本或者函数文件实现用户自己的算法。

MATLAB Compiler 是一种编译工具，它能够将那些利用MATLAB提供的编程语言——M语言编写的函数文件编译生成为函数库、可执行文件 COM组件等等。这样就可以扩展MATLAB功能，使MATLAB能够同其他高级编程语言例如C/C++语言进行混合应用，取长补短，以提高程序的运行效率，丰富程序开发的手段。

利用M语言还开发了相应的MATLAB专业工具箱函数供用户直接使用。这些工具箱应用的算法是开放的可扩展的，用户不仅可以查看其中的算法，还可以针对一些算法进行修改，甚至允许开发自己的算法扩充工具箱的功能。目前 MATLAB 产品的工具箱有四十多个，分别涵盖了数据采集、科学计算、控制系统设计与分析、数字信号处理、数字

图像处理、金融财务分析以及生物遗传工程等专业领域。

Simulink 是基于 MATLAB 的框图设计环境，可以用来对各种动态系统进行建模、分析


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和仿真，它的建模范围广泛，可以针对任何能够用数学来描述的系统进行建模，例如航

空航天动力学系统、卫星控制制导系统、通讯系统、船舶及汽车动力学系统等等，其中了包括连续、离散，条件执行，事件驱动，单速率、多速率和混杂系统等等。Simulink提供了利用鼠标拖放的方法建立系统框图模型的图形界面，而且 Simulink 还提供了丰富的功能块以及不同的专业模块集合，利用 Simulink 几乎可以做到不书写一行代码完成整个动态系统的建模

工作。

Stateflow 是一个交互式的设计工具，它

基于有限状态机的理论，可以用来对复

杂的事件驱动系统进行建模和仿真。

Stateflow 与

Simulink 和MATLAB紧密集成，可以将 Stateflow创建的复杂控制逻辑有效地结合到 Simulink 的模型中。

在MATLAB产品族中，自动化的代码生成工具主要有 Real-Time Workshop（RTW）和Stateflow Coder，这两种代码生成工具可以直接将 Simulink 的模型框图和 Stateflow的状态图转换成高效优化的程序代码。利用 RTW生成的代码简洁、可靠、易读。目前 RTW支持生成标准的 C语言代码，并且具备了生成其他语言代码的能力。整个代码的生成、编译以及相应的目标下载过程都可以自动完成的，用户需要做的仅仅使用鼠标点击几个

按钮即可。MathWorks公司针对不同的实时或非实时操作系统平台，开发了相应的目标选项，配合不同的软硬件系统，可以完成快速控制原型（Rapid Control Prototype）开发、硬件在回路的实时仿真（Hardware-in-Loop）、产品代码生成等工作。

另外，MATLAB 开放性的可扩充体系允许用户开发自定义的嵌入式系统目标，利用Real-Time Workshop Embedded Coder能够直接将 Simulink 的模型转变成效率优化的产品级代码。代码不仅可以是浮点的，还可以是定点的。

MATLAB开放的产品体系使MATLAB成为了诸多领域的开发首选软件，并且，MATLAB 还具有 300余家第三方合作伙伴，分布在科学计算、机械动力、化工、计算机通讯、汽车、金融等领域。接口方式包括了联合建模、数据共享、开发

流程衔接等等。

MATLAB 结合第三方软硬件产品组成了在不同领域内的完整解决方案，实现了从算法开发到实

时仿真再到代码生成与最终产品实现的完整过程。

主要的典型应用包括：

! 控制系统的应用与开发——快速控制原型与硬件在回路仿真的统一平台 dSPACE；

! 信号处理系统的设计与开发——全系统仿真与快速原型验证，TI DSP、Lyrtech 等信号处理产品软硬件平台

! 通信系统设计与开发——结合 RadioLab 3G和 Candence等产品

! 机电一体化设计与开发——全系统的联合仿真，结合 Easy 5、Adams等


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MATLAB 加速创新与算法开发

MATLAB 是一种高级科学计算软件，也是进行算法开发、数据可视化、数据分

析以及数值计算的交互式应用开发环境。世界上许许多多的科研工作者都在使用MATLAB 产品来加快他们的科研进程，缩短数据分析和算法开发的时间，研发出更加先进的产品和技术。相对于传统的 C、C++或者 FORTRAN语言，MATLAB提供了高效快速解决各种科学计算问题的方法。目前，MATLAB 产品已经被广泛认可为科学计算领域内的标准软件工具之一。

MATLAB可以被广泛的应用于不同的领域，例如信号与图像处理、控制系统设计与仿真、通讯系统设计

与仿真、测量测试与数据采集、金融数理分析以及生物科学等。在

MATLAB中内建了丰富的数学、统计和工程计算函数，使用这些函数进行问题的分析解答，无论是问题

的提出还是结果的表达都采用工程师习惯的数学描述方法，这一特点

使MATLAB成为了数学分析、算法开发及应用程序开发的良好环境。MATLAB是MathWorks产品家族中所有产品的基础。附加的工具箱扩

展MATLAB基本环境用于解决特定领域的工程问题。

特点 " 高级科学计算语言；

" 代码、数据文件的集成管理环境；

" 算法设计开发的交互式工具；

" 用于线性代数、统计、傅立叶分析、滤波器设计、优化和数值计算的基本数学函数；

" 2-D和 3-D数据可视化；

" 创建自定义工程师图形界面的工具；

" 与第三方算法开发工具——C/C++、FORTRAN、Java、COM、Microsoft Excel——集成开发基于 MATLAB 的算法；

强大的功能 ! 数学计算利用以矩阵、向量为基本运算单元的MATLAB进行数学计算是加速算法开发的有效途径，而

MATLAB 支持计算、处理和显示多维数据。上图是一个 3-D FFT变换的可视化结果

MATLAB交互式应用环境


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且 MATLAB 提供的数学算法凝聚了世界上诸多科学家的辛勤劳动，保证了数学计算精确的结果。MATLAB数学计算的内容有：

" 线性代数和矩阵分析与变换

" 数据处理与基本统计

" 快速傅里叶变换（FFT），相关与协方差分析

" 稀疏矩阵运算

" 三角及其它初等函数

" Bessel、beta及其它特殊函数

" 线性方程及微分方程求解

" 多维数组的支持

! 开发工具

MATLAB 提供了各种用于算法开发的工具，其中包括：

MATLAB Editor —— 该工具提供了标准的编辑、调试 M语言算法的基本环境，例如可以在该工具中定义断点并且进行单步调试。

M-Lint Code Checker —— 该工具用于分析 M语言代码并且向开发人员提出改善代码性能和

维护性的建议。

MATLAB Profiler —— 该工具可以计算每行M语言代码执行消耗的时间；

Directory Reports —— 该工具扫描当前目录下所有的M语言，并且报告文件的代码效率、文件的相关性以及代码覆盖度等信息。

! 数据的可视化

MATLAB提供了功能丰富的数据可视化功能函数，其中包括：

" 二维、三维绘图，包括散点图、直线图、封闭折线图（polygon）、网线图、等值线图、极坐标图、直方图等丰富多样的数据

可视化手段；

" 交互的文本注释编辑能力；

" 提供文件 I/O 能利用来显示绘制图形，支持多种图像文件格式例如：EPS， TIFF， JPEG， PNG， BMP， HDF， AVI， PCX等

" 软硬件支持的OpenGL渲染；

" 支持动画和声音

" 多种光源设置、照相机和透视控制；

" 对图形界面元素提供了交互式可编程的控制方法——句柄图形

" 能够打印或者导出数据图形文件到其它的应用程序中，例如 Word and PowerPoint，共享开发的结果

MATLAB将财经分析的结果可视化

M-Lint Code Checker


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! 交互式编辑创建图形

MATLAB提供了交互式工具用于设计、修改图形窗体，在MATLAB的图形窗体中工程师可以完成：

" 拖放数据集到窗体；

" 修改图形窗体中任意对象的属性；

" 放大、旋转、平移、修改摄像机或者光线的位置、角度等；

" 增加注释和数据标注；

" 将图形窗体文件转变为M代码；

! 集成的算法开发编程语言和环境 MATLAB提供了一种简便易用的算法开发语言——M语言，直接利用MATLAB提供的基本数学、图形能力，开发工程师自定义的算法。几乎所有的 MATLAB 工具箱函数都是利用M语言开发的。

" 可视化的程序编辑器/调试器

" 语法风格类似C语言，容易掌握；

" JIT加速器加快程序运行速度

" 多维向量及工程师自定义结构，以及数组、结构、元胞数组等多种数据结构

" 支持面向对象编程（OOP）

" 流程控制（for，while， if，switch）

" 字符变换

" ASCII及二进制文件输入输出

" 灵活的开发性能够与 C， C++， FORTRAN， Java， COM 组件以及 Excel 集成使用

" 支持使用底层 I/O手段获取数据，操作数据文件

" MATLAB数据文件——MAT文件支持跨平台应用

! 图形用户界面开发环境——GUIDE " 应用程序向导简化开发步骤

" 下拉及弹出式菜单

" 支持多种界面元素按钮（ PUSH BUTTON），选项钮（RADIO BUTTON），检查框（CHECK BOXES），滑块（SLIDERS）、可编辑文本框（EDIT BOX）和 ActiveX控件

" 鼠标事件（Mouse Event）和回调

" 利用回调函数响应工程师的操作 GUIDE交互式设计图形用户界面环境

利用MATLAB的M语言和 GUIDE开发

数据分析可视化应用程序


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! 开放性、可扩展性强

M-语言函数文件是可见的MATLAB程序，所以工程师可以查看源代码。开放的系统设计使工程师能够检查算法的正确性，修改已存在的函数，或者加入自己的新部件，包括：

" 使用C或者 FORTRAN MEX 文件集成已有的 C/FORTRAN算法

" 在独立 C或 FORTRAN程序中调用MATLAB函数

" 在MATLAB中使用 Java语言编程

" 提供 COM服务和 COM控制支持

" 输入输出各种MATLAB及其它标准格式的数据文件

" 对计算机串口进行输入输出操作

" 加载通用DLL文件

" 创建图文并貌的技术文档，包括 MATLAB图形、命令，并可通过Word、HTML输出

! 专业应用工具箱

MATLAB的工具箱加强了对工程及科学中特殊应用的支持。工具箱也和MATLAB一样是完全工程师化的，可扩展性强。将某个或某几个工具箱与 MATLAB联合使用，可以得到一个功能强大的计算组合包，满足工程师的特殊要求。于是，MATLAB 产品被广泛应用于下列领域：

" 测量测试

" 数学建模与分析

" 信号处理

" 财经金融建模与分析

" 图像处理与地理信息

" MATLAB桌面应用程序发布

平台和系统要求 " Microsoft Windows " HP-UX 11 " Linux " Linux x86-64 " Solaris " Mac OS X

详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/MATLAB


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Database Toolbox ——与关系型数据库交换数据的工具

Database Toolbox提供了同任何支持 ODBC/JDBC标准的数据库进行数据交换的能力。利用在工具箱中集成的 Visual Query Builder 工具，无需学习任何 SQL语句就可以实现在数据库中查寻数据的功能。这样 MATLAB 就能对存储在数据库中的数据进行各种各样的复杂分析。在MATLAB环境中，也可以使用 SQL命令来进行如下操作： (1) 对数据库数据进行读、写操作 (2) 应用简单或复杂的条件查询数据库中的内容

通过该工具箱，可以将 MATLAB与各种流行的关系型数据库关联起来，例如 Oracle、Sybase、Microsoft SQL Server 以及 Informix等。该工具箱可以将单一的MATLAB进程同时与多个数据库关联，进行大数据量的传输和操作。

特点： " 与支持 ODBC/JDBC数据库建立连接，包括 Oracle、Sybase 、Microsoft SQL

Sever， Microsoft Access ， Informix 和 Ingres等。

" 支持 SQL语句，可以在MATLAB环境下直接执行 SQL查询命令

" 动态数据调入：可以根据需要使用 SQL 在 MATLAB 中获取数据，本工具箱对某一种类型的数

据库进行大量或小量的查询。

" 数据类型保持：在MATLAB中对数据的导入或导出操作都能

保持原有的数据类型。

" 多数据库并行操作能力，采用本工具箱可在MATLAB中从一个数据库中调入数据，对那些数据进行分析，然后输出到另一个数

据库中。

" 处理大量数据的能力：采用本工具箱工程师可以一次或分几次

处理大量的数据，这样能让工程师根据任务高效地进行数据处

理。

" 连续状态的数据库联接：一旦和某个数据库的联接建立起来后，数据库一直是打开的，除非工程师在 MATLAB 中执行关闭语句。这提高了数据库的读取速度，减少了不必要的命令来导入、输出数据。

" 无需了解 SQL也能够对数据库数据进行查询

强大功能： Database Toolbox可以与流行的数据库交互数据，其中包括Oracle， Sybase， Microsoft SQL Server 及 Informix等。工具箱还允许在单个MATLAB进程中对多个数据库进行操作，同时支持对大量数据处理。工具箱中包含的 Visual Query Builder，即使不知道SQL，也能可视化地与数据库打交道。

Database Toolbox Visual Query Builder 允许不熟悉 SQL的工程师在MATLAB 中访问任何 ODBC/JDBC 兼容

数据库，而不需要使用 SQL


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需要的产品：使用Database Toolbox 需要

" MATLAB

相关产品 " Data Acquisition Toolbox " Datafeed Toolbox " Excel Link


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/database


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MATLAB/Simulink Report Generator 以多种格式将 MATLAB®、Simulink® 和 Stateflow®中的各种信息生成文档

MATLAB Report Generator 和 Simulink Report Generator 能够以多种格式将MATLAB、Simulink、和 Stateflow中的模型和数据生成文档，包括 HTML、RTF、XML和 SGML格式。工程师可以自动的对大型系统进行文档生成，可以建立能重复使用的、可扩展的模版用于在各部门之间传递信

息。文档中可以包含从MATLAB工作空间得到的任何信息，如数据、变量、函数、

MATLAB 程序、模型和框图等等。文档甚至可以包含 M文件或模型所生成的所有图片。

在 MATLAB产品体系中一共提供了两类文档生成器：

MATLAB Report Generator提供了核心工具和文档生成工具，从工程师的MATLAB M文件生成文档。

Simulink Report Generator，在 MATLAB Report Generator 支持下，能够进一步生成 Simulink和 Stateflow模型的文档。

在下文中两个产品都称之为“报告生成

器”。

特点： " 对 MATLAB 、 Simulink 和

Stateflow中的任何信息生成报告

" 在报告生成器中执行任何MATLAB命令

" 以多种格式生成报告，包括 RTF (95 & 97)、XML (Flow Object Tree) 和 SGML (DocBook) 等

" 使用报告生成器逻辑和流控制组件根据条

件产生报告

" 使用图形化的 Report Explorer 对配置文件进行设置，选择和排列报

告的组件，设定组件的属性，并执行报告

" 使用配置文件和组件设计报告，简单易用，

MATLAB 生成 RTF格式报告的例子

Simulink Report Generator 生成的HTML格式文档


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扩展性强，可根据需要定制

" 利用预先提供的大量缺省配置文件库从MATLAB命令行运行产生标准的报告

" 保持与现有的标准 industry-standard tagsets (DocBook DTD)和 style sheets (DSSSL)兼容

" 格式、逻辑、流程和图形控制，采用提供的组件类型来执行MATLAB命令。

强大功能报告生成器能够在任何时候迅速、准确地将工程师所有的工作生成文档。通过与MATLAB、Simulink 和 Stateflow无缝集成，报告生成器提供了其它类似的报告生成软件所没有的能力。

报告生成器创建两类强大的数据目标：配置（setup）文件和组件（components）。配置文件列举了所有将被包含到报告中的组件。每个组件指定了在报告中执行的一个具体操

作(如插入表格，生成图形)。配置文件和组件具有极其灵活的设计和编排报告的能力，能够对报告的内容进行完全的控制。

! 使用 Report Explorer定制报告生成

工程师能够采用MATLAB提供的缺省配置文件，从MATLAB命令行迅速地生成标准的报告，也可以使用 Report Explorer修改或新建配置文件来定制报告。Report Explorer 为报告生成器提供了一个易用的图形界面。工程师可以增加或删除组件，改变组件的层次排序，修改组件的属性。

Report Explorer左边的面板显示当前配置文件的梗概。梗概中的每一项代表一个组件。组件之间通过层次结构相关联，子组件相对父组件缩进排列，可以激活/禁止组件和使用导航按钮调整组件的顺序。

全新设计的 Report Explorer对话框

! 条件生成报告


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报告生成器的逻辑和流程控制组件使工程师能够根据报告生成过程中的信息有条件地

生成报告。例如，工程师在仿真时捕捉到发生了超出范围的条件，报告就会自动修改来反映这一条件。报告生成器还能够自动修改仿真参数，重新运行并把整个过程生成报

告。

需要的产品：使用MATLAB Report Generator 需要

" MATLAB；使用 Simulink Report Generator 需要

" MATLAB " Simulink " MATLAB Report Generator


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/ML_reportgenerator


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Optimization Toolbox 求解常规或者大型优化问题

Optimization Toolbox 提供了广泛用于求解常规和大型优化问题的工具。这些算法可以求解带约束的、无约束的以及离散的优化问题。工具箱中包含的函数可以用于线性规划、二次规划、非线性优化、非线性最小二乘、非线性方程、多目标优化以及二进制整数规

划等。

特点： " 无约束非线性函数的极小化问题

" 非线性最小二乘

" 非线性方程的求解

" 线性规划

" 二次规划

" 约束条件下非线性函数的极小化问题

" 非负线性最小二乘

" 极大极小

" 多目标优化

" 半无穷极小化问题

" 二进制整数规划

强大功能： ! 灵活的优化环境

MATLAB 具有强大的解决数值问题的能力及可扩充的环境，非常适合解决优化问题。MATLAB 的交互环境能够更精确地定义优化问题，并向工程师提供有价值的“反馈”，

对最优解有一直观认识。目标函数和约束可以方便地在MATLAB中表达出来，然后使用优化工具箱中提供的方法求解。

! 非线性优化程序

本工具箱具有许多非线性优化程序，可以使

用标量，向量或矩阵作为其变量，要优化的函数可以写成 MATLAB 函数或表达式，工程师可以自定义缺省的优化参数，当然也可通过可选的参数向量来修改它。优化的参

数可以直接传递，消除对全局变量的需求，

除非梯度函数直接给出，否则可以通过自适应有限差分方法自动计算梯度。

! 最新的算法

修复一个模糊的图片是使用 Optimization

Toolbox中的带约束最小二乘法解决大型稀

疏问题的一个例子。上面是原来模糊的图

片，下面是修复之后的图片


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本工具箱采用最新优化算法：

" 对无约束极小值问题：Nelder�Mead 搜索法、拟 Newton 法(BFGS法)、信赖域法(Trust Region，对于大规模优化问题)

" 约束极小，极大极小，多目标优化，半无穷优化问题：序列二次规划问题的变种算法。

" 非线性最小二乘问题；Gauss�Newton及 Levenberg�Marguart方法

" 线性规划：单纯形法和内点法

" 二次规划问题：信赖域法(Trust Region)、预先处理共轭梯度法(PCG)和活动集合法(Active Set)

" 二进制整数规划：分枝定界法(branch and bound)优化程序中可以让工程师选择算法及各种线性搜索策略。

! 例子本工具箱中提供了丰富的示例，同时提供了各种算法的比较。

需要的产品 " MATLAB

相关的产品 " Simulink " Curve Fitting Toolbox

" Financial Toolbox " GARCH Toolbox " Neural Network Toolbox " Signal Processing Toolbox " Statistics Toolbox " System Identification Toolbox


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/optimization


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Symbolic Math Toolbox Maple V的符号数学与变精度算法无逢集成到MATLAB环境中

Symbolic Math Toolbox 将符号数学与变精度运算集成到 MATLAB 中。工具箱将Waterloo Maple Software的Maple V内核集成进来。扩展后的工具箱支持全部 Maple编程和专业库。通过符号数学工具箱，MATLAB 工程师可以方便地将数学与符号运算纳入统一的环境当中，并且完全降低速度和精度。

特点 " 微积分

" 变换

" 线性代数

" 符号表达简化

" 符号方程求解

" 特殊数学函数

" 广义符号运算

" 变精度算法

" C代码，FORTRAN和LaTex符号表达式

" Maple V内核访问

强大功能 ! 符号运算

符号数学工具箱以MATLAB M文件的形式提供了大约 100 个常用的符号代数和微积分运算操作。工具箱完全集成于 MATLAB 环境和语言当中，符号运算的结果可供计算、查看或结合到MATLAB程序中。

! 变精度算法

当计算要求对数值精度严格的控制时，符号数学工具箱可以进行变精度运算。数值运算可以对任意有效位进行计算，其限制仅仅是计算机内存大小。

! Maple V内核访问

符号数学工具箱完全支持对Maple V 核心库，Maple线性代数和积分变换包的访问。

! Extended Symbolic Math Toolbox 扩展的符号数学工具箱是单独提供的，支持全部 Maple V的编程功能。任何通过Maple V编程语言编写的程序都能够在扩展的符号数学工具箱中运行。该工具箱还包括多达 25个专业领域的Maple程序，如有限域，图形学，平面几何，级数，布尔逻辑，张量分析和数论等。

注：Extended Symbolic Math Toolbox 包含了 Symbolic Math Toolbox 的功能

利用符号方程生成的曲面。可以直接

使用符号表达式绘制函数的图形


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需要的产品使用 Symbolic Math Toolbox需要

" MATLAB

相关的产品 " Control System Toolbox " Financial Toolbox " Optimization Toolbox


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/symbolic

使用符号数学进行计算的示例


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Partial Differential Equation Toolbox 求解 PDE问题强大灵活的工具

Partial Differential Equation (PDE) Toolbox在二维空间和时间域，利用有限元方法研究和解决 PDE问题。它提供了命令行函数和图形用户界面，对工程和科学中广泛的实际应用问题如结构力学，电磁学，热传递和扩散等建立数学模型。

特点 " 完整 GUI对 2-D PDE做前后处理

" 自动和自适应划分网格

" 采用 constructive solid geometry (CSG) 方式生成几何

" 边界条件确定：Dirichlet，广义 Neumann，混合

" 使用MATLAB句法灵活地确定参数和 PDE

" 完全自动网格生成和细化

" 非线性自适应求解多个独立变量系统

" 同时显示多个解的特性，带有网格显示和动画


相关的产品 " Extended Symbolic Math Toolbox " Optimization Toolbox " Statistics Toolbox " Symbolic Math Toolbox


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/pde


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Genetic Algorithm and Direct Search Toolbox 用遗传算法或直接搜索算法解决优化问题

Genetic Algorithm and Direct Search Toolbox 扩展MATLAB及优化工具箱在处理优化问题方面的能力。应用这些算法，可以处理传统的优化技术难以解决的问题，包括那些难以定义或不便于进行数学建模的问题。应用该工具箱，还可以解决目标函数较复杂的问

题，比如目标函数不连续、或具有高度非线性、随机性以及目标函数没有导数的情况。

Genetic Algorithm and Direct Search Toolbox作为其它优化方法的补充可用来寻找最佳起始点，然后可以通过使用传统的优化技术来进一步找出最优解。

特点 " 使用图形用户界面和命令行函数可快速地描述问题、设置算法选项以及监控进程

" 具有多个选项的遗传算法工具可用于问题创建、适应度计算、选择、交叉和变异

" 直接搜索工具实现了一种模式搜索方法，其选项用于定义网格尺寸、表决方法和搜索方法

" 遗传或直接搜索算法函数可与优化工具箱和 MATLAB 程序结合

" 支持自动的 M 代码生成

强大功能 ! 图形接口和命令行函数

Genetic Algorithm and Direct Search Toolbox 函数可以通过命令行和图形用户界面访问�其中一个界面用于遗传算法，一个界面用于直接搜

索。界面用于快速地定义问题、设置算法选项来对优化问题详细定

义。

! 遗传算法工具遗传算法是通过模仿生物进化的过

程来解决优化问题的，它仿效生物繁殖中的基因组合，通过使用(基因组合)规则来反复的改进由个体组成的种群。鉴于遗传算法具有随机性，因此获得全局最优解的可能性得到了提高。

使用工具箱时需要指定：

- 群体大小

- 优良的子辈个数

- 交叉片段（ Crossover fraction ）

使用此工具箱可以对查表函数最小

化。使用图形界面快速地设置并求解


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- 子群体迁移 (Migration among subpopulations)（使用环形拓扑）

通过提供工程师自定义函数可以定制这些算法选项并且可以用不同的数据格式来描述问题，比如使用混合整型数或复数作变量。可以以时间、时延、适应度界限、繁殖辈数

为基准来作为算法的终止准则，最后可以通过矢量化适应度函数来提高运算速度。

! 直接搜索算法工具

工具箱中的直接搜索算法实现的是模式搜索方法。多数的传统优化方法通过使用梯度或高阶导数的方法来搜寻优化点，而模式搜索方法搜索出最大最小正基模式。它可以处理

边界约束、线性等式、线性不等式并且不需要函数可微或连续。

模式搜索算法包括下列选项：

表决方法 - 用来决定怎样产生和估计模式中的点数以及每一步生成的最大点数。可以通过控制点的表决顺序来提高效率。

搜索方法 - 用来选择比表决效率更高的搜索方法。可以在一个模式内或整个搜索空间中执行搜索。与遗传算法相似，全局搜索方法可以用来获得一个好的初始点。

网格 - 用来在迭代过程中控制模式如何变化；对于各维尺度不同的问题还需要调整网格。可以选择初始网格尺寸，网格细分因子或网格收缩因子。网格加速器加快了最小值

附近的收敛速度。

缓存器 - 用来存储优化过程中的计算量大的目标函数的估计点。可以指定模式搜索算法中缓存器的大小和容差，还可以在计算过程中调整缓存器容差，以提高寻优的速度和

效率。

! 使用其它函数和求解器 Genetic Algorithm and Direct Search Toolbox与 MATLAB 及优化工具箱是紧密结合在一起的。工程师可以用遗传算法和模式搜索来寻优初始点，然后利用优化工具箱求解或 MATLAB 程序来进一步寻找最优解。通过结合不同的算法，工程师可以充分地发挥 MATLAB 和工具箱的功能以提高解算质量。对于某些特定问题，使用这种方法还可以得到全局（最优）解。

! 显示、监控和输出结果 Genetic Algorithm and Direct Search Toolbox还包括一系列绘图函数用来察看优化结果。这些可视化功能直观地显示了优化的过程，并且允许在执行过程中进行修改，还提供了

一些特殊绘图函数，它们不仅适用于遗传算法，还适用于直接搜索算法。它们包括函数值、分值直方图、系谱、适应度值、网格尺寸和函数估计。还可以将多个绘图一并显示，

用来选择最优曲线，或添加工程师自己的绘图函数。

需要的产品使用 Genetic Algorithm and Direct Search Toolbox需要

" MATLAB " Optimization Toolbox

相关产品 " Simulink® " Financial Toolbox " Fuzzy Logic Toolbox


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" Neural Network Toolbox " Statistics Toolbox

平台和系统要求 " Microsoft Windows " HP-UX 11 " Linux " Linux x86-64 " Solaris " Mac OS X 详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/gads


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Statistics Toolbox 应用统计算法和概率模型

Statistics Toolbox 为工程师，科学家，研究人员，金融分析师和统计学家提供了一个综合的工具集，帮助他们评估和理解各种数据。

Statistics Toolbox 包含了用于分析历史数据，开发统计算法，利用数据建模的丰富的函数和交互工具，将界面易用性和编程能力两者完美地集成起来。交互图形显示使工程师

能够方便一致地应用统计方法，同时 MATLAB编程功能使工程师能够建立自己的统计方法进行分析。这两者的结合允许通过命令行方式自由访问底层函数－如概率函数和

ANOVA，或通过交互界面学习和实践工具箱提供的可视化工具和分析工具。

特点 " 统计描述

" 概率分布与随机数生成

" 自举（Bootstrap）

" 参数估计和拟合

" 假设检验

" 方差分析（ANOVA）

" 多重回归 (Multiple regression)

" 逐步回归(Stepwise regression)

" 曲线拟合和置信区间

" 统计过程控制

" 试验设计(Design of experiments)

" 响应面模型(Response surface modeling)

" 广义线性模型(Generalized linear models)

" 非线性回归

" 非参数化测试

" 主值分析(PCA)

" 聚类分析(Cluster Analysis)

" 判别分析(Discriminate Analysis)

" 统计图

协方差分析(ANACOVA)工具涌来判断组

间的差异和预测量对响应量的影响


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强大功能 ! 模型拟合环境

这个工具箱是拟合非常规模型的理想工具。主要功能包括：通过变量选择进行回归分析

并诊断，非线性模型建模，概率模型建模和参数预测，采用随机数发生器进行灵敏度分析，统计过程控制，实验化设计。

! 概率分布

统计工具箱支持 20 个不同的概率分布函数，包括T，F，Chi-suare分布。参数拟合函数，拟合结果的图形显示，对所有分布类型都提供了求解最佳拟合计算方法。

利用命令行，可以计算概率密度函数或者累计分布函数（及逆运算），计算中值和方差，生成随机数以及对参数进行估计。

! GUI工具为动态观看和分析数据提供了许多交互图形工具。包含了许多专用的界面进行响应面模

型生成，分布显示，随机数生成和绘制直方图。

! 统计图

统计绘图命令如 weibplot和 randplot允许工程师进行可靠性分析和分布拟合。

! 算法开发

结合 MATLAB计算语言，这个工具箱提供了用于开发统计分析的新算法的全套工具。可以使用统计工具箱中的绘图函数，或采用MATLAB的Handle Graphics功能自行开发。

需要的产品使用 Statistics Toolbox 需要

" MATLAB

相关的产品

" Bioinformatics Toolbox " Curve Fitting Toolbox " Data Acquisition Toolbox " Database Toolbox " Financial Time Series Toolbox " Financial Toolbox " GARCH Toolbox " Image Processing Toolbox

" Mapping Toolbox " Neural Network Toolbox " Optimization Toolbox " Signal Processing Toolbox " System Identification Toolbox


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详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/statistics


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Neural Network Toolbox 对神经网络进行研究，设计和仿真的综合环境

Neural Network Toolbox为工程师和科学家们提供了一个强大的手段，开发、分类和区分数据中的模式（Pattern）。由于需要大量的矩阵运算，MATLAB提供了一个神经框架，快速地实施神经网络并研究它们的行为和应用。 Neural Network Toolbox全面支持许多常用的网络形式的设计，训练和仿真。从简单的感知器到高级的关联记忆及自组织网络都可以利用该工具箱完成。此工具箱可以用于信号处理，非线性控制和金融建模等领域的应用研究当中。

背景受生物学神经系统的启发，人工神经网络技术被广泛地应用于复杂的科学，工程和商业

实际问题。神经网络能够很好地解决这些问题的原因是，它与生物神经网络一样具备学

习的能力，通过训练就可以用来寻找解决办法，识别模式，数据分类，预测未来的事件。与经典的统计和控制理论方法不同，神经网络方法无需显式的模型或有限的基于正则或

线性的假设。神经网络在那些常规分析很难解决或不可能解决的问题方面具有强大的威

力，如模式识别以及非线性系统辩识和控制等。

神经网络的行为通过单独的计算单元和它们之间连接的权重来定义。按一定的学习规

则，通过对网络的训练自动地调整权重，直到它的表现满足一定的误差限为止。

特点 " 带监督的网络模式：感知器，线性，反向传播， Levenberg-Marquardt (LM) 和缩减记忆 LM，共扼梯度，放射原则， Elman， Hopfield，学习向量量化（ learning vector quantization，LVQ），概率，广义回归和准牛顿法

" 带监督的网络模式：Hebb， Kohonen，竞争，特征图，自组织图

" 对输入和网络连线的数量无限制

" 可定制的结构和网络函数

" 模式网络表示

" 自动网络规则化

" 前／后处理函数

" 自动生成 Simulink模型

" 在 Simulink 中动态模拟

" 通过 Real-T ime Workshop生成可移植 C代码

" 竞争，限制，线性和反曲传递函数

上图显示了部分的神经网络图形界面，对话框和面

板可以用于网络可视化显示（顶部），训练结果评

估（底部）和网络管理（中间）。


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强大功能 ! 模式组织

模式网络表示机制使设计者定义网络时更加灵活。对输入和层的数量没有限制。事实上

任何神经元和层的组合（需要时可以带有延迟），都能够采用多种方法进行训练。所有的网络初始化，性能，学习和训练等都能够被定制。

! 网络结构

工具箱包含的完备的网络结构，学习，规则，和训练规则，使工程师能够设计出最适合

工程师的应用研究需要的网络。

! 可视化函数

工具箱包含的函数使计算和观察网络的性能，行为非常方便，包含的操作有性能图，

Hinton 图，误差面图和 Simulink中网络的可视化。

! 前／后处理

前／后处理函数包括主值分析（principal component analysis，PCA)，最大最小比例，平均比例，标准偏差和后训练分析。

! Neural Network Toolbox GUI 使用此 GUI 可以将大量的数据输入进来，还可以创建，初始化，训练，仿真和管理神经网络。简洁的图形化的网络表示帮助工程师察看和理解网络的结构。

! Simulink支持

工具箱提供了一个函数 gensim，可以自动地生成供 Simulink使用的网络仿真框图。一旦网络已经被建立和训练了，就可以很容易地结合到 Simulink模型中应用与于控制之中。

! 控制系统应用

神经网络已经成功地被用于非现行系统的识别与控制。工具箱中包含了三个流行的控制应用的描述，演示和 Simulink 模块：模型预测控制（model predictive control），反馈线性化（feedback linearization）和模型参考自适应控制（model reference adaptive control）。

! 传递函数

工具箱提供了常用的传递函数，包括竞争，硬限制，逻辑反曲，线性，径向基，三角基。工程师可以自定义这些函数或增加自己的函数。

! 演示和指南

Neural Network Toolbox User's Guide可以作为教材，对神经网络的结构和范例进行了全面的讲解。参考部分包含了工具箱中包含的每个函数的简要信息。

需要的产品使用Neural Network Toolbox需要

" MATLAB

相关的产品 " Simulink


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" Control System Toolbox " Curve Fitting Toolbox " Data Acquisition Toolbox " Database Toolbox " Financial Toolbox " Fuzzy Logic Toolbox " Image Processing Toolbox

" Optimization Toolbox " Signal Processing Toolbox " Simulink Response Optimization " Spline Toolbox " Statistics Toolbox " System Identification Toolbox " Wavelet Toolbox


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/neuralnet

在 Simulink模型中使用 Neural Network算法


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Curve Fitting Toolbox — 实现曲线拟合与分析

Curve Fitting Toolbox 扩展MATLAB环境，具有集成数据管理，拟合，显示，检验和输入分析过程等功能。通过强大的图形用户界面工具，工程师可以完成数据分析处理的全部工作，无需记忆大量的命令行函数。

主要拟合方法： " 多项式、指数、分数、峰值、幂、样条、插值、自定义多项式

强大功能 " 曲线拟合交互界面

" 一系列带有最佳初始点的线性和非线性拟合方

程，求解非线性模型的参数

" 开发工程师自定义线性和非线性模型

" 线性和非线性最小二乘，加权最小二乘和鲁棒拟合

" 支持样条和插值

" 分析拟合结果，包括内插，外插，导数和积分

" 拟合效果统计评价

" 进行多个拟合任务并对数据进行比较

需要的产品使用 Curve Fitting Toolbox需要

" MATLAB

相关的产品

" Data Acquisition Toolbox

" Database Toolbox " Datafeed Toolbox " Financial Derivatives Toolbox " Financial Time Series Toolbox " Financial Toolbox

曲线拟合示意图


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" GARCH Toolbox " Neural Network Toolbox " Optimization Toolbox " Signal Processing Toolbox " Spline Toolbox " Statistics Toolbox " System Identification Toolbox


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/curvefitt ing


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Spline Toolbox — 创建并处理样条近似模型和数据

Spline Toolbox是工程师学习及利用样条进行工作的理想环境，样条是存在几阶连续导数的分段光滑连续多项式（Piecewise Polynomial - PP）函数，可用来在一个大的区间上表达各种各样的函数，而用单一的多项式是不现实的。由于样条是光滑的，简单而易于

操作，可以用来给任意函数建模：诸如曲线建模，曲线拟合，函数逼近，函数方程求解

等。

特点 " B格式及 PP格式表示

" B 格式样条插值，逼近及切换到 PP格式

" 三次样条插值及光滑

" 样条的操作，评估，求导，积分及显示

" 样条的使用： break/knot 操作，优化 knot放置，专用线性系统求解器。

强大功能 ! 样条概览

本工具箱使用了 Carl de Boor —— 样条领域先驱在他的《Practical Guide to Spline》(Applied Math. Sciences Vol. 27， 1978) 中介绍的方法。运用MATLAB语言，使得工程师更易于理解样条理论，并用于解决不同的问题。

! B - 格式及 PP - 格式

本工具箱提供了两种常用的方法来表达样条：B格式及 PP�格式，B格式在创建一个样条上非常有用，PP�格式在对样条进行详细评估时更有效。本工具箱包含了函数的创建、显示、折分（breaking apart）、插值、逼近并进行 B�格式、PP�格式样条的操作。


相关的产品 " Curve Fitting Toolbox " Financial Time Series Toolbox " Financial Toolbox " Neural Network Toolbox " Optimization Toolbox

样条工具图形用户界面。上部的窗口显示并

比较不同的样条近似。下部的窗口显示样条

误差或者一阶或二阶导数。


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" System Identification Toolbox


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/splines


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Model-Based Calibration Toolbox 复杂动力系统标定

Model-Based Calibration Toolbox提供了用于复杂传动系统标定的设计工具。工具箱充分利用了MATLAB科学计算环境和 Simulink 高性能的仿真能力，通过两个强大用户界面——实验设计与统计

模型工具（ Model Browser）、标定工具（CAGE Browser），可以优化多自由度发动机的标定过程。使用该工

具箱，可以开发系统的整个标定过程从而将发

动机的性能，排放和燃

油经济性优化到最理想的平衡点。

特点 " 基于实验设计方法（DoE）的Classical 、Space-Filling、Optimal设计，使工程师能够制定最佳的测

试平台

" 表格处理工具可以将传动系统标定在最佳的鲁棒工作状态

" 支持从发动机测试数据中开发高精度、非线性发动机统计模型

" 经验模型库包括：用于 Port Fuel Injected（PFI）发动机建模的扭矩-点火曲线，以及用于 Air Charge建模的增长模型

" 在优化过程对发动机稳定工况范围内的边界模拟技术

" 线性回归和径向基函数技术能够完成高精度的数据拟合

" 拟合模型可自动生成标定表格，能够在未来的开发中重用

" 可以从模型、优化结果或直接从实验数据填充单个查询表或组表

强大功能

在 Model-Based Calibration Toolbox开发的优化后发动机测试平台（左）和经验性的发动机模型（右）

使用设计评估工具对所

设计的特性进行研究


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! 系统化标定

Model-Based Calibration Toolbox 贯穿于传动系统标定的三个基本步骤中：

" 高效率的实验规划

" 采用测试数据进行发动机精确建模

" 用所建模型进行传动系统标定

! 多变量的处理收集发动机的数据

常用的方法是做出

一个变量的扫描图而将其余变量保持

为常数。这种方法涉

及到两种变化：局部变化（如一次测试中

的点火提前角所引起的变化）和整体变

化（不同测试中的变

量，如发动机转速，负荷等所引起的变

化。）

Model-Based Calibration Toolbox提供了一种模拟技术使得工程师可以

分别的预估局部和整体的变化。这种估

计是通过在两个阶

段中匹配局部的和整体的模型。工程师

可以使用两阶段模拟技术作出所有变量间

复杂关系的脉谱图，

以便更好的控制发动机的运转情况。

! 灵活的界面通过两种 GUI进行实验设计、建模和标定。设计过程保存在树状结构中，可以直观显示每一步操作对设计的影响。标定界面可以方便地编辑传动系统各种图表，完成表格转换、

模型优化，并将标定结果输出。

! 高效集成

支持 Simulink 中的高级类型查询表，利用 Statistics Toolbox 进行实验数据处理，Optimization Toolbox进行模型优化，Extended Symbolic Math Toolbox 进行精确建模。高效集成环境大大提高了工作效率。

! 优化标定

CAGE（Calibration Generation）工具可以让工程师得到 ECU中常用的最理想的查询表格。此外还提供了常用的标定表格操作，包括了：

保持转速、负荷、空燃比为

常数时发动机性能随点火定

时变化

转速、负荷变化时所做的一系列

的测试。数据用来调整发动机模

型（局部调整）

局部模型用来计算当转

速、负荷变化时发动机性

能随之变化的整体模型

（整体调整）

整体调整在发动机不同的性

能指标上开展（图片由福特

发动机公司提供）


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" 不同设计目标之间的数据交换

" 多常数处理

" 直接从经验性发动机模型读取表格

" 从模型中生成优化的标定表格

" 将标定结果与实验数据进行对比

" 工程师内嵌的或者常用的标定程序

CAGE 同时允许工程师通过使用不同类型的模型优化目标函数进行多目标的优

化。这种特点在实际运用中是非常有用的，尤其是对发动机特性还不是很了解

的时候。

需要的产品 " MATLAB " Simulink " Extended Symbolic Math

Toolbox " Optimization Toolbox " Statistic Toolbox

相关产品： " Neural Network Toolbox

平台和系统要求 " Microsoft Windows

详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/mbc

利用模型来寻找曲线中不连续点的位置

（左）。观察标定的结果考察不同设计目

标之间的数据交换能力（右）。


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Bioinformatics Toolbox — 读取、分析和可视化染色体、基因组、蛋白质组数据

Bioinformatics Toolbox是用于读取、分析和可视化基因组、蛋白质组数据的强大工具，它充分利用 MATLAB提供的强大灵活的计算能力和 Statistics工具箱丰富的数据统计分析能力，可以读取丰富的数据文件类型，完成各种数据分析工作。

特点 " 支持生物工程领域常用的保存染色体、基因组和蛋白质组数据的文件格式

" 直接获取因特网数据

" 基因组和蛋白质组序列排序

" 基因组和蛋白质组序列分析、统计

" Microarray数据的标准化和分析

" 针对基因组应用提供丰富的数据可视化分析手段

" 蛋白质属性分析

强大功能 " 支持多种文件格式和数据库访问能力

" 序列排序与分析统计

" Microarray数据标准化

" 强大的数据可视化能力

" 蛋白质特性分析

" 使用MATLAB共享和发布算法

需要的产品 " MATLAB " Statistics Toolbox

相关产品 " Database Toolbox " Neural Network Toolbox " Image Processing Toolbox " Optimization Toolbox " Signal Processing Toolbox

平台和系统需求：平台及系统要求请详见www.mathworks.com/products/bioinfo


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Control System Toolbox 经典和现代控制系统的建模、分析和设计

Control System Toolbox可用于前馈和反馈控制系统的建模，分析和设计，可以提供经典和现代的控制系统设计方法，包括根轨迹，极点配置，LQG设计等。使用方便的图形用户界面可以简化典型的控制系统设计，从而达到节省时间和精力的作用。

利用控制系统工具箱，可对 LTI系统建模，将系统表述成传递函数形式，零极点增益形式或状态空间形式。可处理连续时间系统和离散时间系统，并在系统不同的描述形式之间进行转换。可以快速计算和绘制系统的时域响应、频域响应和根轨迹图。

与其它的工具箱一样，Control System Toolbox具有开放性和可扩展性，允许工程师创建适应自身应用需要的M文件，或与 MathWorks公司的其余产品协同工作。控制系统工具箱可以从系统辨识工具箱中直接导入被控对象，还可以将控制系统的设计导入

Simulink 中与 Simulink模型集成。

特点 " 提供交互式的图形用户界面工具——

LTI Viewer，用于LTI系统的分析和比较，可以在同一个窗口中进行时域分析（阶跃响应，脉冲响应，

零极点图的绘制）和频域分析（Bode 图，Nichols图和Nyquist曲线的绘制）

" 提供交互式的图形用户界面 SISO Design Tool，通过根轨迹，Bode图和Nichols图对 SISO 控制系统进行分析和调节

" 在 SISO Design Tool中，可以用图形化的方式进行补偿器性能约束

" 在 SISO Design Tool中，修改控制器后，闭环系统响应曲线随之发生变化

" 工程师可以通过属性设置控制时域频域响应曲线的显示效果

" 支持 LTI对象数据结构，可以方便地表示传递函数，状态空间，零极点增益和频域响应形式的系统模型

" 支持 MIMO 系统，连续时间系统，采样系统（sampled-data system）和带有时间延迟的系统

" 支持多种离散－连续系统转换方法

" 支持现代控制设计技术，包括极点配置，LQR／LQG调节，卡尔曼滤波设计，确定可控性和可观性，求解 Riccati和 Lyapunov 方程

强大功能

! 完善的建模环境

控制系统工具箱支持 4 种线性模型表述方式：状态空间模型，传递函数，零极点增益模型以及频域响应数据模型。

每一种模型形式都有相应的 LTI对象的表达。除了模型数据以外，LTI对象还可以存储

LTI Viewer界面


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离散系统的采样时间，时间延迟，输入输出名称，模型注释等等。利用 LTI对象，可把模型作为单一的实体进行处理，也可将不同的模型象矩阵操作一样进行处理。

! 获得模型特征

利用控制系统工具箱的指令可以获得模型的特征，比如 I/O维数，零极点位置及 DC增益。这些命令可用于连续时间系统和离散时间系统。

! 连接线性模型

可以将 LTI 模型进行串联，并联及反馈连接。也可以利用这些基本连接组建复杂的系统模

型。

! 分析设计

一些设计工作用图形化的处理方式比较简便，

而另外一些工作用命令行的方式进行处理更为

灵活。控制系统工具箱提供了 GUI和命令行两种方式进行系统设计，以方便不同模型的分析

和设计。

! 用 LTI Viewer进行图形化的模型分析

控制系统工具箱中的 LTI Viewer是一个 GUI 工具，可以简化线性时不变系统的分析。利用 LTI Viewer 可以同时观察和对比不同的线性模型的响应曲线，还可以在时域频域响应曲线中加入关键的性能指标，比如上升时间，超调量和稳定裕度等。结合鼠标操作，

可以对MIMO系统选择所要观察的输入输出通道。

LTI Viewer可以同时显示 6种不同的响应曲线，包括阶跃相应，脉冲响应，Bode图，Nyquist曲线，Nichols图，Sigma图和零极点分布图。

! 用命令行的方式进行模型分析

LTI Viewer适用于许多系统的分析，这些应用是基于 GUI的。对于另外一些应用，比如需要编程的应用，工程师自定义的绘图以及包含和LTI无关的信息的情况，本工具箱提供了多种函数进行时域频域的分析。这些函数适用于各种线性模型（连续，离散，SISO或MIMO）或模型数组。

! 利用 SISO Design Tool进行控制器的设计控制系统工具箱的 SISO Design Tool图形用户界面可用来分析和调节反馈控制系统。利用该工具，可以用图形化的方式调节控制器增益和系统的动态性能。比如：可以用 Bode图进行带宽的调节，检测幅相稳定裕度，用根轨迹图进行阻尼的控制，或添加校正环节

提高系统的稳定性。

SISO Design Tool和LTI Viewer 紧密结合，使得修改控制器时可以马上在LTI Viewer中观察到系统的响应变化。

! 在命令行中进行控制器的设计

除了 SISO Design Tool以外，控制系统工具箱还提供了一系列命令函数来方便控制系统的应用，包括：

经典的 SISO设计函数（阻尼，根轨迹分析，幅相稳定裕度）

SISO设计工具


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现代MIMO设计函数（极点配置，LQR/LQG方法，卡尔曼滤波）

! 设置绘图选项和属性

控制系统工具箱提供了 3个图形用户界面用于控制时域频域绘图的显示效果

需要的产品使用 Control System Toolbox 需要

" MATLAB

相关产品 " Simulink " Fuzzy Logic Toolbox

" Model Predictive Control Toolbox " Neural Network Toolbox " Robust Control Toolbox " SimMechanics " SimPowerSystemss " System Identification Toolbox


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/control


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System Identification Toolbox 从输入输出测试数据中创建系统的线性模型

System Identification Toolbox 能够基于预先测试得到的输入／输出数据来建立动态系统的线性模型。可以使用时域/频域技术对单通道数据或多通道数据进行模型辨识。利用该工具箱可以对那些不容易用数学方式描述的动态系统建立数学模型，包括发动机子系

统，飞行动力学系统以及机电系统等。

工具箱支持传递函数和状态空间的模型描述方式，可以通过非参数相关或谱分析的方法

进行系统辨识，工具箱函数可以对任意通道数的输入输出数据进行连续时间或离散时间

系统的辨识，导入测试数据并对其进行预处理，产生模型，并根据测试数据进行模型的验证。

象所有其它的工具箱一样，系统辨识工具箱具有开放性和可扩展性，允许工程师为特定应用创建自定义算法。同时还可以将估计的模型直接导入 MATLAB，Simulink 及MATLAB工具箱用于控制系统的仿真。

特点 " 使用时域频域数据进行参数和非参数的MIMO系统辨识

" 具有专门工具用于一阶，二阶，三阶动态系统的模型辨识

" 支持诊断函数用于测试数据的评估和模型的辨识

" 具有频域时域数据预处理工具，包括偏移，Detrending，预滤波以及丢失数据的重构

" 支持时间延迟估计及从测试数据中进行反馈检测

" 具有 Simulink 模块用于辨识和处理估计出来的模型并可和 MATLAB工作空间进行数据交换

强大功能可以通过图形用户界面，MATLAB命令行及编程语言与工具箱进行交互。

图形用户界面

利用 GUI可以方便地进行测试数据的分析和模型的辨识。工程师可以通过 GUI完成系统辨识的各个步骤：

" 装载保存测试数据和辨识结果

" 预处理测试数据，包括滤波，偏置以及 Detrending

" 进行数据设置管理和图形化的模型辨识

" 通过与测试数据进行对比进行不同辨识模型的比较

系统辨识 GUI


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MATLAB命令行和编程语言

与所有基于MATLAB的工具一样，系统辨识工具箱拥有命令行接口。工程师可以：

" 直接设置数据进行系统辨识

" 可以访问其它的MATLAB命令和可视化功能

" 用MATLAB编程语言开发及与他人共享工程师自己的算法

! 访问辨识实验

系统辨识工具箱可以确保观测得到的实验数据表示所要研究的动态系统。

- 分析和设计测试信号

工具箱可以分析和设计测试信号，以保证系统的动态特性在工作点附近可以完全得到体现。比如基于输入信号的统计特性设置采样方法，标记数据中不希望有的偏移，检测数

据中反馈的存在与否，限制模型的阶数。

- 处理观测信号

GUI 可以导入时域，频域以及频域响应信号来进行模型的辨识。工程师可以从 MIMO系统中导入信号，确定通道名称，指定开始时间和采样时间，定义变量单位。

数据导入以后，可以在频域和时域范围内进行转换以确定在模型辨识前是否需要对数据

进行预处理。

! 对测试数据进行预处理

测试数据经常带有偏移，丢数据和其它一些不规则的情况。这些不规则会导致系统辨识不准确，可以对测试数据进行预处理来避免错误的发生：

- 对偏移数据进行纠偏处理

- 对主要频带范围内的数据进行滤波并消除高频干扰

- 重新确定采样以提高辨识的速度和精度

! 设置数据进行辨识和验证

工具箱允许工程师从测试数据中选择两种数据设置，一种用于辨识模型，一种用于验证

模型。工程师可以分别使用频域和时域数据用于辨识和验证模型。

! 对模型进行估计和验证

工程师在对线性动态系统进行估计时可以尝试不同的方法和模型结构。通过对比仿真输

出和测试数据的输出进行模型的估计。

估计模型

工具箱提供了 3种方法进行模型估计：

- 参数估计

- 过程模型估计（Process model estimation）

- 非参数估计

验证模型

工具箱函数可以用来对比辨识模型的输出和实际测试的输出以确保估计出来的模型可

以准确地描述真实系统。工具箱提供了 5 种分析工具用于确定辨识系统和真实系统的适配度：


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- 模型输出

- 残差分析

- 频率响应

- 瞬态响应

- 零极点分析

需要的产品使用 System Identification Toolbox需要

" MATLAB

相关产品 " Simulink " Control System Toolbox


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/sysid


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Fuzzy Logic Toolbox —用于模糊逻辑系统的设计和仿真

Fuzzy Logic Toolbox 利用基于模糊逻辑的系统设计工具扩展了MATLAB的科学计算功能。通过图形用户界面工具可以完成模糊推理系统设计的全过程。工具箱中的函数提供了多种通用的模糊逻辑设计方法，例如模糊群(Fuzzy Clustering)、模糊自适应神经网络学习（Adaptive Neuro-fuzzy Learning ）。

通过该工具箱可以利用简单的模糊规则对复杂的系统行为进行建模，然后将这些规则应用于

模糊推理系统。工程师可以将该工具箱作为一个独立应用的模糊推理引擎，或者在整个动态

系统中使用 Simulink 中的模糊推理模块对其中的模糊子系统进行仿真。

特点 " 提供图形用户界面，用于模糊推理系统的建立以及观测分析结果

" 定义隶属函数，用于创建模糊推理系统

" 对于工程师自定义的规则，支持AND、OR以及NOT逻辑

" 支持标准的 Mamdani 和 Sugeno－type模糊推理系统

" 通过自适应神经网络和模糊群学习，可以自动形成隶属函数

" 可以在 Simulink 模型中嵌入模糊推理系统

" 可以产生嵌入式的C代码或独立应用的模糊推理引擎

强大功能模糊逻辑工具箱提供的 GUI 可用于经典的模糊系统开发和模式识别。运用该工具箱，可以进行模糊推理系统的开发和分析，自适应神经网络推理系统的开发以及模糊群的实现。

另外，该工具箱还提供了模糊控制器模块，可用于在 Simulink 中对模糊逻辑控制系统进行建模和仿真。通过 Simulink、Real-Time Workshop Embedded Coder，可以产生包含模糊逻辑的用于嵌入式应用的 C代码。

! 建立模糊推理系统

模糊推理是一种基于工程师自定义的规则对输入矢量进行解释，并对输出矢量赋值的方法。通过模糊逻辑工具箱中的 GUI 编辑器和观察器，可以建立规则集，定义隶属函数，分析模糊推理系统（FIS）的行为。工具箱提供了如下所示的编辑器和观察器：

FIS Editor：显示模糊推理系统的常规信息

Membershiop Function Editor：显示和编辑与模糊推理系统输入输出变量相关的隶属函数

Rule Editor：使用以下三种格式之一进行模糊规则的观察和编辑：全英文语法，简明的符号表示或索引表示

模糊推理系统(FIS)界面


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Rule Viewer：可用来观察模糊推理系统的具体行为，帮助诊断指定规则的行为或学习输入变量变化的结果

Surface Viewer：从两个输入变量和模糊推理系统的输出中产生 3－D曲面

! 利用模糊逻辑建模在模糊逻辑工具箱中可以运用神经模糊和模糊群技术来进行模型的建立和系统行为的

划分。

模糊自适应神经网络推理

使用模糊自适应神经网络推理系统编辑器，可以利用输入输出数据训练隶属函数，而无

需人工指定隶属函数。该工具箱利用 bp算法或将 bp算法与最小二乘法结合，保证模糊系统可以从数据中进行学习。

模糊群

模糊逻辑工具箱支持模糊 C－means及负群，支持数据分类及建模。

! 对模糊推理系统进行仿真和配置

Simulink 模型中的模糊逻辑控制器模块可以用于评价模糊推理系统的性能。对于大多数模糊推理系统，模糊逻辑控制器模块可以自动产生层次化的模块图表表示。这种表示方

法只使用内建的 Simulink 模块，通过使用 REAL-TIME WORKSHOP，可以支持代码生成。

工程师还可将模糊逻辑系统保存为 ASCⅡ格式，以便脱离 MATLAB环境后仍可使用。工具箱提供的模糊推理引擎，可以将模糊系统作为独立应用或嵌入的外部应用来执行。

需要的产品使用 Fuzzy Logic Toolbox 需要

" MATLAB

相关产品 " Simulink " Neural Network Toolbox " Real-Time Workshop " System Identification Toolbox


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/ fuzzylogic


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Robust Control Toolbox 针对不确定动态特性和参数设计鲁棒控制器

Robust Control Toolbox提供了用于高级“鲁棒”多变量反馈控制系统设计的专业工具，它可以与MATLAB和Control System Toolbox一起使用。它扩展了Control System Toolbox的功能，在经典控制系统设计工具与鲁棒设计方法之间建立了桥梁。

特点 " 基于µ综合和 LMI 技术，对多输入多输出系统进行分析

" 利用闭环传递恢复和频域测量方法的基于LQG的优化控制综合

" 基于模型降阶的奇异值

" 频域因数分解和模型构建

" 工具箱还实现了一个省时的分层数据结构，给工程师一些选项来用单一的MATLAB变量来表示系统的矩阵。

优化的系统数据结构可选的数据结构为工程师提供了在MATLAB中表示线性系统的一流且高效的方法。

开放性和可扩展性 Robust Control Toolbox 所有的特性都是利用M语言实现的，同时为客户提供了源代码，工程师可以观察到算法的具体实现。MATLAB 的开放性和它的工具箱强大功能使得工程师可以修改当前函数或是增加自己的函数。由于 MATLAB在多数一流大学的工程、计算机和数学系都被选作教学和科研工具平台，工程师可以从这些著名的数学和控制软

件专家那里体会到最新算法开发的光明未来。

需要的产品使用 Robust Control Toolbox需要

" MATLAB " Control System Toolbox


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/robust


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Model Predictive Control Toolbox 基于内置模型开发受约束多变量过程的控制器

Model Predictive Control Toolbox 用于设计，分析和仿真基于 MATLAB 建立或是Simulink 线性化所得对象模型的模型预估计控制器。模型预估计控制器（Model predictive controller）可以帮助工程师优化多输入、多输出控制系统的性能。

这个工具箱提供了所有与模型预估计控制系统设计相关的主要特性。为了预测输入量变

化对输出的影响，工具箱使用一个内置的对象模型求解控制行为。工程师可以使用System Identification Toolbox估算出线性时不变（LTI）模型，或是把它表述为传递函数。Model Predictive Control Toolbox 在仿真的每一个时间步长中使用二次规划（quadratic programming）来最小化工程师定义的目标函数。

Model Predictive Control Toolbox提供了用于在Simulink中仿真控制器的模块

特点 " 使用图形用户界面进行模型预估计控制器的设计和仿真

" 被控目标模型表达为 LTI对象

" 支持在 Simulink 中建模所需的模型预估计控制器模块

" 使用 Simulink模型进行的“一步式”控制器设计

" 加权的输入输出变量约束，以及实测和非实测干扰

" 面向对象，与其它MathWorks控制系统设计产品共享相同的命令行界面

强大功能

! 使用 Model Predictive Control Toolbox


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Model Predictive Control Toolbox 使用图形用户界面来组织管理工程师开发的控制器，并把它加入到工程项目中，使工程师可以对项目进行管理并尝试多种控制器。

使用 Control and Estimation Tools Manager 简化了这些工作，导入模型和以前设计的控

制器，定义被控对象的输入输

出。

使用 Control and Estimation Tools Manager 工程师可以：

定义计算后续控制行为中所用的被控对象模型

设计模型预估计控制器

仿真控制器的闭环行为

! 定义被控对象模型模型预估计控制器的控制行

为建立在其内置的过程对象模型之上。这个内置的模型让控制器得以预见将要发生的过程行为并遵从输出约束。具有自我更新能力的内置模型使得模型预估计控制比庞杂的耦

合 PID回路更容易维护，后者当系统参数发生变化时需要对每一个回路独立进行调节。

Model Predictive Control Toolbox 使用LTI模型，使工程师可以使用 MathWorks控制系统设计产品系列所通用的传递函数模型结构形式。

工程师可以从MATLAB 工作空间（workspace）或是.MAT文件中将多个LTI 模型导入到工具箱中。

使用 Simulink 和 Simulink Control Design 工具，工程师能从 Simulink 中获取模型的线性化形式并自动将其导入为工具箱控制器的内部被控对象模型。然后工程师就可以在 Simulink 的每一仿真步长中精炼这个内部被控对象模型。

设计控制器

工具箱可以与 MATLAB 或 Simulink.一起使用设计控制器。

! 与 MATLAB一起使用设计控制器工程师可以设计多个控制器，并利用自己对系统的理解和认识选择最优配置。对每一个

控制器，工程师都可以选择一个被控对象模型并指定如下的控制器参数：

" 预期值（Prediction）和控制水平（Control horizons）

" 操作和输出变量的约束条件

" 用于隔离（violating）输入输出约束条件的独立或全局惩罚因子

" 输入输出变量的权重因子（Weighting factors）

利用 Control and Estimation Tools Manager控制和预测管理器设定控制器的输入和输出

利用Plant Model Importer 可将模型导入到工具箱


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" 用于描述非测量扰动和测量噪声的模型

! 与 Simulink一起使用设计控制器当Model Predictive Control Toolbox 与 Simulink Control Design一起使用时，可以直接从Simulink 模型中创建控制器。使用Model Predictive Control Toolbox的模块并适当的连接模块的输入和输出，Simulink Control Design就能从中提取出线性化被控对象模型并生成控制器。Model Predictive Control Toolbox 使用相同的 GUI来指定 Simulink中的控制器参数，同在与MATLAB一起使用的情形一样。

利用 Control and Estimation Tools Manager 设置控制器约束条件

! 闭环特性仿真

工程师可以在 MATLAB 和 Simulink 中仿真控制器，以在其预期水平（prediction horizon）上评估它的性能。仿真界面允许工程师输入下列类型的控制器指令和非测量扰动：

� 常数值

� 阶跃信号

� 脉冲信号

� 斜坡信号

� 正弦信号

� Gaussian（高斯噪声）

工程师可以比较控制器与被

控对象配置，以判别模型的偏差和不同权重因子对约束条

件和变量的影响。还可以暂时

屏蔽约束条件的作用以评估闭环系统的动态特性，例如稳

定性和阻尼。

! 运用模型预估计控制器

该工具箱提供两种方法把设计的控制器运用于实际应用。

使用OPC Toolbox，工程师可以将控制器的操作与

MATLAB，直接连接到一个工具箱允许释放对输入和输出的约束条件


50

OPC兼容的系统上。使用 Real-Time Workshop®，工程师可以从 Simulink 中编译生成控制器的代码，并应用于目标系统的实现或是在 xPC目标上作原型应用。

需要的产品使用Model Predictive Control Toolbox需要

" MATLAB " Control System Toolbox

相关产品

" OPC Toolbox " Real-Time Workshop " Simulink " Simulink Control Design " System Identification Toolbox


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/mpc


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Signal Processing Toolbox —仿真、设计数字信号处理系统

Signal Processing Toolbox 是一个用于模拟和数字信号处理的工业级标准算法集合。它提

供了用于交互式设计与分析的图形化用户界面（GUI）工具以及命令行函数。工具箱中的多数函数是利用开放式 MATLAB 语言设计完成的。工程师可以查看算法、修改源代码以及编写自定制函数。该工具箱可应用于语音和音频处理，有线和无线通信，医学成

像和测试测量，消费类电子产品等领域。

特点 " 大量的信号和线性系统模型

" 有限脉冲响应（FIR）和无限脉冲相应（IIR）滤波器设计，分析和实现

" 模拟滤波器设计

" 谱分析和统计信号处理

" 多种变换，快速傅立叶变换 FFT和离散余弦变换

" 参数时间序列建模函数

" 多速率信号处理，诸如数字信号和各种采样速率

" 波形生成，窗函数算法

" 集成的图形界面用于滤波器设计、分析、谱分析及信号的可视化测量

强大功能 ! 信号和线性系统模型

Signal Processing Toolbox提供了大量的模型，用于表示多种信号和线性时变系统，包括传递函数、状态空间和零极点增益以及信号表示形式的转换函数。

! 数字滤波器设计

Signal Processing Toolbox提供了一套完整的有限脉冲响应（FIR）和无限脉冲响应（IIR）

FDATool是进行各种类型 FIR和 IIR滤波器设计的内建GUI工具。在 GUI中选择可

用的滤波器类型及相关参数，然后可以方便的分析所设计的滤波器的各种性质。


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数字滤波器的设计方法。这些方法支持快速低通、高通、带通、带阻和多频带滤波器的

设计与分析。滤波器类型包括：Butterworth滤波器、Chebyshev 滤波器、elliptic滤波器、Yele-Walker 滤波器、基于窗的滤波器、最小二乘法和 Parks-McClellan 滤波器（实数和复数）。滤波器结构包括直接Ⅰ型、直接Ⅱ型，Lattice、lattice-ladder和二阶节型。

! 变换

Signal Processing Toolbox提供了计算多种变换的工具，包括离散傅立叶变换，离散 cosine变换，Hilbert变换和 Goertzel变换。

! 谱分析

Signal Processing Toolbox提供了进行频域分析和谱估计的工具，包括计算功率谱密度、均方谱以及平均谱。这些方法基于一个高度优化的快速傅立叶变换。谱分析方法包括：

Welch 方法，极大熵方法，Multitaper及MUSIC (Multiple Signal Classification) 方法。

! 可视化

利用图形用户界面 GUI工具，工程师可以交互地查看和检测信号，设计滤波器，进行谱分析，并同时观察参数及方法的影响，这些工具非常有利于时间序列，零极点位置的可

视化。GUI工具包括：FDATool，FVTool，SPTool，WINTool等。

! 其它应用

Signal Processing Toolbox是许多其它应用的基础，例如，与图像处理工具箱结合，工程师可以处理和分析 2-D信号及图像数据；与 Communications Toolbox一起，可以仿真复杂的通讯系统。

需要的产品 " MATLAB；

相关的产品 " Communications Toolbox；

" Filter Design Toolbox；

" Image Processing Toolbox；

" Singal Processing Blockset；

" Wavelet Toolbox；

平台和系统要求 " Microsoft Windows " HP-UX 11 " Linux " Linux x86-64

" Solaris " Mac OS X

详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/signal


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Communications Toolbox 通信系统物理层算法的设计与分析

Communications Toolbox提供了一整套的工具来开发、设计和分析通信系统的物理层算法。用户可以通过命令行、BERTool GUI 或是自定制脚本文件、函数来调用Communications Toolbox。该工具箱适用于诸如终端、基站、有线和无线局域网络以及数字用户线的应用程序开发，也可对通信工程方面的研究及教育起到良好的基础作用。

特点： " 信源编码及量化

" 信道模型，信道编码、交织和均衡

" 差错控制编码

" 调制和解调

" 发送和接收滤波器

" 基带和调制信道模型

" 同步，包括模拟和数字锁相环（PLL）

" 多址接入：CDMA、FDMA和TDMA

" Galois 域计算

" 信号发生器

" 分析及可视化图形功能，包括眼图、星座图

" 用于误码率分析的图形界面

强大功能：

! 物理层函数

Communications Toolbox提供大量的用于通信系统物理层设计的函数，利用这些函数用户可以快速开发和评估复杂的通讯系统模型，比如手持终端，基站，DSLs，LANs，无线 LANs，卫星系统等；

! 专业图形工具和 GUI Communications Toolbox为通信工程设计提供了专业的图形工具，比如：眼图、信号星云图和 Bit误码率－信噪比图。使用 BERTool GUI，用户可以将若干仿真结果数据汇总在一起，然后比较实际结果与理论值的差别；

! Galois域矩阵 Communications Toolbox提供了 Galois域矩阵，用户可以对于这些矩阵进行各种数学运算和其它的函数操作；

! 函数列举

" 产生均匀分布随机数矩阵；

" 基带或通带方法的调制与解调；

复数基带信号的信号星云图


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" 绘制眼图或者发散图（信号星云图）；

" 优化的差分脉冲编码调制参数；

" 线性、周期、BCH、Hamming和 RS模块编码和解码；

" 卷积编解码；

" 对一个信号加入白色高斯噪声和多途衰落效应；

" 使用LMS、RLS、CMA、MLSE算法的均衡方法；

需要的产品使用 Communications Toolbox 需要

" MATLAB；

" Signal Processing Toolbox；

相关的产品 " Simulink；

" Communications Blockset；

" RF Blockset；

" RF Toolbox；

" Signal Processing Blockset；

平台和系统要求 " Microsoft Windows ；

" UNIX/Linux；

" Macintosh；


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Filter Design Toolbox 设计、分析定点、自适应和多速率滤波器

Filter Design Toolbox 提供了设计，分析，仿真数字滤波器的先进技术。通过添加针对复杂实时DSP应用的滤波器结构和设计方法（比如自适应和多速率滤波器）来扩展 Signal Processing Toolbox的功能。同时它也提供了函数来简化定点滤波器的设计和量化效果的分析。

量化滤波器的设计与分析

特点 " 先进的 FIR滤波器设计方法；

" 重构和双通道 FIR滤波器设计；

" 先进的 IIR滤波器设计方法；

" 单精度浮点数字滤波器和定点运算数字滤波器的分析与实现；

" 二阶节 IIR滤波器的实现，包括设计、定标和节的重新排序；

" 单精度浮点和定点滤波器实现过程中的舍入噪声分析；

" FIR和 IIR滤波器的转换，包括高通转低通、低通转高通以及低通转多频带；

" 自适应滤波器设计、分析与实现；

" 多速率滤波器设计、分析与实现；

" 用于定点滤波器的 VHDL和 Verilog代码生成；


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强大功能 ! 高级的 FIR和 IIR滤波器设计使用 Filter Design Toolbox 可以设计优化的 FIR和 IIR滤波器，导入已经设计好的滤波器、量化浮点滤波器、分析量化效果等。使用滤波器设计与分析工具 FDATool 或者命令行可以访问到所有的工具箱函数。

FIR滤波器设计：

" 高级的 equiripple FIR滤波器；

" 最小 pth-norm FIR滤波器；

" 半频带 FIR滤波器；

" Nyquist滤波器；

" 内插 FIR滤波器；

" 重构和双通道滤波器；

IIR滤波器：

" 全通 IIR滤波器；

" 最小 pth-norm IIR滤波器；

" 受约束的最小 pth-norm IIR滤波器；

" 峰值、限波和梳状滤波器；

! 定点和单精度浮点滤波器的分析与实现

" 与 Fixed-Point Toolbox联合使用时，Filter Design Toolbox 支持超过 15种结构的定点、bit-true滤波器的实现，包括：FIR结构，IIR结构和格型结构（二阶节型或非二阶节型）；

" 参数值可以任意设置，比如系数、乘法器和累加器；

" 全精度模式允许进行没有位损失的仿真；

" Filter Design Toolbox提供定点滤波器的分析工具，包括：幅频响应、脉冲响应、零极点图和舍入噪声；

" 该工具箱支持单精度浮点滤波器的分析与实现。

! 二阶节 IIR滤波器的实现 Filter Design Toolbox 允许用户直接设计二阶节 IIR滤波器，并且支持二阶节滤波器的定标功能以及增强的二阶滤波器分析方法；

! 自适应和多速率滤波器的设计、分析和实现

Filter Design Toolbox 提供设计高级滤波器的设计方法。用户可以设计自适应和多速率的滤波器，从而提高指标的性能，减小输出的误差。

自适应滤波器

滤波器类型：LMS滤波器，基于 RLS的滤波器，格型滤波器，频域滤波器，快速横向滤波器；

分析算法：系数跟踪，自学习曲线和收敛性；

多速率滤波器


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Filter Design Toolbox 支持多速率滤波器的设计、分析和实现。包括：多相内插器、抽取器，采样速率的转换，（级联积分－梳状）CIC 多速率滤波器和多级多速率滤波器；专业分析函数用于多相滤波器的分析。

滤波器设计与分析工具(Fdatool)的图形用户界面

需要的产品使用 Filter Design Toolbox需要

" MATLAB；


相关的产品 " Singal Processing Blockset；

" Simulink Fixed Point；


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/filterdesign


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Filter Design HDL Coder 为定点滤波器生成 VHDL和 Verilog代码

Filter Design HDL Coder 扩充了 MATLAB的硬件实现能力。在 Filter Design Toolbox中设计的定点滤波器利用 Filter Design HDL Coder 可以生成有效的、可综合和可移植的VHDL、Verilog代码，这些代码可以最终在ASIC和 FPGA芯片上实现。利用 Filter Design HDL Coder 同样可以自动生成用于快速仿真、测试和验证生成代码的 VHDL、Verilog、ModelSim测试基准程序。

生成的代码具有简洁的 HDL（VHDL或者 Verilog）代码风格，允许用户进行快速的自定制。使用测试基准程序提高了代码的正确性并且节省了测试时间。

特点 " 在MATLAB中针对定点滤波器生成有效的、可移植和可综合的VHDL、Verilog 代码，这些代码最终实现在ASIC和 FPGA芯片上；

" 控制生成代码的内容、优化和风格；

" 自动生成 VHDL 、 Verilog 、ModelSim测试基准程序，用于快速检验和确认生成的 HDL 滤波器代码；

强大功能 ! VHDL和 Verilog代码的生成用户可以使用 FDATool或命令行函数调用的方式来设计滤波器，然后利用 Filter Design HDL Coder 来生成 VHDL或 Verilog代码；

! 设计定点滤波器 Filter Design HDL Coder的输入为一量化滤波器，它支持的滤波器结构包括：直接型FIR、对称 FIR、反对称 FIR、转置 FIR、直接Ⅰ型二阶节 IIR、直接Ⅰ型转置二阶节 IIR、直接Ⅱ型二阶节 IIR、直接Ⅱ型转置二阶节 IIR；

! 为定点滤波器产生 HDL代码当使用图形用户界面工具来为定点滤波器生成HDL代码时，所有的 VHDL、Verilog输出文件产生在对话框设置过程的最后阶段。如果滤波器设计需要一个 VHDL 包，Filter Design HDL Coder 同样产生一个包文件。如果用户使用命令行的方式，滤波器和测试程序的HDL文件将分别产生。

! 自定制 VHDL和 Verilog代码基于设置选项或是属性名称和属性值，利用 Filter Design HDL Coder 可以为量化滤波器产生滤波器和测试程序的 HDL代码。

! 测试生成的 HDL代码用户可以利用自动生成的VHDL测试基准程序或者Verilog测试基准程序来仿真和测试

从MATLAB命令行或 FDATool GUI中自动生

成 VHDL、Verilog代码


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生成的代码，同样在 ModelSim中，可以使用生成的ModelSim 测试基准程序来直接联合仿真生成的代码。

需要的产品使用 Filter Design HDL Coder 需要

" MATLAB；

" Filter Design Toolbox；

" Fixed-Point Toolbox；


相关的产品 " Link for ModelSim；


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/filterhdl


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Wavelet Toolbox 使用小波技术对信号和图像进行分析，合成的工具箱

Wavelet Toolbox 提供了大量的绘图工具以及命令行函数，基于小波算法，对信号和图像的分析、合成、去噪、压缩进行开发。小波分析提供了比其它信号分析技术（如 Fourier）更多的关于信号数据的精确信息。

Wavelet Toolbox 支持小波特性及其应用之间的交互开发。在语音和音频处理、图像和视频处理、生物医学成像以及 1-D和 2-D通信和地球物理领域中有很广泛的应用。

特点 " 标准的小波系列，包括

Daubechies小波滤波器，复杂Morlet和 Gaussian，实部反转的双正交，离散Meyer

" 小波和信号处理工具集，其中包括实现从尺度到

频率变换的函数

" 添加自定义的小波基

" 创建小波用到的 Lifting方法

" 支持对数据的自定义表示法及可视化

" 支持针对连续和离散小波分析的工具

" 小波组成的信息包，可作为MATLAB对象进行处理

应用小波方法 Wavelet Toolbox 提供强大的工具，用来对信号和图像进行分析、编码、压缩、重建和建模。可以用以捕获、识别、分析局部的、多尺度的、不稳定的信号，也能够窥探到被其

它信号处理技术忽略的一些数据特征，比如趋势，断点，高阶不连续，自相似等。

Wavelet Toolbox 支持一整套的小波分析和合成操作，可以用来做

- 增强了图像处理的边界检测功能

- 完成高速率信号和图像的压缩，并且基本不损失重要数据

- 恢复噪声干扰的信号以及有损失的图像

- 在噪声和错误数据中发现趋势

- 研究信号和图像的不规则特性

- 提取信息特征，用来分类以及模式识别

使用连续小波变化对不规则信号进行分解，并通

过显示图可观测到信号在不同尺度上的自相似

特性。底部的坐标分别显示了系数线以及局部最

大线，用来探测连续小波的系数。


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"

分析信号和图像

Wavelet Toolbox GUI 提供一套完整的工具来分析 1-D和 2-D信号，这些工具包括小波分析、小波信息包分析、去噪以及压缩。

对于 1-D信号，可以使用 GUI工具来

- 完成信号的离散小波分析

- 使用复小波完成对实信号的连续小波分析

- 对信号进行去噪

- 估计基于小波的密度

- 在对不同小波系数选择策略上完成小波的重建工作

- 随机生成 Fractional Brownian motion

小波去噪，其结果立即可

见。使用 Wavelet Toolbox GUI 中的去噪和压缩工具可以设置噪声门限值。

使用小波信息包分析进行小波分解本图来自美国联邦调查局指纹数据库。使用

Wavelet Toolbox自动判别特征，生成一副压缩图像，大约有 72%零值并包含 98%原信号


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- 使用周期的、对称的、平滑的以及填零（zeropadding）方法来完成对一维信号的延拓和切断

对于 2-D信号，可以使用 GUI工具来

- 完成图像的离散小波分析

- 融合两幅图像

- 使用固定的小波变化实现平移不变的图像去噪功能

- 在对不同小波系数选择策略上完成小波的重建工作

需要的产品使用Wavelet Toolbox需要

" MATLAB

相关产品 " Image Processing Toolbox " Signal Processing Toolbox


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/ wavelet


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Fixed-Point Toolbox 设计和验证定点算法和分析定点数据

Fixed-Point Toolbox为MATLAB提供了定点数据类型和算法，可以用来开发算法和产生测试流程，来仿真和验证定点的硬件和软件执行。使用 Fixed-Point Toolbox 可以执行定点计算。定点数据类型可以传递给 Simulink 模型，也可从 Simulink 的模型获得，以促进对定点系统的定点仿真和实现的分析。

使用定点数据类型：

MATLAB和 Fixed-Point Toolbox为定点设计提供了一个开发、实现和验证算法的环境。该工具箱支持 2 到 65535 比特字长的数据类型，可以在MATLAB的工作区实现定点的bit-true的操作。

定点算法： Fixed-Point Toolbox 支持基本的定点算法，包括加、减、乘等MATLAB 里的基本的语法。另外提供如下的函数和操作：

" 溢出和截取方式用户可选，适应于整个算法

" 除法函数

" 相关、逻辑和位操作

" 统计函数，如求最大值和最小值

特点 " 在 MATLAB 里支持定点数据类型

" 定点算法和逻辑运算，包括加、减、乘、除

" 支持定点数据在MATLAB和 Simulink 里的交换

" 该工具箱提供四种模式实现定点算法：

" 全自动模式，加、乘可以至 65535比特

" 全指定模式，为加、乘运算指定字长和小数位

" 两种部分自动模式，小数位设为自动，但是可以指定加、乘运算的字长

利用MATLAB内嵌的绘图函数，可以绘出 Fixed-Point Toolbox 创建的定点对象，分析定点设计的结果。

π的定点表示采用缺省的 16bit字长，最高小数精度，定点对象的其它属性也可以定义。


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在MATLAB和 Simulink之间的交互传递定点数据 Fixed-Point Toolbox 的定点运算是 Simulink的定点性能的一个补充，定点数据对象可以在 MATLAB工作区和 Simulink模型之间传递定点数据。通过 Fixed-Point Toolbox 的支持，用户可以利用滤波器设计工具箱来设计、分析和实现定点数字滤波器。使用Fixed-Point Toolbox对滤波器设计工具箱的函数产生的系数和其它数据进行量化，就可以得到合适的滤波器。

需要的产品使用 Fixed-Point Toolbox 需要

" MATLAB

相关产品 " Filter Design Toolbox " Signal Processing Blockset " Signal Processing Toolbox " Simulink Fixed Point


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/ fixed

16bit的定点数据和双精度浮点数据算法输出比较，使用定点工具箱，可以开发与数据类型无关的算法，使用定点数据运算。


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RF Toolbox 对 RF 元件组成的网络的设计和分析

RF Toolbox 扩展了 MATLAB科学计算环境的能力，它使用函数和图形用户界面（GUI）分析和可视化显示 RF元件的行为。用户可以采用网络参数和物理特性定义 RF滤波器、传输线、放大器和混频器，可以从工业的标准文件中读写网络参数。

可以通过MATLAB命令行或者 RFTool 图形用户界面运行 RF Toolbox中的函数。或者使用自己编写的 MATLAB 脚本与函数调用工具箱中的函数。此工具箱包括直角坐标图和极坐标图以及 Smith图用于数据观察。

特点 " 利用工业标准格式文件读写网络参数

" 使用试验或者理论网络参数和物理特性定义RF元件(滤波器、传输线、放大器和混频器)

" 计算串联、并联、级联和混合连接的 RF 元件的网络参数

" 计算级联元件的噪声指数和三阶截距（输出IP3）

" 在 S， Y， Z， ABCD， h，和 T网络参数之间相互转换

" 包含直角坐标和极坐标图以及 Smith图，用于观察数据

强大功能 ! RF 元件定义

RF Toolbox允许用户利用网络参数和物理特性定义 RF 滤波器、传输线路、放大器，混频器。可以在 MATLAB中生成网络参数或者从外部数据文件读取。用户可以读写工业标准文件格式，比如 SnP。用户可以采用物理特性定义元件，比如 RLC拓扑和参数以及传输线属性。

! 元件集成使用 RF Toolbox 可以将元件作为调用参数调用适当的工具箱函数，将元件组合成为串联、并联、级联或者混合等连接形式。返回值就是新的、代表了整个连接形式的行为对象。这个对象返回来可以继续作为参数调用其它的工具箱函数。RF Toolbox 帮助用户从简单的元件建立复杂的 RF网络。另外， RF Toolbox 能够计算噪声指数和级联元件三阶截距。RFTool GUI提供了一个可视化的环境完成这个工作。

! 网络参数转换

RF Toolbox通过在 S， Y， Z， ABCD， h，和T等网络参数之间进行转换，允许用


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户对于特定的任务选择合适的格式。Y-参数对于计算 RLC 电路的网络参数是方便的，而 S-参数更有利于观察频率响应特性。

! 专业的绘图

RF 数据如 S-参数，给出了行为的准确描述。RF Toolbox 提供了专业的绘图能力，RF工程师可以用来观察数据，包括：

" Smith 图

" 直角坐标图

" 极坐标图

" 在 RFTool用户图形界面中可以使用这些绘图功能。

! 函数示例 " 从 AMP， SnP， YnP， ZnP，和 HnP格式的文件中读取 RF数据

" 将 S-， Y-， Z-， ABCD-，或者 h-参数转换为 Y-， Z-，或 ABCD-， h- 或 S-参数

" 不同阻抗下的 S-参数到 S-参数的转换

" S-参数到T-参数的转换或者T-参数到 S-参数的转换

" 按照串联、并联、级联和混联的方式将元件联接到一起

" 将 RF data写入 AMP， SnP， YnP， ZnP，和 HnP格式的文件

" 在 Smith图上绘制反射域相对阻抗或者导纳

" 创建和分析 RF电路和网络


相关的产品 " Simulink " Communications Blockset " Communications Toolbox " RF Blockset " Signal Processing Toolbox


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/rftoolbox


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Link for Code Composer Studio™ 在 TI 系列 DSPs 上验证、调试嵌入式软件

Link for Code Composer Studio 用于在 MATLAB、TI 软件开发环境 Code Composer Studio(CCS)和TI DSP硬件之间建立双向、实时数据链接。工程师可以利用 MATLAB的可视化功能及数学函数可视化分析来自 CCS 及 C2800/5000/6000、OMAP 系列、TMS470系列DSP 的数据。

利用该工具，可以自动执行 CCS 的命令来作分析、交互或者批处理调试和显示，在MATLAB和 CCS之间传输数据验证算法，通过 RTDX通道，可以在不停止 DSP运行的情况下在MATLAB和DSP 之间传输数据。

特点： " 利用MATLAB和 CCS实现TI DSP的软件调试、验证的自动化

" 系统设计和仿真与代码的验证和实现使用相同的MATLAB测试向量

" MATLAB 和DSP 嵌入式应用程序之间的实时数据交换，无需停止硬件目标

" 支持DSP，XDS510/XDS560仿真器和MATLAB之间的高速、实时数据交换

" 提供分析和可视化仿真或实时数据能

力

" 兼容 TI eXpressDSP�

"

强大功能 ! 对 CCS的控制通过MATLAB Link for Code Composer Studio，用户可以在 MATLAB环境中对TI DSP嵌入式应用程序进行算法级和系统级的观察、分析、调试及验证，包括：

" 分析、调试代码

" 实时分析、验证（RTDX）

" 进行硬件在回路或者处理器在回路仿真

! 分析和调试代码

利用该工具，可以在 MATLAB的环境里对 CCS的程序进行调试，也可以将数据传递到CCS，在 DSP 上执行算法，在MATLAB的命令窗口进行双向、交互的数据分析。可以对 DSP 的寄存器和存储区进行操作，获取数据到MATLAB工作区，以实现：

" 绘图

" 计算、统计

" 曲线拟合

MATLAB、Simulink和 Link for Code Composer Studio提供了集成

的平台在 TI的 DSP上验证、调试、观察和实现嵌入式软件。


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" 分析处理并显示数据，实现信号处理运算

! 实时分析测试（RTDX）该工具借助 RDTX提供了管理TI目标DSP的数据和算法的通道，能够在目标 DSP 运行的情况下在MATLAB和DSP之间实时交换数据，可以传递测试向量，监控程序输出，显示和评估实时测试结果：

" 读取、写入 DSP 存储空间的数据

" 在程序执行期间改变执行参数

" 在不停止程序执行的情况下改变算法或者在代码里加入断点

! 硬件在回路仿真和处理器在回路仿真通过硬件在回路仿真和处理器在回路仿真，

利用原始设计的测试输入，可以对原始系统设计进行实时的验证和修正。并借助

Embedded Target for TI C6000™ DSP和 Embedded Target for TI C2000™ DSP两个工具完成设计的实现。

功能、模块举例 " 在 CCS IDE里加载文件

" 返回目标DSP的信息

" 从目标 DSP 的指定空间读取、写入数据

" 去掉 CCS IDE 里文件中的断点

" 在目标 DSP 打开一个RTDX的通道

" 从指定的 RTDX 通道读取矩阵数据

需要产品使用Link for Code Composer Studio Development tools 需要：

" MATLAB " Signal Processing Toolbox " Code Composer Studio IDE 2.2 or 2.21

相关产品 " Simulink®

滤波器应用的例子演示了利用 Link for CCS，产生一个

有噪声的信号给运行在 TIC6416 DSP 的滤波器，在

MATLAB里观察输出波形和频谱。

观察计算结果，发现有一个滤波器系数错了，在

MATLAB里直接修改，运行，观察正确的结果。


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" Filter Design Toolbox " Embedded Target for TI C6000 DSP " Embedded Target for TI C2000 DSP " Signal Processing Blockset " Signal Processing Toolbox " Fixed-Point Toolbox " Simulink Fixed Point


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/ccslink


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Link for ModelSim® — 联合仿真并且使用 ModelSim验证 VHDL 以及 Verilog 语言

Link for ModelSim®是一个把MATLAB/Simulink 和针对 FPGA 和ASIC的硬件设计流程无缝连结起来的联合仿真的接口扩展模块。它提供一个快速的双向连接将MATLAB/Simulink 和硬件描述语言仿真器 ModelsSim 连接起来，使二者之间直接的联合仿真成为可能，并且更高效的在MATLAB/Simulink中验证ModelSim中的寄存器传输级（RTL）模型。

传统的 Simulink系统级设计和其仿真环境支持M语言，C/C++以及 Simulink模块。而通过添加硬件描述语言（HDL）到MATLAB/Simulink 中，扩展了

MATLAB/Simulink 的并行运行能力、直接性以及混合语言编程的能力。这使得Link for ModelSim模块缩小了算法和系统设计同硬件实现之间的巨大鸿沟。

特点 " ModelSim 与 MATLAB 和

Simulink 的连接是双向的，可进行联合仿真，验证，可视化。

" 支持ModelSim的 PE和 SE版本。

" 支持MATLAB/Simulink和ModelSim 之间的用户可选通信模式。

" 提供共享存储器获得更快的系统性能，同时提供TCP/IP套接字加强多样性。

" 提供联合仿真的 Simulink 模块的库文件。

" 可以把输出测试结果转成 VCD（value change dump）文件格式。

" 支持多个并行的ModelSim实例以及支持在 Simulink和MATLAB函数中的多个硬件描述实体。

" 提供在MATLAB环境下与硬件描述语言交互式或批处理模式来进行联合仿真、调试、测试、以及验证工作。

函数和模块应用 " 生成 VCD格式的文件

" 联合仿真硬件（HDL）器件

" 提供同ModelSim 软件的 HDL模型输入接口功能

" 提供读取ModelSim里的 HDL模型输出的功能

" 可配置ModelSim 以联合使用 MATLAB和 Simulink

" 通过Link for ModelSim启动ModelSim

" 载入 VHDL模型实体(entity)的例子以联合使用MATLAB

MATLAB和ModelSim经过一个快速的双向的联合仿真接口联系起来，完成二者

之间的数据交互。


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" 载入 VHDL模型实体(entity)的例子以联合使用 Simulink

" 对 Verilog代码进行打包封装

函数和模块支持联合仿真以及对 VHDL和 Verilog 语言设计验证，以此将 MATLAB 、Simulink、ModelSim联合起来进行仿真。

强大功能 Link for ModelSim 使用客户端/服务器体系来提供MATLAB/Simulink和 ModelSim 之间的接口。可以在一个单独的 MATLAB 环境或 Simulink 模型下提供与多个 HDL实体和ModelSim的接口。

! 典型应用

使用Link for ModelSim，工程师可以建立一个有效的环境来进行联合仿真、器件建模、以及分析和可视化。可进行如下的实例开发：

" 在MATLAB或 Simulink 中针对 HDL实体开发软件测试程序

" 在 Simulink 中对包含在大规模系统模型中的HDL模型进行开发和仿真。

" 生成测试向量进行测试、调试，以及同 MATLAB/Simulink 下的规范原形进行HDL代码的验证

" 在MATLAB/Simulink下对 HDL行为级建模

" 在MATLAB/Simulink下对 HDL的实现进行验证、分析、可视化

Link for ModelSim将联合仿真需要的软件结合成为一个整体

MATLAB和 VHDL的联合仿真和可视化


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Link for ModelSim中MATLAB与ModelSim接口和 Simulink与ModelSim接口是独立的。用户可以单独使用一个接口或同时使用两个。

! ModelSim 和 MATLAB的接口

使用Link for ModelSim后，工程师可以使用MATLAB和它提供的工具箱，比如设计和仿真信号处理，或者其它的数值计算算法。工程师还可以用 HDL来取代算法和系统设计中的器件模型，并直接完成 HDL器件和 MATLAB中剩余算法的联合仿真。

! ModelSim 和 Simulink的接口

工程师可以通过 Simulink和相关的Blockset创建关于信号处理方面或者通信系统方面的系统级设计。工程师也可以把HDL 器件合并到设计中或者用HDL模块来取代相应的子系统。

将 MATLAB 中获得的测试基准代码输出到 VHDL实体中，并把ModelSim 的输出送入到MATLAB函数中。并借此来创建软件测试基准来验证工程师的HDL 实现。ModelSim 中联合仿真模块的参数对话框可以让工程

师很容易的设置输入输出端口、二者连接的属性、时钟以及TCL命令。

! Link for ModelSim 还提供一个模块来生成 VCD的文件格式，可以用来： 1：观察在HDL仿真环境下的 Simulink仿真波形 2：使用相同或不同的仿真环境来比较多个不同仿真运行的结果。 3：提供到后仿真分析工具的输入端口。

对于滤波器的应用实例，联合仿真以及软件测试基准是作为其设计实现的一部分，相当于在ModelSim中运行 VHDL代码

! 支持 Verilog语言 Link for ModelSim 本身就提供对 VHDL语言的联合仿真的支持。同时工程师还可以通过在 VHDL wrapper中自动封装 Verilog代码，使得其可以支持 Verilog语言的联合仿真。于是 Verilog代码相当于直接在ModelSim前端就执行完毕，而忽略其性能影响。Verilog代码和MATLAB的连接可以通过 VHDL wrapper和 Link for ModelSim来实现，这就使工程师可以使用Verilog硬件描述设计来完成和MATLAB之间联合仿真、软件测试基准、验证以及可视化。


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Manchester接收器的联合仿真和软件测试基准的实例。

! 与 Xilinx System Generator 以及 Altera DSP Builder的统一

Link for ModelSim 可以和 Xilinx System Generator或 Altera DSP Builder协同工作。这意味着可以使用Xilinx System Generator 以及 Altera DSP Builder来完成部分系统设计。因此可以在一个完整的环境下进行MATLAB、C/C++、Simulink blocks、自己设计的HDL实体、以及 Xilinx System Generator 所提供的模块或Altera DSP Builder blocks所提供模块的联合仿真。

需要的产品使用Link for ModelSim需要以下的产品：

MathWorks 产品：

" 针对只使用同MATLAB联合仿真功能需要

" MATLAB " 推荐 Fixed-Point Toolbox

" 针对使用MATLAB和 SIMULINK联合仿真功能需要

" MATLAB " Simulink " Simulink Fixed-point

第三方产品：

" ModelSim SE/PE，Model Technology Inc

平台和系统要求 " Microsoft Windows " Linux " Solaris " Gcc 3.2 或更高(Linux 或 Solaris)

详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/modelsim


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Image Processing Toolbox — 实现图像处理、图像分析与算法开发

Image Processing Toolbox 为工程师和科学家提供了一套完整的用于图像处理和分析的函数。总共超过 200个图像处理函数，与 MATLAB的数据分析、算法开发和数据可视化环境集成在一起，使专业人士从耗时的图像处理和操作中解脱出来，用户只需花少量

的时间在算法编程上，而把大部分时间用于问题的分析处理上。

特点 " 图形显示

" 图像算法开发，图形分析，包括象素，区域统计和测量等

" 图像增强，包括自动对比增强方法

" 几何变换和图像配准，包括交互的控

制点选择 GUI

" 线性滤波器，特殊滤波器等设计

" 图像变换：FFT，DCT，任意变换

" 二进制和灰度形态图

" 彩色图像处理，支持与设备无关的色

彩空间转换以及ICC配置导入

" DICOM输入输出

强大功能

! 广泛应用的图像解决方案图像处理工具箱被世界上众多公司和大

学使用，并用来处理极具挑战性的图像

处理问题，如：

噪声干扰图像和模糊图像的恢复

图像和 2-D传感器数据的增强以改善清晰度和高亮信息内容。

下一代图像处理系统的研究和算法开发

模式识别前图像数据的预处理，

利用 2-D统计和转换提取和分析图像数据特征

与 MATLAB 其它工具箱一起使用，图像处理工具箱可以帮助用户解决极具挑战性的问题，如信号处理、小波分析、

地理信息、神经网络、模糊逻辑和统计分析。

! 图像显示可控制显示单幅或多幅图像及其动画

! 图像文件读取从图像文件头中加载、保存或恢复图像

信息，支持 BMP、HDF、JPEG、PCX、TIFF 、PNG和 XWD等众多文件格式。

对 GOES-8卫星显示的 1997年 4月 1日暴风雪过后美国东北部雪覆盖的地区的图像做增强处理


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! 几何操作

可对图像做不同的几何操作

! 像素值和统计

提取图像中像素的灰度统计值和其它信息

! 图像分析分析图像以获取其结构信息

! 图像增强

增强图像以使局部特征清晰可见或减少

噪声

! 空间变换

可以扭曲和矫正图像

! 图像配准进行图像配准

! 多维信号处理处理多维图像和数据，包括清晰化，滤

波等

! 线性滤波

对图像和 N-维数据块应用任意的或预先定义好的滤波器

! 线性 2-D滤波器设计

设计 2-D线性滤波器以满足给定的频域指标。

! 图像转换

对于高级分析选择不同的图像表达方法。

! 相邻区域和块的处理对图像作相邻区域处理。

! 区域处理对任意图像区作处理和分析。

! 二进制图像操作计算大量的地貌以及对象标记操作以增

强图像及特征提取。

! 调色板（Colormap）操作调色板操作和使用少量颜色或替代调色

板近似表示索引图片（Index image）。

! 色彩空间转换

把图像从一个色彩空间转换到另一个色彩空间。

! 图像类型转换把图像从一种数据类型转换到另一种数

据类型。

数据的输入和输出使用MATLAB很容易就可实现图像数据的输入和输出。MATLAB和图像处理工具箱支持许多标准数据和图像格式，例如医学图像，遥感遥测和天文图像格式。其中包括 JPEG，TIFF，PNG，HDF，HDF-EOS，FITS和 DICOM。用户也可创建 AVI 图像格式。

MATLAB也支持其它符合工业标准的文件格式，例如微软的Excel。由于具有对 ASCII和底层二进制 I/O操作函数，用户也可自行开发针对用户定制数据格式的程序。

图像分析和图像增强 MATLAB 和图像处理工具箱支持很宽泛的高级图像处理函数。用户可以使用滤波器滤去图像噪声或者使用滤波器设计工具设计滤波器。

需要的产品使用 Image Processing Toolbox需要：

" MATLAB

相关产品


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" Image Acquisiton Toolbox " Mapping Toolbox " Signal Processing Toolbox " Statistics Toolbox " Wavelet Toolbox

平台和系统要求 " Microsoft Windows " HP-UX 11 " Linux " Linux x86-64 " Solaris " Mac OS X 详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/ image

Image Processing Toolbox 提供的图片浏览工具 —— Image Viewer


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Mapping Toolbox 在 MATLAB里显示和分析地理信息

Mapping Toolbox与MATLAB组合起来提供了一个完整的分析和显示地理信息的环境，利用该工具箱提供的函数，工程师可以用来分析地理数据，进行地图显示，调用外部地图数据源。另外，本工具发货时还配给广泛使用的Atlas数据集。

特点 " 地理及科学数据的可视化，运算及分析

" 60 个地图投影（前向及可逆）

" 投影和显示向量，矩阵及组合的地图数据。利用图形界面用来创建，操作地图

和数据

" 全局或局部的全球地图数据以及更高分辨率数据的接口

" 地理统计及导航函数

" 流行地图数据类型的转换：DCW-DEM， TIGEIE， ETOPES，Terrain Base等

强大功能 ! 完整的环境

Mapping Toolbox提供了一个显示地图数据的工具集，本工具箱扩展了 MATLAB语言，帮助MATLAB用户绘制基于信息及其它数据源的地理信息图。

! 完备的地图投影

Mapping Toolbox 提供了 60多个最广泛使用的地图投影，其包括：圆柱，拟圆柱，圆锥，多圆锥及拟圆锥，以及方位及拟方位投影。同时也提供了前向（Forward）及逆向（Inverse）的投影，当然用户也可以增加自定义的投影。

! 灵活的地图显示及控制

Mapping Toolbox 中，地图是给地理位置或区域赋予一定数值的变量或变量集合。本工具箱支持向量，矩阵组合的地图数据，工程师可以利用丰富的图形用户界面对地图进行

交互操作，其包括“点一击”方式的操作。强大的Maptool用户界面提供了一个完整的与地图接口的环境。

! 二维数据及三维数据的地图表示

Mapping Toolbox提供了多个在经纬坐标系下进行地图投影的二维，三维图的表示函数，在图的坐标轴下提供了如下的显示函数：

" 等值图（2D或 3D）

" 直线图（2D或 3D）

" Vector Patch Polygon(s) " 3D网格及着色曲面


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" 光源及光照模型

" Comet绘图（2D或 3D）

" 矢量图（2D或 3D）

" 茎状图（2D或 3D）

" 标准及图例

" Tisso indicatrices (标准)曲线符号

! Atlas 及其它地图数据广泛使用于美国、全球的地图数据与Mapping Toolbox 一起发售。地理数据的结构化表简化了地图及 atlas数据显示、操作和提取。地图数据结构有与外部地图数据的接口函数，如与DCW、TIGER、TBASE及ETOPOS提供了一个强大而灵活的手段来保存，调用现在和将来的地图数据库。

! 地图数据分析及导航函数地图数据分析常要求基于球坐标系统上（非笛卡尔坐标系）的数学理论。地图工具有一

包含 geostatistics的子集以及导航函数来进行地图数据的正则分析。导航函数提供了进行导航任务诸如建立位置，轨迹规划及跟踪的强大功能。

需要的产品使用Mapping Toolbox需要

" MATLAB

相关产品 " Database Toolbox " Image Processing Toolbox " Optimization Toolbox " Signal Processing Toolbox " Statistics Toolbox


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/mapping


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Financial Toolbox —— 分析金融数据以及开发金融算法

Financial Toolbox 构建于 MATLAB 以及统计和优化工具箱功能之上，它提供广泛的金融特定函数支持。Financial Toolbox 使工程师能够优化投资组合，确定风险，分析利率水平，对股权衍生物定价，处理和转化商业日期。

特点 " 资产分配、投资组合优化和风险分析

" 期限结构建模和分析

" 使用 Block-Scholes 公式进行股权衍生物定价

" 日期处理，流通格式，创建金融图表的多种功能

" 固定收益定价的基本功能和基于 ARCH/GARCH 的波动分析

强大功能 ! 投资组合优化和风险分析

Financial Toolbox 包含了一套完整的工具进行资产分配，投资组合优化，风险分析，其包括：

价格时序到回报时序的转换

固定资产回报和回报数据的协方差估计，且可选指数加权

多资产收益时间序列模拟

基本约束或者高级约束的有效边界

投资组合约束规范，界限分配，界限分配分组

投资组合价值、风险以及预期回报的衍生

! 期限结构建模和分析 Financial Toolbox使用 BOOT-STRAP技术在分析利率水平方面具有以下特性：

债券价格序列的零曲线、正向曲线、平均曲线以及贴现曲线

从一种曲线到另外一种曲线的便捷转换

! 普通股期权分析 Financial Toolbox使用 Black-Scholes 公式为简单类型的期权以及敏感度提供了工具，包括：

利用 Black-Scholes 公式的股权定价标准市场模型

一个更大的标定工具集用来支持市场活动

需要的产品使用 Financial Toolbox需要

" MATLAB


80

" Optimization Toolbox " Statistics Toolbox

相关产品 " Financial Derivatives Toolbox " GARCH Toolbox

平台和系统要求 " Microsoft Windows " HP-UX 11

" Linux " Linux x86-64 " Solaris " Mac OS X

详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/ finance


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Financial Derivatives Toolbox

—— 资产静值和固定收益衍生物的建模与分析

Financial Derivatives Toolbox 是金融工具箱的扩展，它提供了视利率而定的资产净值、固定收益衍生物和有价证券的建模和分析功能。工程师可以使用这个工具箱计算定价和敏感性，观察价格走势，使用诸如 Cox-Ross-Rubinstein (CRR)、Equal Probabilit ies (EQP)、Heath-Jarrow-Morton (HJM)、Black-Derman-Toy (BDT)等数学模型进行资产净值和固定收益的风险分析。

特点 " 计算基于Cox-Ross-Rubinstein和Equal Probabilit ies (EQP) 模型的一般和异型选择权的价格和敏感性

" 计算任意一套支持基于利率结构工具的价格

" 计算基于Heath-Jarrow-Morton (HJM)

" 和 Black-Derman-Toy (BDT)模型的固定收益工具的价格和敏感度

" 给定目标敏感度，使投资组合避险代价最小化

强大功能 ! 股票期权

Financial Derivatives Toolbox 提供使用 CRR或者EQP方法建造股票价格走势的功能。使用这两种离散时间模型的任意一种，工程师可以建立二项式的树并以图示说明在树中每

个节点中相应波动的预期股票价格。工具箱也提供了计算基于二进制的公平价格树的投

资组合的价格和敏感性的功能

Financial Derivatives Toolbox 支持下列股票期权：

Stock (American， European， Bermuda)股票期权（美式选择权、欧式选择权、百慕大式选择权）

Compound（复合选择权）

Barrier （界限型选择权）

Asian （亚式选择权）

Lookback （回顾选择权）

! 固定收益 Financial Derivatives Toolbox包括的对决定价格和基于利率曲线的几金融工具的敏感性的函数。工程师可以在一个不同种类工具的包或者相同种类的工具组中使用这些功能。

Financial Derivatives Toolbox 也提供使用 Heath-Jarrow-Morton (HJM) 和Black-Derman-Toy (BDT)计算价格和敏感性适合其它金融工具的模型的功能。

Financial Derivatives Toolbox 支持以下固定收益工具：

债券和期权

现金流

固定利率和浮动利率


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利率顶和利率底

利率互换

需要的产品使用 Financial Derivatives Toolbox需要：

" MATLAB " Financial Toolbox

" Optimization Toolbox " Statistics Toolbox

相关产品 " GARCH Toolbox. " Fixed-Income Toolbox


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/ derivatives


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GARCH Toolbox

— 使用单变量 GARCH模型进行金融波动性分析

GARCH Toolbox对于金融工具箱中波动性建模的功能细节进行了扩展。GARCH工具箱可以供专业金融人士进行单变量回报的

Monte Carlo仿真，产生最小均方差预测，进行前期预测和后期预测的分析与假定测

试，以及对通用 GARCH/ARCH复合模型的参数进行评估。针对于残差的前期预测和后期预测的分析与假定测试，该工具箱

支持Engle的ARCH测试、Q测试、相似率测试、以及信息准则模型的阶数选择。该工具箱也提供了一般的经济时序建模能

力，包括模拟、估计、自回归预测（Forcasting of autoregressive（AR））、移动平均（MA）、ARMA 和回归模型等功能。

特点 " 对单变量回报、调整、及条件波动性的Monte Carlo 仿真

" 对单变量回报级数的条件均值与条件变异进行最小均方差预测

" 支持 ARCH、GARCH、EGARCH、和 GJR （TGARCH）条件变异模型

" 使用 ARMAX 条件均值模型及 GARCH、GJR、或 EGARCH等条件变异模型，进行最大似然参数的估计

" 前/后期预测诊断和假定测试，诸如 Engle ARCH测试、Ljung-Box Q-统计测试、相似率测试、以及AIC/BIC模型的阶数选择

" 图形相关性分析，包括对自相关、互相关和部分自相关的分析

" 支持价格/回报级数到回报/价格级数的转换，以及有限阶 ARMA模型到无穷阶AR和 MA模型的转换

强大功能 ! 功能示例单变量 GARCH建模

! 使用单变量 GARCH方法进行参数评估；

! 使用单变量 GARCH方法预测条件均值；

! 使用单变量 GARCH方法实现Monte Carlo仿真。

单变量 GARCH调整推论（逆向/白粉过滤器）

! 推断 GARCH调整与条件标准的偏差

统计与测试

! 对于模型选择计算 Akaike和 Bayes 信息法则


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! 对于 ARCH/GARCH存在率进行 Engle假设测试

! 计算或绘制样本自相关函数

! 计算或绘制样本互相关函数

! Run Ljung-Box Q-statistic lack-of-fit hypothesis test

! 运行似然率假设测试

! 计算或绘制样本部分自相关函数

! 条件变异建模通过使用 GARCH工具箱，工程师可以创建一定范围内的条件均值和变异模型。该工具箱支持 GARCH（Generalized Autoregressive Conditional Heteroskedasticity 广义自回归条件异方差）模型的几个变量，GARCH模型包括标准ARCH/GARCH模型以及专门在资产回报中捕获杠杆效应的不对称EGARCH和 GJR模型。

! 图形分析与数据处理

图形功能让工程师可以绘制相关性函数以及可视化地比较匹配调整、波动性和回报级数。GARCH工具箱也提供了一些实用工具用来处理时序数据、将价格/回报级数转换为回报/价格级数、以及将有限阶 ARMA模型转换为无穷阶AR和MA模型。

需要的产品使用 GARCH Toolbox 需要

" MATLAB " Optimization Toolbox " Statistics Toolbox

相关产品 " Curve Fitting Toolbox " Financial Time Series Toolbox " Financial Derivatives Toolbox


" Linux " Linux x86-64 " Solaris " Mac OS X 详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/ garch


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Financial Time Series Toolbox — 金融时序数据分析和管理

Financail Time Series Toolbox包含了一系列的工具对金融市场的时序数据进行分析。它通过提供一个日期识别的时序对象来扩展 MATLAB 的功能，这个对象简化了金融数据的准备、清除和操作，可以让金融专业人员能够充分利用 MATLAB 的图形功能、内部数值和特殊用途工具箱。

金融时序对象支持在 MATLAB 环境中对基于日期的时序数据进行管理。时序对象对金融日历上数据与日期之间的关系进行管理，并且提供数据转换、作图和技术分析等功能。

Financail Time Series Toolbox包含了技术分析子程序，用来计算和显示公共的性能指标。制图和图形功能支持可视化分析和建立可视化报告。在利用统计工具箱和 GARCH工具箱进行更高级的数据统计与波动性分析时，该工具箱也可以它们提供前期金融数据的准备。

强大功能 ! 日期识别的时间序列对象

MATLAB 时序对象可以让工程师利用引用日期来操控数据。它提供了一个接口，可以进行时序数据的导入和导出、不完整数据的处理、插值、以及频率转换。时序数据可以作为一个日期表来进行显示。

! 数据转换与分析金融工具箱可以让工程师对金融时序对象中的数据进行转换和操作。数据转换和分析功

能包括：

数据超前和数据滞后

频率转换

数据的过滤和差分

Box-Cox 转换

移动平均和平滑处理

! 技术分析功能工具箱中包含的技术分析功能包括：

震荡：移动平均收敛发散指标（ MACD）以及累计/分布

指数：相对强弱指数（RSI）

随机指数：Chaikin�s Volatility）和William�s %R

指标：净值成交量（OBV）和布林带(Bollinger Bands)

! 制图和图形功能 Financail Time Series Toolbox使用图形格式来显示时间序列数据。画图功能包括高低线，阴阳线、和注解图。交互式的作图工具可以显示几个序列之间的关系

需要的产品


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使用 Financail Time Series Toolbox 需要

" MATLAB " Financial Toolbox " Optimization Toolbox " Statistics Toolbox

相关产品 " GARCH Toolbox


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/ t imeseries


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Datafeed Toolbox

— 从数据提供商获取实时金融数据

Datafeed Toolbox 可以创建MATLAB到金融数据提供商的连接，利用 MATLAB 的数值计算功能和图形功能对数据进行处理。它使得开发复杂金融模型和应用的金融应用工

程师能够实时的获取市场数据，时序数据和历史数据。

Datafeed Toolbox 提供 MATLAB 到数据提供商如 Bloomberg、FT Interactive Data 以及 Yahoo! Finance 的直接连接。

利用 Datafeed Toolbox，工程师可以从该工具箱所支持的数据提供商下载大量的证券数据到 MATLAB 的工作空间，一旦这些数据存储到 MATLAB 的工作空间，工程师就可以利用 MATLAB 的强大计算功能和其它专业工具箱对这些数据进行处理，例如统计工具箱、GARCH 工具箱、金融时序工具箱等。

Datafeed Toolbox 还提供了一个图形界面用来建立到数据提供商地连接并获取数据。证券查找对话框可以使工程师在 MATLAB 环境中查找指定证券的代码（仅针对 Bloomberg）。工程师可以使用证券的简要缩写码和代码来表示一个证券

特点 " 将MATLAB 的数值能力、计算能力和图形功能和金融数据提供商进行连接

" 在 MATLAB 中获取实时市场数据，时序数据和历史数据

" 提供对连接状态和历史的监控

" 可以在一次请求中获取多个证券的数据

" 从 MATLAB 命令行或者通过证券查找对话框来查找证券的简要缩写码（仅对 Bloomberg 有效）

需要的产品使用Datafeed Toolbox需要

" MATLAB

相关产品 " Database Toolbox " Excel Link " Financial Time Serials Toolbox " Financial Toobox


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/datafeed


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Fixed-Income Toolbox — 固定收益证券建模和分析

Fixed-Income Toolbox扩展了 MATLAB 的功能，使得工程师能够对固定收益进行建模和分析。该工具箱包括对多种固定收益证券的定价、收益分析和现金流分析的工具，这

些证券包括按揭抵押证券、公司债券、政府债券、地方债券和国库券等。固定收益工具箱同时还提供了对固定收益衍生物的支持，如调期（SWAP）、可转换债券、政府期货。

特点 " 固定利率贷款组群和期末整付抵押贷款的价格和收益计算

" 计算债务工具，例如：国库券、零息债券和阶息债券的价格、收益、折现率和现金流

" 提供计算调期（SWAP）和敏感度，为证券衍生物生成二元树和三元树的功能

强大功能 ! 按揭抵押证券工程师可以利用固定收益工具箱对固定利率贷款组群和期末整付抵押贷款进行建模，它

包含了以下工具：

使用不同的预付方式对按揭抵押证券进行价格和收益计算

利用期权调整价差法决定抵押组合价格和有效久期

利用证券凸性、久期和平均年限来计算固定利率贷款组群的基本风险

! 债务工具

固定收益工具箱还提供了对不同的债务工具进行处理的函数：

计算国库券的价格、收益折现率以及损益折现率

计算政府债券，地方债券以及公司债券的价格收益和现金流。工具箱中的零息函数可以计算任何时期，任何定息工具的现值

计算阶息债券的价格、收益和现金流。根据上一次输入的终止日期来计算下一次计息日

! 证券衍生物固定收益工具箱提供了对固定收益衍生物处理的函数，包括：

通过使调期（SWAP）的浮动利率和固定利率相等，计算票面收益来计算调期（SWAP）价格。

利用持续期避险能力来进行投资组合避险

使用二元树和三元树来确定可转换债券的价值。

需要的产品使用 Fixed Income Toolbox需要

" MATLAB

" Optimization Toolbox


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" Statistics Toolbox " Financial Toolbox

相关产品 " Financial Toolbox " GARCH Toolbox " Financial Derivatives Toolbox " Datafeed Toolbox


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/ fixedincome

政府债券收益曲线（左）、标准预付函数（中）、可转换债券价格敏感度（右）


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Data Acquisition Toolbox —— 直接控制和访问 PC插卡式数据采集硬件

Data Acquisition Toolbox提供了一套完整的工具集，用以对基于 PC的数据采集硬件进行控制并与之通讯。本工具箱允许用户设定外部采集硬件的参数，将采集的数据写入

MATLAB工作区并进行分析。

由于Data Acquisition Toolbox是基于开放的、可扩展的MATLAB环境，因而它能使用户方便地配置自己的采集方案，充分利用外部硬件设备提供的特点，并配合运用

MATLAB及其它Toolbox强大的分析和可视化功能。

本工具箱支持如下公司提供的数据采集硬件：

" Advantech " IOTech " Keithley Instruments " Measurement Computing " National Instruments " United Electronic Industries " VXI Technologies " 与Microsoft Windows兼容的声卡

" PC 并口

Data Acquisition Toolbox 通过 MATLAB 接口与硬件设备打交道，因此用户可以使用MATLAB命令行函数来控制和使用每个硬件板。本工具箱由一系列M、MEX文件组成，用户可以从命令行中来执行或通过 MATLAB 编程来处理数据采集过程。由于与MATLAB 的完美集成，用户可以在进行数据采集的同时进行数据的分析与显示，也可存起来作后处理，同时也可根据用户的分析结果动态更新试验参数的设置。

数据获取引擎允许MATLAB独立于被获取的数据运行，只有

当某个特殊的事件发生时引擎才中断MATLAB

特点： " 在MATLAB 中获取现场的测量数据

" 支持模拟输入，输出及数字 I/O

" 直接支持数量可观的工业标准数据采集硬件

" 对于非工业标准数据采集设备，可以利用Data Acquisition Adaptor Kit集成

" 支持硬件特点：

" - 单通道\多通道采集

" - 支持较高的采样频率

" 支持软件及硬件触发


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" 和MATLAB及其它Toolboxs无缝集成

" 提供了一个数据采集示波器软界面——Softscope

强大功能： ! 集成采集与分析

当 Data Acquisition Toolbox 采集数据时，MATLAB 能对数据同时进行分析及可视化。

! 面向对象的设计通过MATLAB 面向对象的技术，本工具箱提供了一系列函数创建与用户的硬件相关的设备对象，这些对象是一些基本特性函数的集合，支持对硬件的操作，诸如：采样速率

触发设置以及通道特性设置。设备对象提供了所用硬件所有功能的路由（gateway），控制采集行为，例如：在 MATLAB中创建的模拟输入对象包含了所有的支持模拟输入任务的必备参数。

! 支持模拟输入、输出及数字 I/O

本工具支持模拟输入，模拟输出及数字

I/O，模拟输入采集过程包含将传感器的实际信号变成计算机能读的位数据，当读取

模拟输入信号时，其将信号变成数字信号以便在MATLAB中进行处理。

! Adaptor Kit 当使用的数据采集设备不被MATLAB直接支持时，可以利用Adaptor Kit结合相应板卡的驱动软件，开发接口程序，这使得MATLAB具有更强大的扩展能力。

! 数据管理

本工具箱中有一些函数可以对采集数据进

行显示及提取，在采集过程中，将采集的数据以双精度浮点数或与硬件设备相一致

的数据格式送到MATLAB工作区，在MATLAB中像操作其它标准的矩阵一样对其进行处理。

! 数据记录

本工具箱提供了一些函数可以把采集的数据送至硬盘、内存或两者同时进行。也可以记录数据、事件或错误信息。

! 支持事件（actions）

通常讲，数据采集是基于事件的，在某一时刻、某一条件满足时会发生一个事件。Data Acquisition Toolbox 支持事件类型有：开始、停止、触发，采样周期的数目，采样输出数目及错误事件。事件会导致产生一些具体的动作。如上述所列的所有事件都有一些具体操作。

! 错误处理当错误发生时，会将所产生的错误、警告信息送到 MATLAB工作区，如果遇到了某种非本工具箱能处理的硬件错误，则硬件厂商提供的硬件错误信息通过“external error”形式给出。

直接来自声卡的信号显示成 PSD 图象并

使用信号处理功能进行快速傅立叶变换


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! 单位转换

本工具箱能自动地将获取的数据值表示成具体的工程单位（伏、牛顿等），本工具箱支持线性比例（scaling）及偏置（offsets）处理。另外也可以运用MATLAB进行非线性的标定，用户可以为每个通道的数据进行单位变换。

! 采集状态评估

采用本工具箱中提供的函数，用户可以对数据采集过程中可得到的数据采集源在任何时候进行评估。数据采集源包含安装硬件，硬件驱动及适配器，数据采集源的评估包含显

示如下的信息： - 设备通道及对象的当前状态 - 硬件信息 - 采集引擎的信息

! 硬件相关的特性

本工具箱支持附加的设备相关的特性。通过MATLAB命令得到具体硬件的特性。

! SoftScope 工具箱内部集成的一个示波器软件面，这个界面直观上类似于常用的示波器外观，利用

Softscope几乎可以替代一般的示波器，更重要的是可以直接利用MATLAB的强大功能进行数据的分析。

需要的产品：运行Data Acquisition Toolbox需要

" MATLAB

相关产品 " Image Acquisition Toolbox " Instrument Control Toolbox " Curve Fitting Toolbox " MATLAB Report Generator

" Signal Processing Toolbox


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/daq


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直接从数字示波器中读取数据，在

MATLAB中绘制数据曲线

Instument Control Toolbox ——在 MATLAB控制测试测量仪器设备并获取数据

Instrument Control Toolbox 提供了在MATLAB中直接访问测试测量仪器设备的能力。MATLAB目前可以从具有 GPIB、VXI、TCP/IP 或者 UDP 接口的测试测量仪器设备读取数据，还能够向这些仪器设备发送命令，获取必要的数据，利用 MATLAB 强大的数据分析功能对数据进行分析。

Instrument Control Toolbox 几乎可以支持所有的硬件供应商提供的仪器。支持 IVI，VXIplug&play 以及MATLAB仪器仪表驱动。还包括 GPIB，VISA，TCP/IP，UDP通讯协议。

特点 " 仪器仪表驱动库支持 IVI，

VXIplug&play和MATLAB仪器仪表驱动；

" 支持 GPIB，VISA标准协议(GPIB，GPIB-VXI，VXI，USB，TCP/IP，及串口)

" 通过TCP/IP，UDP协议，支持网络仪器仪表

" 可通过用户图形界面（GUI）完成数据的通讯和相应的设置；

" 具有硬件操作和配置工具；

" 具有仪器仪表驱动程序开发及测试工具；

" 支持同步或异步读写数据操作；

" 具有可读写二进制和文本（ASCII）数据的函数；

" 利用事件句柄进行有关字节文本数据的读写；

" 记录所有同仪器设备交换的数据和命令；

强大的功能 ! 仪器驱动

仪器驱动允许用户与不依赖设备驱动协议的仪器进行通讯。因此，用户可以使用一般的MATLAB 术语和仪器通信，而此时不需要学习一些仪器特殊命令，例如可编程仪器的标准命令（SCPI）。

工具箱允许用户使用 VXIplug&play，IVI 和 MATLAB 仪器驱动。VXIplug&play，IVI和 MATLAB 仪器驱动经常可以通过硬件供应商的外部网得到。使用驱动开发工具，用户也可以开发MATLAB的仪器驱动程序。

! 通讯协议

Instrument Control Toolbox支持的通讯协议包括 GPIB，串口，TCP/IP和UDP用户可以


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使用 VISA和仪器通讯。该工具箱也包含了一系列M文件和M函数，通过使用这些函数和文件，用户可以在MATLAB环境中读写数据，操作硬件。

该工具想还支持文本命令行输入，例如 SCPI。也可把数据转换为二进制数据或 ASCII数据。

! TMTool 通过使用TMTool——图形用户界面工具，用户可以不写代码就可和仪器

进行通讯并完成配置。

在这个 GUI 中，用户可以：

- 搜寻可用硬件

- 连接仪器

- 配置仪器设置

- 读写仪器数据

TMTool可自动生成M语言代码。

! 管理仪器控制

仪器仪表工具箱提供了一系列相当

有用的函数，允许用户很容易地决定硬件是否可用。

使用这些函数，该工具箱可以浏览所有连接到 PC机上地可用硬件。该工具箱也可配置IVI 配置存储用户地 IVI 驱动程序信息。用户可以增加和删减硬件资源，逻辑名和显示可用 IVI驱动程序信息。用户可以通过M文件函数和TMTool访问管理器和配置函数。

! 异步和同步模式 Instrument工具函数支持仪器设备异步或者同步数据读写操作，可以根据需要自由选择。

! 事件句柄可以利用丰富灵活功能强大的“事件”功能丰富仪器设备控制应用。当在某一个特定的

时间，条件满足了预先设置的要求时，触发一个事件，而这个事件将驱动一个或者多个回调函数，完成例如信息显示、数据分析等功能。

! 数据记录工具箱函数允许将 MATLAB与仪器设备之间的对话记录保存位数据文件，可以记录的数据有：读取的数据，发送的命令以及事件信息等。

! 开发和修改仪器驱动程序仪器仪表工具箱提供了一套图形工具来创建和测试 MATLAB 仪器驱动程序和使用 IVI和 IVIplug&play的驱动程序。使用 MATLAB仪器驱动程序开发包，用户可以自己开发驱动程序。用户可以从MathWorks网站上下载开发包和MATLAB的仪器仪表驱动程序。

- MATLAB的 Instrument Driver Editor工具允许用户：

- 导入已存在的驱动程序，编辑及修改

- 配置和定义仪器属性

TMTool，图形用户界面，允许用户搜寻可用硬件，不

用写代码就可和仪器通讯，并且 TMTool可自动生成M

语言代码


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- 自定义仪器仪表动作

MATLAB的 Instrument Driver Testing 工具提供图形用户界面工具，允许用户：

- 确认属性行为

- 确认函数行为

- 保存测试为M文件

- 导出测试结果

- 把测试结果保存为HTML格式

! 为仪器仪表驱动增加分析能力

通过调用MATLAB分析函数，用户可以修改仪器仪表驱动。

! 支持的驱动程序和界面

支持 IVI，VXIplug&play以及MATLAB仪器驱动。支持如下协议：

Agilent Technologies，Capital Equipment Corporation(CEC)，CONTEC，ICS Electronics，IOTech，Keithley，Measurement Computiong Corp 以及 National Instruments 公司的GPIB(HPIB，IEEE-488)接口；

VISA 标准，包括来自 Agilent Technologies，National Instruments，Rohde&Schwarz，Tektronix 公司的 GPIB，VXI，GPIB-VXI，USB，TCP/IP以及串口接口

使用TCP/IP和UDP连接网络仪器

需要的产品：运行 Instrument Control Toolbox需要

" MATLAB

相关产品 " Data Acquisition Toolbox

" Image Acquisition Toolbox " MATLAB Report Generator " Signal Processing Toolbox

平台和系统要求 " Microsoft Windows " Linux " Solaris

详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/ instrument


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Image Acquisition Toolbox — 直接从工业标准硬件设备中获取图像与视频信号

Image Acquisition Toolbox扩展了MATLAB的强大科学计算能力，允许直接在 MATLAB环境下通过工业标准硬件设备获取图像和视频信号。通过该工具箱，工程师可以直接将

MATLAB环境同图像采集设备连接起来，预览图像，采集数据，并且利用MATLAB提供的强大数学分析功能完成图形图像的处理以及图像算法的开发。

使用图像采集工具箱，也即在 MATLAB 命令行敲入命令或者把该工具箱中的函数合并到用户开发的应用程序中。MATLAB提供了M语言编辑器、程序性能报告以及图形用户界面，帮助用户加快算法开发进程。

特点 " 在 MATLAB 环境下，直接获取现场视频和图像信号；

" 支持 Coreco Imaging 、 Matrox Imaging和Data Translation 公司的模拟和图像采集卡；

" 支持与Windows兼容的视频采集设备，例如 USB 和具有火线

(IEEE-1394)接口的视频照相机，Web照相机，视频采集板和DV可携式摄像机；

" 支持具有火线(IEEE-1394)接口，并符合 DCAM(IIDC 1394-based Digital Camera Specification)标准的照相机；

" 现场视频信号预览；

" 单帧或者连续的数据采集与分析；

" 支持非标准和标准的视频格式，支持的格式包括 CCIR，NTSC，PAL，RGB，RS170，SECAM和 S-Video ;

" 图像采集和图像处理可以同时进行；

" 支持某些硬件特性，例如增益，亮度，对比和同步选择

连接硬件图像采集工具箱可以自动地设别兼容的图像采集仪器。用户可以很方便地使用MATLAB命令行方式浏览仪器。

访问仪器仅需要敲入几行代码。用户可以调用工具箱函数创建和硬件相关的对象。创建的对象是一组特殊的数据，该组数据封装了仪器功能。

配置硬件通过修改和仪器相关的对象属性，用户就可以自己配置硬件。使用图形属性浏览器工具，

用户可以很容易地浏览和配置硬件属性。


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图像采集工具箱提供了两套属性：基本属性和硬件属性。

基本属性包括：

" 视频格式

" 分辨率

" 关键域(ROI)

" 帧采样间隔

硬件属性包括：

" 色调，饱和度，和光亮度

" 帧频

" 视频同步

采集预览视频预览窗口帮助用户快速查证和优化采集参数。预览窗口可立即反映出用户

对采集属性所做的任何修改。

采集图像数据由于图像采集工具箱使用的多线程体系结构，该工具箱可以在后台连续的采集图像数

据，而此时用户还可以在前端调用 MATLAB 函数和脚本文件同时处理所采集的图像数据。

图像采集工具箱可以自动地把采集到的数据进行缓存处理。

记录图像数据用户可以把数据同时记录到磁盘或内存中。用户也可以记录每个帧数据或确定间隔的帧

数据。数据可以记录成可压缩形式也可存为非压缩AVI数据流。

处理图像数据采集的数据在MATLAB工作空间中是个多维数组，使用一些标准的MATLAB函数就可处理数据以及数据可视化。

数据可以是MATLAB现在支持的数据类型，如 uint8，uint16，uint32以及双精度数据。由图像采集工具箱返回的数据和一些图像处理函数以及图像处理工具箱函数兼容。

高级采集特性图像采集工具箱支持三种触发类型：直接触发、手动触发和硬件触发。硬件触发与设备

相关允许用户将采集工作与外部触发信号进行同步。

通过创建回调函数实现当事件触发时，应用程序就可顺序执行，例如：

" 开始采集数据或停止采集数据

" 触发发生

" 设置帧采集数

利用图像采集工具箱，用户可以连接来自不同的

硬件供应商提供的图像采集设备


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" 设置事件

" 错误发生时触发

支持的硬件 " 支持如下公司的图像采集产品：

" Matrox Imaging " Data Translation

" Coreco Imaging " 支持具有火线(IEEE-1394)接口，并符合 DCAM标准(IIDC 1394-基于数字照相及标准) 的照相机

" 支持的仪器驱动包括

" Web 照相机

" 具有USB和火线(IEEE-1394)接口的视频照相机

" 视频采集板

" DV可携式照相机

" 通用数码摄像机

" 使用USB或者火线(IEEE-1394)的Web摄像头

" 视频采集卡

具体支持的硬件产品型号请参阅：www.mathworks.com/products/imaq

需要的产品运行 Image Acquisition Toolbox需要：

" MATLAB

相关产品 " Data Acquisition Toolbox " Image Processing Toolbox " Instrument Control Toolbox " Signal Processing Toolbox " MATLAB Compiler

平台和系统要求 " Microsoft Windows 详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/ imaq


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OPC Toolbox ——从 OPC服务器上读写、记录数据

OPC Toolbox通过提供 OPC服务器交互的工具扩展了MATLAB科学计算环境。用户可以从支持OPC基金会数据访问标准的设备中读取写入和记录 OPC数据，例如分布式控制系统、监控系统和 PLC系统。该工具箱允许过程、制造、化学以及其它领域的工程师在连续和离散制造过程中将对象数据采集到 MATLAB 环境中用于分析、可视化、仿真和快速算法开发。

用户可以以MATLAB命令行方式直接运行所有的OPC Toolbox 函数，或者将这些函数与MATLAB用户应用集成。同时用户也可以使用图形化界面直接与OPC服务器连接，创建和配置 OPC对象，读写和记录数据。

特点： " 支持 OPC 基金会数据访问标准 v2.05a

" 通过命令行方式或图形界面方式操作

" 利用同步或异步操作从OPC服务器进行读写

" 可将数据记录到内存或硬盘中

" 支持同时的数据记录和数字处理

" 支持同时多台 OPC 服务器连接

" 允许MATLAB对OPC服务器或者OPC Toolbox 初始化事件作出响应，开关机或服务器出错。

强大功能 ! 创建和配置 OPC访问对象

OPC Toolbox配置有直观的层次化的对象结构可以帮助用户管理OPC服务器的连接以及服务条目(server item)的连接。用户可以创建 OPC数据访问客户端对象来连接某一 OPC服务器，也可以浏览存储在服务器上服务器的名称空间(Namespace)并得到每一条目的属性。用户可以创建读数据访问组群对象来控制表示服务器条目的数据访问条目对象。用户还可以通过改变所有的客户端、组群和条目相应的属性来对其进行配置和控制。

! OPC数据读写一旦用户创建了包含一个或多个条目对象的组群对象，就可以通过组群的方式同时对单

个或所有条目进行读写操作了。这样的读写操作既可以是同步（操作完成 MATLAB才可继续执行）的也可以是异步的（当操作进行中MATLAB仍可继续处理）。

! 记录 OPC数据

该工具想允许用户随时将数据的变换记录在内存或硬盘中。一旦数据记录下来并进入MATLAB的工作空间，用户就可以利用 MATLAB各种工具箱来对数据分析可视化、进


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行控制系统设计和对象性能优化。

! 创建回调函数 OPC Toolbox允许用户创建回调函数以在相应事件发生下被 MATLAB所执行。这些事件可以被 OPC Toolbox 所产生也可以被 OPC服务器所产生。所支持的事件包含：某一条目的数值或数量发生变化、OPC服务器关机、数据记录达到指定数量、到达指定时间、出错等。

需要的产品使用OPC Toolbox需要以下的产品：

" MATLAB

相关产品： " Control System Toolbox " Model Predictive Control Toolbox " Optimization Toolbox " Statistics Toolbox

" System Identification Toolbox


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/opc


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MATLAB Compiler 将 MATLAB代码转换为独立应用程序和软件组件

MATLAB Compiler 可以将M语言函数文件自动转化产生独立应用程序或者软件组件，生成的组件或者独立应用程序可以与其他用户共享。使用MATLAB Compiler创建的独立应用程序或者软件组件能够完全脱离MATLAB环境。

MATLAB Compiler 能够显著的缩短桌面应用程序的开发时间，仅仅通过简单的指令就可以将 M 语言函数转变为独立的应用程序或者软件组件，然后将它们打包发布给最终用户。这里所指的利用M语言开发的MATLAB应用程序可以包括数学计算、图形应用和 GUIDE开发的图形界面等，而最终用户根本不需要拥有MATLAB。

特点 " 自动将M语言函数文件转换为可执行应用程序，脱离 MATLAB环境

" 简单易用的发布过程

" 支持所有MATLAB的M语言特性，例如MATLAB对象、Java对象等等

" 支持大多数工具箱函数，允许将MATLAB基本算法免费发布使用

强大功能用户可以利用MATLAB集成环境开发自己的算法原型和应用程序，然后利用 MATLAB Compiler 将开发的算法发布给最终用户，最终用户可以通过可执行应用程序或者软件组件应用开发完好的算法。用户在进行算法维护的时候无需针对 C代码进行操作。

算法开发仅仅需要三个步骤：创建算法、转化应用程序、应用程序发布。

! 创建算法 MATLAB 本身是一种集成化的算法开发环境，它提供了各种工具用于完成算法快速原型的开发、测试。其中包括了高级的基于矩阵运算的向量化算法语言 M 语言，并且内建了大量用于数学计算、数据分析和图形可视化的算法函数。MATLAB 开发工具提供了语言编辑器、调试工具和性能分析器，并且可以利用交互式图形界面开发工具开发自定义的图形界面工具。

! 转化应用程序使用MATLAB Compiler可以将开发好的M语言算法函数转变成为：

" 独立可执行应用程序

" C/C++算法共享库

" 软件组件，例如 COM对象或者 Excel 插件

独立可执行应用程序

MATLAB Compiler 可以自动地将MATLAB应用程序转变为独立可执行应用程序。

" 自动确定相关的MATLAB函数

" 生成 C/C++接口代码文件

" 将所有相关的文件打包压缩保存在单一文件中


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" 将 C/C++接口文件编译、链接

算法函数库

使用与创建独立可执行应用程序相同的指令就可以创建 MATLAB 函数库。MATLAB Compiler 将自动创建相应的头文件和共享库文件，以便集成自定义的 C/C++代码文件，最终完成应用程序的开发。

创建软件组件

使用MATLAB Builder等工具可以非常简便的将 MATLAB算法函数转变为其它软件的附加组件，例如 COM组件和Excel插件。

! 应用程序发布

通过MATLAB Compiler完成应用程序的发布之后，可以将应用程序打包、发布给任意的最终用户。MATLAB Compiler 提供了相应的应用软件可以将运行应用程序必需的库文件打包。

需要的产品：使用MATLAB Compiler需要 MATLAB，以及安装一种MATLAB支持的 C/C++编译器。

MATLAB Compiler 支持的第三方 C/C++编译器如下：

" Borland C++ Builder version 6.0 " Borland C++ Builder version 5.0 " Borland C/C++ version 5.6

" Borland C/C++ version 5.5 " Lcc C version 2.4 " Microsoft Visual C/C++ version 7.1 " Microsoft Visual C/C++ version 6.0 " 在 Linux系统下

" Linux GNU C/C++ Compiler

相关产品 " MATLAB Builder for COM " MATLAB Builder for Excel


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/compiler


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Excel Link 将 MATLAB与 Microsoft Excel集成在一起

Excel Link 将 MATLAB 的数学和图形处理能力与 Microsoft Excel 这一广泛应用的Windows环境下的电子表格软件结合在一起。将MATLAB作为Excel的数学计算引擎，Excel 不仅可以具有强大的高质量图形功能，还可以明显地降低复杂应用程序耗费的执行时间。 Excel Link允许在MATLAB和Excel之间进行数据交换，在两个功能强大的数学处理、分析与平台之间建立无缝连接。 Excel作为一个可视化的数据处理环境是进行数组编辑的最佳选择，而 MATLAB 则作为数据分析和可视化的引擎。任何输入到 Excel环境中的数据都可以直接进入MTATLAB进行处理，而这一过程完全是“现场”处理的，没有任何中间文件，也不需要进行编程工作。

特点： " 集中利用Excel的强大优势——编辑处理观察数据

" 直接利用MATLAB、Simulink和其它工具箱进行数据处理；

" 直接发布以 Excel为基础的应用程序，集中Excel和 MATLAB的全部优点；

强大功能 Excel Link提供了Microsoft Excel的MATLAB插件，通过该插件可以完成：

管理Microsoft Excel 和MATLAB之间的进程内连接；

当启动 Excel时，自动启动 MATLAB软件；

在 Excel和MATLAB之间传递数据；

在 Excel中直接运行MATLAB指令；

! 快捷的数组编辑器把 Excel 作为数组编辑器，交互地查看和编辑数据尤其有用。任何输入到 Excel的数据都通过 Excel Link 传递给 MATLAB进行分析和可视化。Excel�MATLAB之间的连接是运行时连接，不需任何中间文件或底层的中间过程编程。

! Excel成为 MATLAB的前端

Excel Link将 Excel与MATLAB工作区连接在一起，使得Excel成为包括工具箱在内的整个 MATLAB产品族的前端。有了这一强大的连接，就可以在熟悉的 Excel 环境下充分利用MATLAB的计算能力。

当 Excel Link开始工作之后，可以将Excel电子表格中的数据发送到 MATLAB 工作空

Excel表格中的数据成为

MATLAB， Simulink 和工具箱的输入


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间中，同样也可以在 Excel电子表格中读取 MATLAB工作空间中的数据。MATLAB的函数可以用来进行各种数据处理计算、操作句柄图形、Simulink的模型等等。利用 Excel Link 就可以通过 Excel的公式或者 VBA直接调用这些函数。

! Excel Link 函数

管理和连接 Excel与MATLAB，可以通过Excel宏或者 VBA程序使用这些函数。

需要的产品： Excel Link仅能在Microsoft Windows平台下使用，需要的产品： " MATLAB " Microsoft Excel 7.0 以上版本

相关产品 " Database Toolbox " Datafeed Toolbox


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MATLAB Web Sever 开发基于 WEB的 MATLAB/Simulink应用。

MATLAB Web Server 通过采用标准的 HTML 文档和表单，允许工程人员将MATLAB/Simulink 的应用程序通过 Internet进行发布。 HTML 文档作为MATLAB应用的用户界面，通过鼠标点击来访问 MATLAB 应用程序。通过这种方法，使用此项应用的用户不需要学会MATLAB的使用，而且MATLAB不需要在客户机上运行。

特点 " 处理HTML表格的工具。MATLAB Web Server 包含直接从 HTML表单读取数据和往一个临时的HTML表单插入数据（包括表格和图片）的工具，临时表单被传输回至用户的浏览器

" 基于服务器的计算。MATLAB 应用仅在服务器上运行，加强了应用的安全性。用户通过客户机使

用浏览器如Netscape Navigator® 或

Microsoft® Internet Explorer。访问应用界面

" 通过标准的 HTML表单与 MATLAB接口。HTML 表单可以通过手工编写

或通过类似Microsoft® FrontPage®的编辑器编写

" 使用HTML语言高级结构。MATLAB Web Server 包含的函数能够动态生成HTML 表格存放输出的不同长度的数据

" 嵌入图片。应用可以利用MATLAB先进的数据可视化能力生成图片

强大功能：

! 方便高效的应用开发和推广环境使用标准的互联网技术，开发人员可以容易地，经济地发布基于 MATLAB产品开发的应用。

! 通过标准的因特网技术发布通过网络与 MATLAB 交互是通过 HTML 表单完成的。这不仅允许用户在不知道

Web Server将 MATALB/Simulink应用程序发布在 World Wide Web，可以包含丰富的图形、数学功能。


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MATLAB的情况下使用基于 MATLAB开发的工具，而且避免未授权的用户访问源代码和MATLAB 的命令行。

! 支持标准的 MATLAB应用开发工具

由于应用的开发是在 MATLAB 环境中完成的，开发人员能够拥有全套的开发工具和组件，包括：

- MATLAB编程语言，包含了上百个内置的数学和数据可视化函数

-先进的应用开发工具，如编辑器／调试器及MATLAB报告生成器

组成 MATLAB Web Server 包含了从HTML表单读取数据和向HTML文档发送MATLAB生成的数据并传输至用户的工具。MATLAB Web Server 还包含了处理客户和服务之间的通讯（对用户是透明的）。MATLAB Web Server的组件包含： " MATLABserver - TCP/IP 服务器(Windows NT服务)，连续运行 MATLAB " matweb.exe � CGI程序和TCP/IP客户。把HTML表单数据翻译成一个MATLAB对象，并将它传递给MATLABserver，从MATLABserver 接受 HTML结果并将其传至用户的浏览器

" HTML表单数据输入函数 - MATLAB 工具函数，从输入 HTML文档中提取数据转换成MATLAB程序员惯用的形式

" HTML 文档输出函数 - MATLAB 函数，向临时的 HTML表单插入 MATLAB数据并传输至用户的浏览器

需要的产品使用MATLAB Web Server需要 " MATLAB


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/webserver


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MATLAB Builder for COM ——在 MATLAB中创建 COM对象

MATALB Builder for COM是MATLAB Compiler的扩展，提供了一个简单易用的图形化用户界面，帮助用户将用M语言开发的算法自动地快速地转变为独立的 COM组件对象。生成的 COM组件对象可以在任何支持 COM对象的应用中使用，例如 Visual Basic、Microsoft Excel、C/C++语言等等。通过 COM组件，可以同其它的用户共享已经开发的算法，并且可以免费地随同 COM应用程序发布MATLAB算法。

特点 " 将 MATLAB 的基本算法函数——M语言函数文件转变为独立的 COM 组件对象

" 简单易用的用户图形界面帮助用户完成 COM组件对象的生成

" 生成的 COM 组件支持各种 COM 应用

" 能够转化用户开发自己的算法，并且隐藏算法细节

强大功能 ! 用户图形界面

COM Builder 的图形用户界面方便易用，帮助用户生成独立的 COM组件对象。图形用户界面包含了详尽的帮助信息、工程项目的管理，可以利用 Visual C调试算法，还能够提供生成组件的详细过程。

! 使用方便

通过 COM Builder创建的对象可以使用在各种支持 COM的环境中，创建的 COM对象能够节约大量的开发时间。

! 免费发布使用 COM Builder转化 MATLAB算法得到的 COM对象可以免费的发布（具体信息请参阅用户软件许可声明）。

需要的产品使用MATLAB COM Builder 需要

" MATLAB " MATLAB Compiler，

第三方的 C/C++编译器:

" Borland C++ Builder version 6.0 " Borland C++ Builder version 5.0


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" Microsoft Visual C/C++ version 7.1 " Microsoft Visual C/C++ version 6.0

相关产品 " MATLAB Compiler " MATLAB Builder for Excel


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/combuilder

使用 COM Builder将 MATLAB的 FFT算

法转变为 COM对象，再利用 Visual

Basic调用转化的组件实现算法的应用

得到相应的结果


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MATLAB Builder for Excel ——从 MATLAB直接创建 Excel插件

MATALB Builder for Excel作为 MATALB Compiler 的扩展，能够将复杂的MATLAB算法转变成为MS Excel的插件——Visual Basic Application函数文件，转变得到的文件可以在 Excel表格使用。无论是功能强大的 MATLAB数学函数，还是复杂的图形函数算法，都可以被转变为 Excel插件，供用户任意的使用。

特点 " 通过简单易用的图形界面完成MATLAB算法函数到 Excel 插件的转化

" 自动生成 DLL文件和相应的 VBA文件，这些文件都可以被 Excel电子表格直接使用

" 创建生成的 DLL插件文件运行速度远远超过直接使用 VBA开发的算法

" 隐藏数学算法，允许免费发布开发的MATLAB算法

强大功能 ! 用户图形界面

Excel Builder 的图形用户界面方便易用，帮助用户生成 Excel 插件。图形用户界面包含了详尽的帮助信息、工程项目的管理，可以利

用 Visual C调试算法，还能够提供生成组件的详细过程。

! 使用方便

使用以矩阵为基本运算单位的MATLAB 开发的算法能够大大提高程序的效率，可以加快程序的运行。Excel Builder建立的Excel插件可以同一般的Excel插件很好的结合使用。

! 免费发布使用Excel Builder 转化MATLAB算法得到的对象可以免费的发布（具体信息请参阅工用户软件许可声明）。

需要的产品使用MATLAB Builder for Excel需要：

" MATLAB " MATLAB Compiler

需要第三方的 C/C++编译器：

" Borland C++ Builder version 6.0 " Borland C++ Builder version 5.0 " Microsoft Visual C/C++ version 7.1

Excel Builder生成的 VBA文件可以直接在 Excel

的 VBA环境中编辑使用


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" Microsoft Visual C/C++ version 6.0

相关产品 " Excel Link " MATLAB Builder for COM


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/matlabxl

将 MATLAB的随机数生成程序转变成为 Excel

插件，在 Excel中运行这个插件


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Simulink® 基于模型的设计、仿真工具

Simulink 是用来建模、分析和仿真各种动态系统的交互环境，包括连续系统，离散系统和混合系统。Simulink 提供了采用鼠标拖放的方法建立系统框图模型的图形交互平台。通过 Simulink提供的丰富的功能块，可以迅速地创建动态系统模型。同时 Simulink 还集成了 Stateflow，用来建模、仿真复杂事件驱动系统的逻辑行为。另外，Simulink也是实时代码生成工具 Real-Time Workshop 的支持平台。

特点 " 丰富的可扩充的预定义模块库

" 交互式的图形编辑器

" 模型分割实现复杂模型的管理

" 通过Model Explorer 导航、配置、搜索模型中的任意信号、参数、属性。

" 支持 M语言和 C语言方式的功能模块扩展

" 进行系统交互式或批处理式仿真。

" 支持交互式定义输入和浏览输出。

" 图形化调试工具检查和诊断模型行为。

" 通过MATLAB进行数据分析和可视化数据，开发图形用户界面，以及创建模型数据、参数。

" 提供模型分析和诊断工具。

强大功能 ! 基于模型的系统设计

Simulink 是层次化建模工具，数据管理工具，定制子系统工具。无论工程师的系统有多复杂，都可以轻松完成简明精确的模型描述。Simulink 包括超过一千个模块以实现对构建系统常用的应用函数的描述。它们包括：

- 连续、离散动态系统模块。例如：积分和单位延迟模块

- 算法模块。例如：加法、乘法和查表模块

- 结构模块。例如：mux， switch，和信号和总线选择

- 特定领域的应用。例如：航空航天，通讯，信号处理，机械，电力……

- 采用MATLAB，FORTRAN、Ada和 C代码生成自定义模块

Model Explorer工具


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- 基于模型和单个模块的完善的 CallBack机制，允许用户对模型的仿真过程进行定制

! 模型的组织 - Simulink 通过子系统打包模块及信号达到模型层次化管理的目的

- Simulink 支持模型功能分解

- Simulink 支持模型分割

- Simulink 模型支持版本版本管理以及需求管理

在 Simulink模型中使用模型引用

! 模型信号和参数的管理 Simulink 允许定义和控制模型的信号、参数。用户可以定义如下的信号、参数属性：

- 数据类型——单精度浮点，双精度浮点， 8，16或 32位整型（有符号或无符号）;定点数据，和布尔数据

- 维数——标量，矢量，矩阵

- 实复数特性——实数、虚数或复数

- 数值范围和单位

- 采样类型——基于采样、基于帧使用 Simulink 数据对象，用户可以定义总线信号、数据结构以及用户自定义数据类型。

Simulink模型中可以包括用M语言写的模块，并且支持代码生成


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用户可以通过局部工作空间限制定义的数据属性的仅适用于模型的特定部分。数据对

象通过M语言脚本或在Model Explorer 的数据字典中配置。

! 调试系统仿真

- 用户可以通过MATLAB命令行形式批量仿真

- Simulink Debugger 工具是一个交互式的调试 Simulink 模型的工具。该工具可以设置断点，控制仿真的执行，显示模型的运行信息。

! 分析结果 Simulink 提供了诸多工具用来分析模型，测试验证系统，可视化结果以及模型的文档生成。

可视化结果 - 用户可以通过 Simulink提供的Display 模块和 Scopes模块观察信号；也可以通过

MATLAB可视化函数和 GUI开发工具搭建定制的显示模块；还可以把这些信号信息记录起来留待以后处理。为了对动态系统复杂的 3-D运动获得深层次的认识，用户可以结合虚拟现实模块（Virtual Reality Blocksets）进行可视化。

测试验证模型 - Simulink 包括了用于创建仿真测试用例的模块 - Singal Builder block模块通过图形方式创建方波来测试模型

- 使用 Singal&Scope Manager工具，用户可以在不增加模块的前提下插

入信号到模型中 - Simulink 还提供各种模型验证模块来验证模块的信号输出是否符合设

计需求 - 模型、测试用例以及验证模块可以

实现需求跟踪

模型的文档生成 - 添加文档到 Simulink 模型非常容易。注释可以直接加到模型中，描述也可以以每个模块的属性的形式添加。

Simulink Debugger工具


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- 通过DocBlock模块可以包括一个 text文件作为模型中的一个模块。 - Simulink 提供了打印能力。通过一个命令，就可以打印描述了全部模型信息的文档。 - 通过使用 Simulink Report Generator可以创建定制化的报告，以满足特定文档标准的要求。

! 自动代码生成 Simulink模型可以通过Real-Time Workshop生成实时的标准C 代码，用于半物理仿真，快速原型和产品代码。使得用户可以完成从系统级仿真到工程实现的无缝过渡。

需要的产品：使用 Simulink产品需要

" MATLAB 如果进行定点系统模型仿真则需要

" Simulink Fixed Point


" HP-UX 11 " Linux " Linux x86-64 " Solaris " Mac OS X

详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/simulink

Simulink针对雷达系统进行建模仿真


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Stateflow® ——设计和仿真事件驱动系统

Stateflow是对事件驱动系统进行建模和仿真的设计工具。Stateflow为嵌入式系统的设计提供了一流的解决方案，包含复杂的逻辑管理。它加入了图形化建模和动态仿真把系统概况和设计结合得更紧密。Stateflow是基于传统状态转换图和控制流程图的结合体。 Stateflow Charts能够图形化表示层次和并行状态以及事件驱动的转换。 Stateflow比传统的状态图又新增了控制流图、图形函数、时间操作、直接事件广播和模型对遗留代码的支持。

通过 Stateflow，用户可以很快的开发出含有状态转换图的事件驱动系统的图示模型，而不需要掌握有限元状态机原理。用户也可以通过 Stateflow Coder把模型生成高效的嵌入式的 C代码。这些特性使得 Simulink 和 Stateflow成为开发嵌入式系统的理想工具，并成功地应用于汽车，宇航，通信等领域。

特点 ! 创建模型:

" 在同一个状态图中使用有限状态机理论，状态图和流程图符号

" 使用流程图，可定义图形化函数，支持MATLAB语言，查表和真值表

" 支持对象层次，并行状态、连接节点和历史节点

" 提供了图形化的设计环境，可以用流程图方便地对程序结构进行描述，如 for循环和 if-then-else语句

使用 Stateflow与MATLAB和Simulink相结合创建一个仿真环境，可以建模、仿真和分析复杂的动态系统


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" 状态的转移和事件可以用 before， after， at，和 every 时间函数来操作

" 使用流程图可以定义图形函数，使创建、访问和管理函数更容易

" 可以使用真值表定义表格形式的函数

" 可以把输入输出参数加入到用户的源C代码中

" 支持向量，矩阵和定点数据类型

" Stateflow Editor 支持 undo 和 redo功能

" 完整的 API文档，可以通过编程方式使用 Stateflow

" 通过对状态图分层和建立子图的方式来管理庞大复杂的模型

" 为 Simulink I/O提供了向量和矩阵的数据类型的支持

" 执行静态检查，包括非法真值表的检查

" 对转移，循环，状态不连续，溢出等条件进行 run-time检测

" 包含集成的 Debugger，可设置断点，单步执行等

! 运行模型：

" 为 Simulink 中的条件执行子系统提供使能逻辑

" 动态的 Stateflow状态图提高了对系统的理解和功能调试

" 包含Debugger 用来设置图形的断点、步长、浏览数据和分析状态图覆盖范围

" Stateflow Debugger 支持数据溢出检测

" 通过输出库状态图中的图形函数，可以支持代码重用

强大功能 ! 创建 Stateflow Charts

一个 Stateflow Charts就是一个有限状态机的图形化表达，通过鼠标拖放操作就可以完成函数，连接节点，状态等对象的创建，用户就可创建 Stateflow Chart，通过使用子图，可简化以及层次化状态图：

- Stateflow框图编辑器

- 支持 Symbol Autocreation Wizard－允许用户定义非图形对象

- 调试器

- 可增加函数，其中包括图形函数，内嵌MATLAB函数，真值表

- 可定义临时逻辑条件

- 可创建 Charts库

! 与 Simulink结合

每一个 Stateflow Chart在 Simulink 模型中都被看作一个独立的模块。这个模块可以同其它的模块交换数据、信号和事件。Stateflow通过函数调用来触发 Simulink模块的执行。在用户的模型中使用了 Stateflow和 Simulink，也就是把算法和逻辑行为结合在了一起。因此，整个系统的开发离不开 Simulink 和 Stateflow的开发环境。用户也可以创建和使用 Stateflow的 Chart库，实现 Chart的再利用。


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! 同用户的 C和 MATLAB函数相结合

Stateflow 可以将手写的 C 代码集成到

Stateflow 图中。用户可以从状态或转移动

作直接调用一个用户

的 C 函数，内部的数据变量能够传给用户

的函数，并且函数的

返回值被用在Stateflow 的表达式

中。Stateflow 提供了一个简单的对话框列

出了自动生成的源文

件，包括被编译的过程。

! 编程方式的访问（Programmatic Access） Stateflow 提供了完整的API的文档和支持，用户可以通过它来创建和改变 Stateflow 图。用户可以在MATLAB 命令行或 M 文件中直接使用 Stateflow API 命令对 Stateflow 图进行编辑。下面是

Stateflow API 脚本可能的应用：

执行公共的图形编辑使编辑 Stateflow图更容易

创建一个基本的Stateflow 图以确保与模型标准一致

为用户的模型生成一个用户化的报表。

! 执行 Stateflow Charts 在 Stateflow中建立逻辑后，用户可以仿真和查看在线动作，测试和确认设计算法。一个图形化的 debugger 帮助用户解决 run-time仿真错误。

可视化结果

调试仿真

生成代码－使用 Stateflow Coder，Stateflow Charts可打包发布

需要的产品：使用 Stateflow需要

" MATLAB

Simulink搭建的一个 CDMA的手机模型，使用 Stateflow控制它的传输能量

使用 Simulink中的悬浮块，可查看仿真中的状态转移情况


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" Simulink

相关的产品： " Stateflow Coder " Real-Time Worshop " Simulink Verification and Validation


" Linux " Linux x86-64 " Solaris " Mac OS X

详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/stateflow


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Simulink Fixed Point 用于定点系统的设计和仿真

Simulink Fixed Point 为 Simulink产品系列提供了设计定点系统的功能，它支持用户用定点算法来实现控制系统设计和信号处理系统设计。

有了 Simulink Fixed Point的支持，用户在用 Simulink、Stateflow、和 Signal Processing Blockset等工具进行系统设计时，就可以进行bit-true仿真来评估精度和范围限制的影响；同时，有了 Simulink Fixed Point的支持，用户就可以用 Real-Time Workshop、Stateflow Coder或 Real-Time Workshop Embedded Coder等工具生成整型目标C代码。

特点： " 支持在 Simulink 、

Stateflow 、 Signal Processing Blockset中进行定点仿真

" 支持 Real-T ime Workshop、Stateflow Coder 、 Real-T ime Workshop Embedded Coder 生成定点代码

" 支持在 xPC Target 和其它快速原型系统中实现定点快速原型

" 允许用户指定定点数据的类型和长度

" 溢出检查和饱和错误检查

" 自动调整精度和范围

" 自动进行范围调整、高级数学计算和其它任务

强大功能 ! 定点仿真无需修改模型，Simulink Fixed Point 即可将用户用 Simulink、Stateflow、和 Signal Processing Blockset等工具设计的浮点系统转化为定点系统，并为目标定点处理器生成定点 C代码。

! 定点模型设计

Simulink Fixed Point支持用户对定点数据的所有参数进行设置，包括有符号数据和无符号数据的位数和标定，并对其进行评估。例如，字长可以在 1到 128位范围内设置，标定值可以设为二进制或传感器数据格式。用户甚至可以控制计算的细节，比如如何处置

循环和溢出的情况等。在 Signal Processing Blockset中还可以设置内存的使用范围。

! 定点仿真设计

一旦模型被定义成定点数据格式，用户可对定点嵌入式系统进行仿真，从而在有限的资源和精度之间进行评估、折衷。


120

Simulink Fixed Point提供了调试功能，可以将用户的定点系统快速地转化为浮点系统，为系统的设计提供依据，从而分析模型错误、定义溢出的最大和最小值。运用该模块的自动调整功能，用户可以访问相关信号，并改变其范围来进行精度优化，从而保证仿真

数据不会溢出。如果输出数据类型明显不是一个定点数据时，用户可以锁定输出标定。另外，标定是一个自动优化的过程。

! 定点数据类型共享设计 Simulink Fixed Point使得在 Simulink和 Stateflow的模型中可以存在定点数据类型。因为数据类型可以全局共享，因此当用户在定点和浮点间转换时就不必修改模型结构。这样

用户在整个设计过程中用的是同一个模型，并且同一个模型可以多用途应用和循环应用而模型本身不被破坏。

! 生成、配置产品代码 Simulink Fixed Point 支持用户用 Real-Time Workshop、Stateflow Coder、Real-Time Workshop Embedded Coder等工具将定点模型生成单纯的整型C代码。并且生成的代码与 bit-true 仿真模型的运行结果是一致的，从而保证最终设计的设计结果与仿真结果的一致性。生成的代码自动执行定点系统设计的功能，比如数据范围的动态调整，循环以

及进一步的定点数学计算功能。数据的调整范围是 1到 32位。

生成的代码可用于多种用途，如加速仿真，快速原型、产品实现等等。

需要的产品使用 Simulink Fixed Point需要

" MATLAB " Simulink " Fixed-Point Toolbox

相关产品 " Real-Time Workshop " Signal Processing Blockset " Simulink Accelerator " Stateflow " Stateflow Coder


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/fixpoint


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Simulink Verification and Validation — 开发与需求相对应的设计和测试用例，测算测试覆盖率

Simulink Verification and Validation使用户能够在 Simulink 和 Stateflow中，开发基于需求的设计和测试用例，并测算测试覆盖率。通过将需求和用户设计及测试用例进行关联，并在模型级别进行覆盖率分析，用户可以追踪需求、确认设计、识别出不适当的需求，

并能暴露出不必要的结构及设计缺陷。

特点： " 快速建立模型和需求文档之间的联系

" 将模型与DOORS中的项目进行同步

" 将测试用例和验证模块进行关联

" 将需求作为注释包含在每一个模块生成的C代码中

" 用结构覆盖的工业标准，包括MCDC（Modified Condition/Decision Coverage）来识别用户模型中未经测试的部分

" 直接在模型中显示覆盖信息

强大功能 Simulink Verification and Validation帮助用户在模型级别建立针对设计的正式验证和确认过程。利用 Simulink Vericication and Validation提供的图形用户界面(GUIs)工具，用户可以：

- 将需求与设计进行关联

- 开发测试用例

- 确认用户的设计

- 收集模型覆盖率

- 验证用户的实现

! 建立需求和设计之间的联系 Simulink 验证和确认包含一个需求界面，可以使用户在整个开发过程中，在设计说明书中进行调整、跟踪并实施变更。用户可以访问存储于正式需求管理系统中的需求，如：

DOORS，也可访问 Microsoft Word、 Microsoft Excel或HTML格式的文件，并将需求与 Simulink和 Stateflow模型中的模块、子系统、状态、转移、函数以及真值表相结合。

将需求和用户模型中的部件结合起来，可以使用户在需求文档、设计以及模型实现间快

速地进行浏览和反复查询。

! 开发测试用例

用户可以开发测试用例，由一系列的独立于用户设计模型的测试用例和验证元素组成。Simulink 提供 Signal Builder模块，可用来创建测试用例；还提供了验证模块的库，用来检查模块的输出。Simulink Verification and Validation 使用工具扩展了这些能力来开发基于需求的测试用例。

用户可以使用这些工具完成以下任务：


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- 将需求与测试用例和验证模块进行关联

- 将验证模块和特定的测试用例相结合，当用户运行测试用例仿真时，这些模块可以自动使能或禁止

- 在测试用例与测试用例相关联的验证模块及需求间进行浏览

! 确认用户的设计

使用 Simulink 验证和确认，用户可以通过将设计模型纳入 test harness来创建一个测试模型，从而完成对设计模型的确认。在测试模型的仿真过程中，不正确的输出被记录和

显示在验证模块中。由于验证模块与需求文档进行了关联，这些需求文档又与设计模型

中的相关模块进行了关联，所以，用户可以轻松地调试模型。

! 收集模型覆盖率

Simulink 验证和确认提供了模型覆盖率报告，来显示用户设计中未被测试的部分，如：未执行的子系统、未选择过的开关位置或从未发生过的条件转移路径。

（验证和确认）结果将使用结构覆盖的工业标准规格，自动生成 HTML文档格式的报告。覆盖信息也可以清晰地显示在模型上，从而让用户快速地就覆盖率缺失对模型进行检查，并浏览相关需求。从而用户可以快速确定，是否需要修改需求、测试用例或者改变

设计以满足覆盖率目标。

Simulink 验证和确认提供以下覆盖率分析：

- 分支覆盖�检查模型中代表分支的条目，如：Simulink 的开关块、Stateflow 的状态

- 条件覆盖�检查那些输出为其输入的逻辑组合的模块，如：逻辑块和 Stateflow的状态转移

- MC/DC�分析安全关键软件（如 RTCADO-178B 所定义的），确定逻辑输入是否可以独立地改变输出

- 信号范围覆盖—显示出仿真过程中每个模块的输出的最大值和最小值，以及所有

Stateflow数据对象的最大值和最小值

- 循环复杂度―测算模型的结构复杂度，对于模型生成的代码执行类似McCabe复杂度测试

! 验证用户的实现使用 Simulink 验证和确认，用户可以在 DOORS、 HTML、 Microsoft Word或Microsoft Excel中进行一致的需求设计，然后在 Simulink 与 Stateflow中设计模型和测试用例。使用 MathWorks的代码生成产品（可单独使用），用户可以从模型中生成代码。用户可以方便地将所生成的代码集成到独立的 test harness 模型，以验证代码实现了设计。

Simulink 的验证和确认自动将需求作为注释嵌入所生成的代码中。

需要的产品使用 Simulink Verification and Validation 需要

" MATLAB " Simulink

相关产品 " Real-Time Workshop


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" Real-Time Workshop Embedded Coder " Stateflow " Stateflow Coder


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/simverification


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Simulink Accelerator 用于加速模型仿真和优化模型性能

Simulink Accelerator 通过加速模型执行效率和对模型压缩来提高仿真速度，来寻找性能提高的瓶颈。

Simulin Accelerator 采用了成熟的代码生成技术和 C编译器将 Simulink模型编译成一个可执行程序。与原来的解释性语言相比，它极大地提高了仿真模型运行的速度。Simulink Accelerator 可以在命令行中执行，并支持用 MATLAB 脚本程序来控制模型在一般状态和加速状态两者间进行切换。

特点： " 代码生成技术加速了模型的仿真速度

" 形成仿真结果数据报告

强大功能 ! 加速模型仿真

Simulink Accelerator 的加速功能使得模型运行的时间比原来的时间缩短了 10 倍。仿真性能能的提高程度要视模型的大小和复杂程度而

定。一般地，越大、越复杂、耗时越长的模型，加速后的性能提高的就越显著。

! 数据报告生成仿真过程中，Simulink Accelerator 收集仿真的性能数据，为用户生成两个 HTML 报告。其中一个概要性的报告以列表形式给出了两种运行模式的时间信息。另外一个详细报告给出了两种运行模式下各个模块运行时间的具

体信息。报告中各信息都与仿真模块采用超链接的方式一一对应，因此用户可以很容易地找出最耗时的子系统，并对其进行优化。

需要的模块使用 Simulink Accelerator 需要

" MATLAB " Simulink

相关产品 " Real-Time Workshop " Simulink Verification and Validation



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详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/simaccelerator


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SimMechanics — 机械系统建模和仿真

SimMechanics 集成于 Simulink 之中，是进行控制器和对象系统跨领域/学科的研究分析模块集。SimMechanics 为多体动力机械系统及其控制系统提供了直观有效的建模分析手段，一切工作均在 Simulink 环境中完成。它提供了大量对应实际系统的元件，如：刚体、铰链、约束、坐标系统、作动器和传感器等。使用这些模块可以方便的建立复杂

图形化机械系统模型，进行机械系统的单独分析或与任何 Simulink设计的控制器及其它动态系统相连进行综合仿真。

SimMechanics 是 Simulink 物理建模产品家族的一员，该产品系列扩展了 Simulink 的建模能力，利用它们做出的模型仍能与

传统 Simulink 模块所建立的模型相融合。

特点： " 提供了三维刚体机械系统的建模环境

" 包含了一系列分析机械运动和设计机械元件尺寸的仿真技术

" 完整的建模层次，允许机械模型模块与其它类型模块结合使用

" 可在 Simulink中建立高精度、非线性的模型以支持控制系统的开发和测试。

" SolidWorks转换器可以通过 CAD工具定义机械模型

" 包括各种铰链和约束形式

" 可对平移运动和旋转运动，力和力矩进行建模、分析

" 提供平衡点和线性化工具以支持控制系统设计

" 使用 Virtual Reality Toolbox 或 MATLAB®图形（Handle Graphics®）支持机械系统可视化及动画显示

" 可进行系统的运动学和正向、逆向动力学分析

" 使用O(n)递归求解多体动力学系统运动方程

" 为模型定义提供多种本地坐标系统

强大功能：

! 在 Simulink环境中进行的动力学研究

使用 Simulink 集成化的图形界面建立机械多体动力学系统的模型并进行仿真。SimMechanics使得用户可以方便的修改系统中的物理参数，包括位置，方位角和机械元件运动参数等。

使用 Simulink 变步长积分法可以得到较高的计算精度。

在 Simulink中同时建立机械系统和控制系统的模型并一起运行仿真


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Simulink 的过零检测功能以双精度数据水平判定和求解不连续过程，对于机械系统中存在的静摩擦和机械硬限位等情况建模具有重要的意义。

SimMechanics 模型可与 Simulink 的控制系统模型方便的结合，在同一个环境中对控制器和受控对象建模。

! 机械系统建模

SimMechanics 系统包含如下子系统：

- 使用 Simulink查表模块和 SimMechanics传感器和作动器定义的非线性的弹性单元

- 用来定义航空器件压力分布的空气动力学拖曳模块，例如副翼和方向舵

- 主动车辆悬架系统，例如防侧翻机械装置和控制器

- 为飞行器和地面车辆设计的轮胎

- SimMechanics 系统包含如下模块：

- 具有质量的实体单元；

- 平移和旋转联接铰链单元；

- 向机械系统提供力和力矩作用的作动器单元，可接受 Simulink 模型的信号；

- 测量机械系统运动物理量的传感器单元，可向 Simulink 模型输出信号。

! 机械系统动画显示 SimMechanics中可以用 Virtual Reality 工具箱或是 MATLAB图形方式生成系统三维动画。MATLAB图形方式能提供基本的动画显示，Virtual Reality 工具箱则能提供更加高级、真实的动画。两种工具都可以用来显示

机械系统的数值分析结果。

! 实体、铰链、约束和坐标系统

SimMechanics 支持任意数量的实体。实体通过质量属性，坐标系统定义，并通过铰链

与其它实体相连。

可以在系统的运动实体上添加相应的运动

约束。约束通过使用 Simulink 信号限定实体，并以时间函数的形式驱动实体运动来实现。

SimMechanics 界面为定义坐标系统，约束和驱动条件以及力/力矩的定义提供了多种方式。包括：

- 在实体上连接多个本地坐标，用于施加作用条件和测量物理量

- 通过添加自己订制的模块来定制扩展铰链库

- 在 SimMechanics模块中使用 MATLAB表达式和 Simulink工具

! 作动器和传感器

Simulink和 SimMechanics模块之间的联系通过作动器和传感器模块来完成。

在对 4缸发动机仿真的同时使用虚拟现实工具箱在 web浏览器上进行动态演示，左下角为

SimMechanics的可视化效果


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作动器使用 Simulink 信号来指定实体或铰链上的力和运动。包括：

- 指定实体或铰链的运动参数，如按某种时间函数变化的位移、速度或加速度

- 用 Simulink 信号（包括系统中传感器的反馈信号）指定力和力矩并施加在实体或铰链上

- 检测由不连续摩擦力引起的离散事件

- 计算系统的初始状态（位移和速度），用于动力学仿真

- 传感器模块用来检测实体和铰链的运动参数，并输出为 Simulink 信号。包括：

- 在 Simulink 示波器模块中显示系统的位移、速度和加速度

- 监视系统中的作用力

! 机械运动的仿真和分析 SimMechanics 为机械系统提供了如下仿真/分析方式：

- 正向动力学分析 � 求解机械系统在给定激励下的响应；

- 逆向动力学分析 � 求解机械系统按给定运动结果时所需的

力和力矩；

- 运动学分析 � 在约束条件下求解系统中的位移、速度和加

速度，并做一致性检查；

- 线性化分析 � 可求得系统在指定小扰动或初始状态下的线性化模型，以分析系统响应性

能；

- 平衡点分析 � 可以确定稳态平衡点，供系统分析和线性化使用。

! 代码生成使用 Real-Time Workshop 工具可以对 SimMechanics模型进行自动代码生成，用户利用生成的代码实现下列功能：

- 建立 SimMechanics模型相对应的可知性文件，可以集成到 C程序和其它MATLAB程序中的可执行文件

- 将 SimMechanics模型下载到实时的处理器中进行硬件在回路仿真。

- 对 C代码进行编译提高模型的运算速度

! 利用 SolidWorks将 CAD组件导入 SimMechanics SimMechanics包含了可以将 SolidWorks中的 CAD组件自动的转为 SimMechanics模型的转换器，用户只需要简单的将 SolidWorks中的CAD组件存为 SimMechanics中的XML文件就能够完成模型的转化。

SolidWorks-to-SimMechanics 转换器输出组件中每部分的质量和惯量并且在SimMechanics创造相应的部分。转换器同时会查询 SimMechanics中的配合精度以便自动的将 SimMechanics的各个部分连接起来。

SimMechanics中复杂的仿真模型用以捕捉Stewart平台的动态特性


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SolidWorks-to-SimMechanics转换器可免费下载。

需要的产品：使用 SimMechanics需要

" MATLAB " Simulink;

相关产品： " Real-Time Workshop

" SimPowerSystems " Simulink Control Design " Virtual Reality Toolbox

平台和系统要求 " Microsoft Windows " HP-UX 11 " Linux

" Linux x86-64 " Solaris " Mac OS X

详细信息请查阅www.mathworks.com/products/simmechanics


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SimPowerSystems ——电力电子系统的建模和仿真工具

SimPowerSystems 是在 Simulink 环境下进行电力电子系统建模和仿真的先进工具。SimPowerSystems 中模块的数学模型基于成熟的电磁和机电方程，用标准的电气符号表示。它在发电输变电系统和电力分配计算方

面提供了强有力的解决方法，尤其是当设计

开发内容涉及控制系统设计时，优势更为突出。对于具有复杂自给型供电装置，如汽车、

飞机、制造设备上的电气系统和普通用电装

置，用 SimPowerSystems 进行分析和设计非常理想。

SimPowerSystems 是 Simulink 的一个专用模块集，由电气仿真专家 TEQSIM International 最初开发。该模块集包含电气网络中常见的元器件和设备，以直观易用的图形方式对电气系统进行模型描述。模型可

与其它 Simulink 模块的相连接，进行一体化的系统级动态分析。

特点

" 使用标准电气符号进行电力系统的拓扑图形建模和仿真。

" 为建立详细的电力系统模型提供了广泛全面的模块库。

" 标准的 AC 和 DC 电机模型模块；变压器；传输线；信号和脉冲发生器；HVDC 控制；IGBT模块和大量设备模型，有断路器，二极管，IGBT，GTO，MOSFET和晶闸管；

" 使用功能强大的 Simulink变步长积分器和过零检测功能，给出高度精确的电力系统仿真计算结果。

" 为快速仿真和实时仿真提供了离散化和信息矢量化方法

" 提供多种分析方法，可以

" 计算电路的状态空间表达

" 计算电流和电压的稳态解

" 设定或恢复初始电流/电压状态

" 电力机械的潮流计算

" 提供了扩展的电气系统网络设备模块，如电力机械，功率电子元件，控制测量模块和三相元器件。

强大功能 ! 全面的模块库

SimPowerSystems 拥有 130 多个模块，分别位于 6 个子模块库中。用户可以同标准的 Simulink 模块一起使用建立包含电气系统和控制回路的模型，附加的测量模块可以对电路进行傅立叶分析和三相序列分析。SimPowerSystems模块库包含下列 6个子模块库:

SimPowerSystem 中异步电机和柴油发电

机模型。Simulink示波器中显示了电机

电流和异步电机转速。


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" 电源

AC 和 DC 电压源，受控电压源和受控电流源。

" 电流回路元器件

包含 RLC支路和负载、线性和饱和变压器、电路分离器、

传输线模型

" 电力机械

包含完整或简化形式的异步

电机，同步电机，永磁同步电机，直流电机，激磁系统和水

力和蒸气涡轮-调速系统模型。

" 电子元器件

二极管，简化/复杂晶闸管，GTO，开关，MOSFET，IGBT 和通用型桥接管模型。

" 控制和测量模块

电压、电流和电抗测量，RMS 测量，有效和无功功率计算，计时器，万用表，傅立叶分析，HVDC 控制，总谐波失真，abc 到 dq0 和 dq0 到 abc 轴系变换，三相 V-I 测量，三相脉冲和信号发生，三相序列分析，三相 PLL 和连续/离散同步 6-，12-脉冲发生器。

" 三相网络元器件

三相 RLC 负载和支路，断路器和故障点，三相电抗，π型传输线，电压源，6-脉冲二极管和晶闸桥管，整流二极管，Y-Δ/Y-Δ/Y-Δ/Y-Y-Δ可配置三相变压器，分析器和测量。

! 求解技术

SimPowerSystems使用 Simulink 的求解技术可以提供快速精确的仿真结果。Simulink的求解器非常适合求解连续时间系统、离散时间系统、混合系统以及混合信号系统的仿真。

求解的过程同时支持了代数约束和状态描述，包括例如系统瞬间变化的中断。

通过 SimPowerSystems 的测量模块可以将电气系统模型信号转变为 Simulink 模型信号，并在示波器中显示。电机和电力电子模块的测量输出端也可以直接输出 Simulink 模型信号。

Simulink 中一些变步长的求解技术是专门用来针对刚性系统进行建模仿真，Simulink的过零检测功能确保了能够以足够的机械精度来检测和处理系统中的中断过程。

此外，SimPowerSystems还利用了 Simulink 中的加速器的加速功能，以显著的提高仿真的速度或者减少仿真的时间。

SimPowerSystems 以 M-文件形式提供了 power2sys 函数，可用于在仿真过程之外获得电路的状态空间模型表达。该函数分析电网络拓扑结构，并计算出等价状态空间模型。

在这个函数所提供信息的帮助下，可以使用诸如控制系统工具箱进行更进一步的分析。

! 仿真模型 SimPowerSystems提供了两种电力系统连续仿真：离散化仿真和矢量化仿真。

离散化仿真可以将模型离散化，使用定步长梯形积分法进行离散仿真计算。这一特性能够显著提高仿真计算的实时性——尤其是那些带电力电子设备的模型。另外，由于模型

SimPowerSystem 模块库包含了通用的电子元器件和设备，powergui 模块可以让用户进行快捷的控制仿真和分析


132

被离散化了，这时还可以用 Real-T ime Workshop®生成模型的代码，进一步提高仿真的速度。

矢量化仿真利用一些的固有频率的代数方程取代描述电子网络的微分方程。矢量化仿真

改善了多机械系统瞬态研究的稳定性。

! 电力系统仿真方法

由于 SimPowerSystems 是与 MATLAB 无逢结合在一起的，用户可以充分利用MATLAB 表达式，工作空间中的变量以及 MATLAB的脚本文件，以简化复杂的仿真计算。

利用 SimPowerSystems，用户可以修改系统的初始状态以便可以从任意的初始条件进

行仿真。图形用户界面能够显示测量的电流值和电压值以

及所有的状态变量（电感电流

和电容电压）。

SimPowerSystems提供了电力系统的分析工具包括了：

- 显示稳态电压和电流

- 显示并修改初始状态量

- 计算负载电流和初始化机电模块

- 当模型中存在阻抗测量模块时可显示阻抗相对频率的变化。

- 可使用控制系统工具箱的 LTI Viewer 工具，进行系统的时域、频域响应分析

- 生成稳态计算分析报告。

! Simulink中多领域的物理建模

SimPowerSystems提供了 Simulink中物理系统仿真的扩展能力。

标准的 Simulink 模块提供了输入和输出信号流的转变功能。就控制系统设计和信号处理应用而言，这样的方法是实际而有效的。

对于电力系统中元件的相互作用需要考虑更多的因素。比如在模拟通过一个电阻时电压-电流的关系或者电子元件之间的相互作用时使用单向信号流是不合适的。

在 SimPowerSystems中，用户可以自己设计一个控制系统作为标准的单向信号流处理模块并且将其与一个电流回路连接起来，而这样的模块建立需要使用 Simulink的传统模块和 SimPowerSystems专门的物理模块。

需要的产品：使用 SimPowerSystems需要

" MATLAB " Simulink

一个包含整流器和变换器的远程传输系统的仿真

计算。每个元件都包含自己的控制器，整个系统采

用高压直流电源供电。


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相关产品： " Control System Toolbox；

" SimMechanics; " Simulink Performance Tools; " Stateflow; " xPC Target;


详细信息请查阅www.mathworks.com/products/simpower


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SimDriveLine －传动系统（驱动系统）的力学建模与仿真

SimDriveline是 Simulink®的扩展，它为传动系统（驱动系统）的力学建模与仿真提供有力的工具。这些工具包括像齿轮、转动轴和离合器等部件；标准的变速器模板；发动机和轮胎模型。SimDriveline专门为传动系的力学分析进行了易用性和计算速度方面的优化。它实现了与 Mathworks 控制系统设计和代码生成产品的集成，这样不仅可以进行控制器设计，而且还能够把机械系统模型生成实时代码，在实时环境中对控制器进行测试。

SimDriveline可以广泛用于汽车、航空、国防和工业领域。它尤其适合于汽车和航空传动系统的控制器开发。

主要特性

" 在 Simulink下对传动系力学进行定义的建模环境

" 通用的齿轮结构库

" 动态元件库，包括离合器和转动限位器（Rotational stops）、液力变矩器和扭转的弹簧-减震器。

" 通用的变速器模板

" 车辆部件的基本模型，包括发动机、纵向车辆动力学和轮胎

传动系统的建模

SimDriveline 为在 Simulink 环境中建立传动系模型提供了有效的途径。用户可以使用模块图网络描述来表示一个系统。不同的模块代表不

同的部件，如齿轮、离合器和液力变矩器。连

接不同模块之间的线代表旋转部件，如驱动轴。在 SimDriveline 中，用户可以拥有Simulink 的所有功能。使用传感器模块，用户可以测量速度、加速度和转矩，并且把这些测量信号值传给标准的 Simulink 模块。Simulink 信号能够通过执行器模块对驱动转矩进行定义，或者预先设定传动轴的动力学参数。SimDriveline为实现完全的机械系统 3-D仿真器提供了另外一条有效的途径，它完全专注于旋转机械的力学仿真。每一根杆件的

运动被限制于绕某个轴的转动，用户可以通过一个简单的惯性质量部件为每根杆件进行质量参数赋值。只对每根杆件的旋转速度进行记录的结果就是加快仿真执行的速度。

齿轮、离合器和动力学元件建模 SimDriveline 包括了很多部件的模块库，这些模块定义了连接轴之间的部件的运动和转矩关系。

! 通用的齿轮结构库 SimDriveline 能够让用户开发简单和复杂的齿轮系统。预先定义的模块提供了基本的齿轮结构。用户可以通过对齿轮传动比进行合适的赋值，从而实现对这些模块的参数化设

通过网络模块图接口，SimDriveline能够让用户建立包括详细传动系部件的动力传动系

统模型。


135

置。

用户可以把这些简单的结构进行组合，从而生成更复杂的齿轮系统，例如象很多变速器中看到的那样。SimDriveline 也提供了通用的复杂齿轮系统的模型，例如拉维尼约喔型（Ravigneaux）齿轮组和差速器。

! 离合器和其他动力学元件

SimDriveline 库中包括了很多动力学元件和齿轮组，从而提供了

一套完整的传动轴连接件模型。

例如，可控摩擦离合器模型（Controllable Friction Clutch）实现了离合器接合直到具有不同转

速的轴锁止的过程的建模。可控摩擦离合器模型（Controllable Friction Clutch）针对过渡过程采用了一个动态摩擦模型，在锁止

条件下采用了一个静态摩擦模型。 SimDriveline 也包含了以下动态元件：

" 液力变矩器��让用户对流体轴承连接进行建模

" 硬限位器（Hard Stop）��让用户对传动系中的间隙（backlash）进行建模，并且考虑其造成的功率损失

" 扭转弹簧-减震器－让用户对具有间隙（backlash）特性的扭转减震弹簧进行建模

对变速器系统和车辆性能进行建模 SimDriveline提供了变速器子系统和车辆部件模块的模型范例。

! 变速器模板 SimDriveline提供了 Lepelletier 6挡和 7 挡变速器，Simpson的 4挡和 Ravigneaux 的 4挡变速器。这些子系统可以作为模板使用，为用户建立变速器系统模型提供指导。用户

可以通过模型中的部件模块来修改模型的拓扑结构或者传动比、轴的惯性质量和离合器特性等参数。

! 车辆部件 SimDriveline 包括简单的车辆部件模型，让用户对一个完整的动力系统及其对车辆运动性能的影响进行建模。这些模型能够对整个系统的性能进行早期评价。对于变速器模板

而言，用户可以添加动力系统和车辆动力学模型所需要的细节内容。 SimDriveline中包括的简单车辆部件模型车辆部件模型库包括以下部分：

" 汽油机和柴油机模块��对转矩、发动机转速和油门开度之间的关系进行建模，其油门开度值是通过 Simulink输入信号来赋值的。

" 轮胎模型��对轮胎-道路之间相互作用产生的各种力和力矩进行求解，并且计算轮胎和车轮的旋转速度。

" 车辆纵向动力学��对传动系的转矩和加速度引起的车辆响应进行评价

生成代码用户可以使用 Real-T ime Workshop（需单独购买）来对 SimDriveline模型进行代码生成


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和发布。所生成的代码可以用于：

" 为用户的 SimDriveline 模型建立独立的可执行程序，并且可以把它集成到 C 程序中或者其它MATLAB和 Simulink 模型中

" 进行硬件在回路仿真，即实现 SimDriveline控制对象模型在实时处理器上的运行，并且直接与硬件实现连接

" 通过编译C代码可以提高用户的模型的仿真速度

在 Simulink中进行多领域的物理建模 SimDriveline提供了在 Simulink环境中对物理系统进行仿真的扩展能力。

标准的 Simulink 模块定义了输入输出信号之间的传递函数。对于控制系统设计和信号处理应用来说，这种方法是自然的、实际的和实用的。

对机械系统中各部件之间的相互作用进行建模就需要一个更广泛的范例。例如，在对具

有相互作用力的机械物体进行建模时，只用单向的信号流是不够的。

借助于 SimDriveline，用户可以建立一个基于标准的单向信号流的控制系统模块图，然后把此模型与物理对象相连，该物理对象采用传统的 Simulink 模块和 SimDriveline中特别提供的物理建模模块相结合的方法进行建模。

需要的产品： " MATLAB " Simulink


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/simdrive


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Virtual Reality Toolbox —为 Simulink系统提供三维动画和视景

Virtual Reality Toolbox 以动画方式显示了 Simulink模型代表的对象工作时的真实三维虚拟现实场景。动态系统通过虚拟现实工具箱将 Simulink模型随时间的变化以视景和图形化方式进行交互，对模型中对象之间的复杂作用能够有很好地理解，加快建模和模型

测试的进程。

特点 " 提供从 Simulink 到虚拟显示世界的信号连接来控制属性，如，虚拟现实对象的运动

" 提供观察和建立虚拟现实世界的工具 " 提供支持多方协作的多用户网络客户端和服务器结构 " 可生成AVI和WRL格式的视频记录文件 " 能与实时仿真交互 " 可通过MATLAB函数获取和改变虚拟现实属性 " 可与常用硬件输入设备连接，包括游戏杆，Magenllan SpaceMouse，和 Logitech

SpaceBall 5000

强大功能 ! 连接 Simulink与虚拟现实世界

Virtual Reality Toolbox可以通过一个标准的file-look-up对话框将 Simulink模型与虚拟现实世界文件连接，然后就会提供一个接口来指定控制文件中定义的图像和视角的虚拟现

实参数的特定 Simulink信号。用户可以通过这种方法控制图像的位置，旋转和大小，描述物理对象的运动和变形，也可以调整视角的位置和方向来跟踪虚拟世界中对象的运

线控快速控制原型中的力矩回馈方向盘测试台


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动。例如，可以在汽行驶通过道路的过程中控制视角跟踪汽车的图像来显示这个过程。

! 观察和建立虚拟现实世界的工具用户建立的虚拟现实对象使用标准 Virtual Reality Modeling Language（VRML）。Virtual Reality Toolbox 提供了完整工作环境，包括

- 创建虚拟世界用的 VRML Authoring Tool

- 显示虚拟世界用的 VRML Viewer

- 在Windows中观察虚拟世界用的内嵌 VRML Web 浏览器

! VRML Editor Virtual Reality Toolbox中的 V-Realm Builder 可以使用 VRML创建物理对象的视角和图像，也可以使用其它符合 VRML 97 标准的接口。这些接口可以从大多数 CAD包中输入3-D对象，为创建详细的虚拟对象提供高效的处理能力。

! VRML Viewer Virtual Reality Toolbox 包含两个用于虚拟世界显示的 VRML viewer：Virtual Reality Toolbox Viewer（默认）和用于Web浏览器的 Blaxxun Contact plug-in。前者可运行在多种硬件平台上，后者用于Windows中的Web浏览虚拟世界动画。

! 单机及协同的工作环境

Virtual Reality Toolbox可以通过运行 Simulink 单机或者通过局域网/Internet连接的网络计算机上运行 Simulink进行仿真的虚拟世界进行观察和互动。

在单机（无网络）工作环境中，模型系统和虚拟现实可视化运行在同一个计算机中。在协同工作环境中，Virtual Reality Toolbox通过使用TCP/IP的的Web浏览器访问模型系统，支持远程用户通过 Internet观察模型。

汽车内燃机动力学模型——Simulink 和 SimMechanics下建模并通过 Virtual

Reality Toolbox实现视景观察


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Vitrual Reality Toolbox - Sinks模块属性对话框

! 虚拟世界的 MATLAB接口

Virtual Reality Toolbox 提供了 MATLAB与虚拟世界之间的柔接口。该工具箱使用面向对象的函数创建和控制虚拟世界，可以从MATLAB中设置和改变 VRML对象的位置和属性，从图形用户界面（GUI）创建回调函数，在虚拟对象中绘制数据，也可以在 VRML viewer 中观察，扫描其结构，为所有可用节点及它们的域的设置新的值。

! 对 C代码的支持

Virtual Reality Toolbox动画可以由 Real-Time Workshop 生成 Simulink 模型的 C代码来驱动。这对于硬件还回路仿真尤其重要，因为它提供了动力系统模型和实时硬件的接口。

! 采样模块 - VR SINK：从 Simulink模型中发送信号到虚拟现实世界

- VR SORCE：从虚拟世界中读取数据

- JOYSRICK INPUT：异步游戏操纵杆输入设备驱动

- MAGELLAN SPACEMOUSE：处理来自Magellan SpaceMouse设备的输入

! 对游戏操纵杆和其它输入硬件的支持 Virtual Reality Toolbox包含的 Simulink 模块和 MATLAB函数通过 3-D动画控制器可以实现虚拟原型控制。包括：

- SpaceMouse设备的所有模型（串行和 USB接口）

- Space Traveler motion controller - Logitech SpaceBall 5000 - 力回馈游戏操纵杆

需要的产品使用 Virtual Reality Toolbox需要

" MATLAB


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" Simulink

相关的产品 " Aerospace Blockset " Real-Time Workshop " SimMechanics " xPC Target



详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/ virtualreality

在仿真过程中通过Web浏览器观察Simulink搭建的降落中的

飞机模型


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Gauges Blockset — 图形化仪表显示信号和控制仿真参

Gauges Blockset 使用户可以在 Simulink® 模型中添加图形化仪表，为模型提供逼真的自定义控制，实现典型环境模型的可视化。

特点： " 提供了可自定义的图形仪表模块库，用于信号显示

" 提供 Simulink模块和任何ActiveX控件的接口

" Simulink 中为实时应用实现信号可视化

" 包含航空和汽车仪表

强大功能 ! 图形仪表库

Gauges Blockset中的 Global Majic ActiveX Library 包括 40多个预先定制的模块，其中有linear and angular gauges，light-emitting diodes（LED），muneric display，percent indicator，和 strip chart 库。模块可以自定义不同的外观，包括字体，背景，标签，符号，以及指针形状，并用于 Simulink 模型中的任何地方。

Gauges Blockset的自动变速箱的图形仪表

! ActiveX 控制

Gauges Blockset的图形化仪表均基于 ActiveX控件。普通ActiveX控件模块允许用户在Simulink 模型中增添任意的ActiveX控制(该模块仅支持作为仪器仪表应用，不支持任何输入控制)，将任何在系统中已注册的 ActiveX 控件制作为指定名称的可用的 Simulink模块，该模块可以引发ActiveX控件执行一个动作。

! 支持实时应用 Gauges Blockset允许用户在 Simulink的外部模式下使用Real-Time Workshop®生成代码。外部模式可以在任何目标系统中建立 Simulink 模型和可执行代码之间的通讯链接，譬


142

如，xPC Target，Real-Time Workshop中的 RSim Target，Real－Time Windows Target。Gauges Blockset可以在目标运行过程中进行信号显示。

! 航空和汽车仪表库

Gauges Blockset包括一个可以显示汽车仪表的 angular gauge block和 Global Majic的航空仪表库演示版。航空仪表库由12个模块构成，包括 altimeter（高度计），airspeed indicator（空速表）和 compass（罗盘）。

需要的产品使用 Gauges Blockset需要

" MATLAB " Simulink

相关的产品 " Aerospace Blockset " Real-Time Workshop " Real-Time Windows Target

" Virtual Reality Toolbox " xPC Target

平台和系统要求 " Microsoft Windows 详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/ gauges

从左至右：LEDe，demo aircraft instrument，和automotive instrument 库


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Simulink Control Design — 用于在控制系统设计中进行线性分析

Simulink Control Design 提供了对非线性模型进行线性分析的能力。利用该工具可以提取近似的线性模型，用于时域响应、频域响应以及零极点等动态特性分析。它所提供的 GUI 和编程能力，降低了开发线性模型上所需的时间和复杂度。

Simulink Control Design 提供了系统化的方法来设计控制器，这种方法综合考虑了航空航天、汽车、工业设备、电子和工业过程领域问题的复杂性和动态特性。

特点 " 提供图形用户界面用来管理线性分析过程

" 支持 nonintrusive point-to-point 和 open-loop analysis

" 提供 linearization inspector，用来逐个模块地检查线性化结果

" 计算和管理工作点（平衡点）

" 支持命令行操作，用于自动线性化和批量线性化处理

强大功能 Control and Estimation Tools Manager （Simulink Control Design的 GUI）可用于管理、执行线性分析过程。

使用 Control and Estimation Tools Manager，可以：

- 确定和计算工作点

- 选择模型的输入输出节点

- 线性化模型

- 校验和分析线性化结果

! 确定和计算平衡点 Simulink Control Design 提供了以下几种方法用于确定模型的平衡点：

- 利用梯度搜索和直接搜索优化算法从用户自定义的起始点处计算稳态工作点

- 在模型仿真过程中在指定时间或事件处提取工作点

- 从MATLAB工作空间、文件或其它的线性化工程文件中输入工作点

- 指定已知的工作点

当使用单独提供的优化工具箱后，还可以用非线性最小二乘优化算法求取工作点。

! 选择模型的输入输出节点

利用 Simulink Control Design，可以通过在模块的输出端插入 I/O节点来定义需要线性化的模型的输入和输出位置。通过放置 I/O节点位置的不同，可以对整个模型、部分模型或模型中的子系统求取线性化。利用 Control and Estimation Tools Manager，可以观察和配置 I/O节点。

另外，在模型中插入 I/O节点，还可以在不修改模型（打断信号线，将系统作开环处理）


144

的基础上，对闭环系统计算其开环响应。

! 线性化模型 Simulink Control Design 允许用户对连续系统、离散系统、混合系统以及多速率系统进行线性化。可以通过下列步骤控制线性化过程：

- 选择工作点，以确定在哪些位置进行模型的线性化

- 对模块、子系统进行线性化或计算开环被控对象模型

- 指定解析法或小扰动法进行线性化

- 对那些难于线性化的模块进行各个选项的配置

- 对那些未作选项配置的模块，指定扰动阶次

- 自动辨识那些对线性化模型无影响的模块

- 指定线性化模型的状态个数

! 校验和分析线性化结果 Simulink Control Design 提供了 Summary View和 Inspector 来校验线性化结果。Summary View 显示了线性化结果中所包含的状态，并且提供超链接到那些与状态有关的模块。Inspector则可以观察和绘制每个模块线性化的结果。

! 输出和保存结果 Simulink Control Design允许将线性化模型和工作点输出和保存到MATLAB工作空间以便进行其它分析。用户可以利用线性化模型，结合控制系统工具箱及其它的控制系统设计工具进行控制器的设计。可以将控制器与原系统（未经线性化的系统）结合以检验控

制器的性能。

需要的产品使用 Simulink Control Design 需要

" MATLAB " Simulink " Control System Toolbox

相关产品 " Genetic Algorithm and Direct Search Toolbox

平台和系统要求 " Microsoft Windows " HP-UX 11 " Linux " Linux x86-64

" Solaris " Mac OS X

详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/simcontrol

Control and Estimation Tools Manager


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Simulink Response Optimization —用于优化 Simulink模型中的参数

Simulink Response Optimization 是一个在 Simulink 模型中调节设计参数的工具，它与Simulink 模型结合在一起，根据用户定义的时域内的性能指标约束，自动优化系统参数。利用该工具，可以对标量形式、矢量形式以及矩阵形式的变量进行优化，并可对任意层次的模

型进行变量约束。Simulink Response Optimization 支持连续、离散以及多速率的模型，并可以通过蒙特卡罗仿真处理模型中的不确定量。

通过Simulink Response Optimization可以处理一系列优化问题，比如调节多入多出系统参数，对非线性系统设计自适应控制器，优化模型中的物理参数以降低系统能耗、调节滤波器参数等等。Simulink Response Optimization还可以用于查表调节以及增益的调整等方面。

特点 " 提供了图形用户界面，用于优化问题的建立和管理

" 提供优化程序用于调节标量、矢量或矩阵参数

" 支持用户自定义的信号约束和期望输出用于指定系统的响应

" 支持蒙特卡罗仿真，对具有模型不确定性的问题提供了更强的鲁棒调节能力

强大功能 Simulink Response Optimization 提供了一个图形用户界面用于在 Simulink模型中调节参数。用户可以随时停止仿真以找回中间结果，调整优化问题，提高找到问题收敛解的可能性。可

以利用图形用户界面调节所有的参数并可以在仿真中断处重新开始参数调节过程。利用

GUI，可以实现

- 选择模型中的信号

- 选择和调节参数

- 选择要调节的变量

- 确定模型的不确定量

- 设置仿真和优化选项

! 选择信号可以在模型的任意信号处加入 Signal Constraint模块进行信号的选择。Signal Constraint模块可以通过图形化约束的方式描述期望的系统响应或者也可以通过确定参考信号的输出来描述优化约束。

! 调节参数

Simulink Response Optimization 通过使用大量的优化算法来调节参数，解决模型的不确定性问题。

! 选择参数 GUI 可以自动显示所有可调节的参数。这些参数可以是标量、矢量、矩阵或MATLAB、模型工作空间中定义的结构变量。

Simulink Response Optimization的 GUI


146

! 确定模型的不确定量

当模型参数有变化时，Simulink Response Optimization 可以测试设计的鲁棒性。用户可以通过蒙特卡罗仿真或fixed-grid仿真来提高包含不确定性参数的模型计算中的鲁棒性。Simulink Response Optimization 还可以在模型中设置不确定性参数的标称值及变化范围。

! 优化参数为确保算法收敛，Simulink Response Optimization 使用下述优化算法：

- Gradient descent - Simplex search - Pattern search(需单独购买 Genetic Algorithm and Direct Search Toolbox)

Simulink Response Optimization 允许使用定步长或变步长求解器以权衡优化计算中的速度和精度折衷的问题。

需要的产品使用 Simulink Response Optimization需要

" MATLAB " Simulink " Optimization Toolbox

相关产品 " Control System Toolbox " Genetic Algorithm and Direct Search Toolbox


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/simresponse


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Simulink Parameter Estimation ——使用测量数据估计模型参数

Simulink® Parameter Estimation 用于帮助用户校正系统的 Simulink 模型，使之满足实际物理系统的输出特性。使用这一工具免去了通过尝试和误差或是自行编写优化程序来调整模型参数的需要。用户可以使用时域测试数据和优化手段来估计模型参数和初始条

件，并且可以在 Simulink 中创建自适应查表函数。

用 Simulink 所建立的动态系统模型通常会包含一些无法通过直接测量得到的参数或是无法精确模型表达的部分。使用实际物理系统或是原型机得到的输入-输出测量数据Simulink Parameter Estimation能够计算出那些未知的参数并弥补 Simulink模型与实际系统的差别。

特点 " 利用瞬态时域测量数据调整模型的参数

" 自适应查表函数编辑器（Adaptive lookup table builder）使用测试数据来匹配模型的输入与输出

" 用于管理模型参数的图形用户界面工具

" 测试数据预处理工具，包括数据选择，消除漂移量，detrending，噪声滤波和缺失数据复现

" 参数估计过程动态可视化

" 用于验证参数的多组结果比较工具

" Simulink Parameter Estimation 帮助用户使用测试数据校正Simulink 模型的响应

强大功能 ! 使用 Simulink Parameter Estimation

Simulink Parameter Estimation中的Control and Estimation Tools Manager简化了用户将工作组织进工程项目进行参数估计的过程，并使多组数据操作和多重参数估计更易于开

展。项目可以包含多个涉及不同参数和数据组的参数估计任务。使用 Control and Estimation Tools Manager用户可以迅捷地在数据、参数组合和结果中查询，并将注意力集中在模型的某个特定部分或是子系统上。

! 使用测量数据 Simulink Parameter Estimation使用原型机或是实际的物理系统测量得到的输入输出数据开始参数估计和验证。数据导入和预处理工具支持多重数据组的操作。用户可以从测试


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数据导入已知的初始条件，并使用这些量设置估计过程中模型的状态变量。

! 导入测量数据 Simulink Parameter Estimation支持多种类型数据文件的导入，包括 MATLAB基本类型， Microsoft Excel，ASCII 和 CSV文件格式以及预定义状态数据。用户可在模型结构的任何层次将输入输出数据与测试数据关联起来。

! 测量数据预处理测量数据常常会包括漂移，不合理值，周期性缺失数据以及其它不规则量。Simulink Parameter Estimation 支持对测量数据进行预处理以消除这些误差量。预处理通过以下方式进行：

- 消除数据中的漂移和偏差

- 用滤波消除数据中的噪声和带限干扰

- 用插值方法填补缺失的数据

- 排除法（Excluding）消除数据组中有问题的数据片断

! 以测量数据微调模型 Control and Estimation Tools Manager 支持用户比较各个估计值并在同一个图形用户界面下回顾多个参数估计的结果。

! 模型变量的定义

Simulink Parameter Estimation可自动使用大量模型参数和状态变量检测模型。用户可为每一次估计任务选择不同的参数和变量，这样就可以对模型的特定部分进行专门研究。

用户也可以使用某次估计的结果来重新设定全局参数，并使用这些值作为后续估计的起点。

! 参数估计

对每一次参数估计任务，Simulink Parameter Estimation 都允许用户选择特定的数据组来估计特定的模型参数组合和状态变量。用户可以使用前次计算所得的参数值作为初始值

在后续的估计中微调参数，或是设置估计参数的范围。

配置工具中用户可以指定优化方法和选项，例如迭代次数设定。对高度非线性模型的优

化方法包括非线性最小二乘法和直接搜索例程。可配置的估计过程视图使用户可以操作

步长值和其它选项，使用户随时计算的收敛性。

! 估计参数的比较和验证

Simulink Parameter Estimation 可以生成估计结果的对照图形曲线以帮助用户确认哪些参数最恰当的描述了模型的行为。绘图曲线中还包括参数敏感度视图，是测量值与仿真

模型输出的比较以及残差。大量图形曲线使用户可以比较不同输入-输出数据组产生的估计结果。

验证还涉及模型输出与一个独立测试数据组的比较，以确定模型校正是否准确描述了系

统的动态行为。Simulink Parameter Estimation 还支持用户进行多个模型的输出和验证数据组的比较以选择最优估计和参数组。

! 使用自适应查表（Adaptive Lookup Table）表述系统 Adaptive Lookup Table 在一个多维数据阵列中将多个输入量与一个输出量相匹配，以次来表达一个物理系统的动态特性。与静态查表不同，它们可以随着时间的推移而更新以

跟踪系统由于磨损，环境条件和制造公差等产生的系统时变特性。


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Simulink Parameter Estimation 中的Adaptive Lookup Table模块使用户可以使用 Simulink来从输入-输出数据估计出多维增益查表。用户可以把 Adaptive lookup模块连接到数据组或是来自物理系统的动态数据。当新的数据进入 Simulink 模块时，Recursive算法将动态的对查表内容进行再计算，达到让查表不停从数据组或实际系统中进行学习的效果。

! 自适应查表（Adaptive Lookup Tables）的应用实现用户可以使用 Simulink模块实现自适应查表。通过对 Simulink模型进行编译，并使用合适的目标平台，例如 xPC Target，用户可将自己的自适应查表自适应查表直接与真实系统相衔接。

需要的产品使用 Simulink Parameter Estimation 需要

" MATLAB

" Simulink " Optimization Toolbox

相关产品 " Neural Network Toolbox " Simulink Control Design " Simulink Response Optimization " System Identification Toolbox


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/simparameter


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Aerospace Blockset 在 Simulink中进行航空/航天器的建模、集成与仿真

Aerospace Blockset 建立在 Simulink®基础之上，提供了一系列用于航空器，航天器，导弹和推进运载系统及其子系统建模、集成和仿真的模块。所提供的预定义模块取自于经典的技术文献，分别实现了环境模型，运动方程，调参控制器，单位转换以及其它构

建于 Simulink®基础之上的关键功能，可以实现飞机、空间飞行器、卫星、导弹制导武器以及无人驾驶飞机的系统建模与仿真。所有的Aerospace Blockset 中的模块都开放其源代码——C语言源代码。图形化的工具具有在多种不同数学模型之间进行切换的能力，使用户可以快速的尝试多种配置和在线改变参数设置。

进行航空器性能分析及行业研究的系统设计师可以利用 Aerospace Blockset了解在各种环境-人力条件下系统的行为和参数约束。部件工程师可以使用预定义的推进装置，GNC，作动器和其它机载系统的系统动态模型模块在同一环境中综合进行各个部分试验。

特点 " 提供航空航天飞行器推进系统、控制系统、动力学及作动器模块

" 提供六自由度和三自由度动力学模型库，可以进行固定质量或者变质量系统模型建模与仿真

" 提供重力场、磁场、大气和风的标准环境模型

" 利用各种转换模块方便实现坐标转换

" 能够完成各物理量的单位制转换

" 提供动画模块，直观的三维动画仿真结果显示

"

强大功能 Aerospace Blockset提供了建立整个飞行器仿真所需的各种飞行器元器件模型模块。


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制导，导航和控制 (GNC) 模块库

包括多种用于研究用户设计实现构架效果的控制器形式。具体含有预定义的，用于一维、二维和三维参数可调的状态空间表示的控制器模块，线性插值，观测器及带有参数可调

的超前之后缓解，以及一维、二维和三维矩阵插值。

推进器（Propulsion）模块库

提供了涡扇发动机系统模块，采样一阶形式的发动机及控制器模型。它可以计算在一定

油门位置，马赫数和高度条件下的发动机推力和油耗。

作动器（Actuator）模块库

提供了仿真二阶线性和非线性作动器的元器件模型模块。

特性质量（Mass Properties）模块库

提供相对于质心随外力变幻的转动惯量、惯性积的估计以及力矩的计算模块。

飞行动力学建模和可视化 Aerospace Blockset提供了飞行动力学建模和可视化的模块。这些模块可以让用户迅速的构建起动态系统模型，开展仿真，从而了解系统在各种不同条件下的行为。

运动方程模型（Equations of Motion）库

提供了定质量/可变质量刚体的三自由度，六自由度运动学方程模块

飞行参数（Flight Parameter）模块库

提供了用于计算飞行参数各种模块，包括迎角、侧滑角、空速、马赫数、动压、等效空速和修正空速计算

空气动力（Aerodynamics）模块库

包括计算空气动力和力矩模块，使用飞行参数模块中的设定值。

句柄图形（Handle Graphics® ）模块

可以动画形式显示三自由度和六自由度体的空间运动。

集成环境因素 Aerospace Blockset 提供了飞行环境因素模块，可结合进航空器仿真。大气，重力，磁场和风的环境标准也包含在各自的库里面。

大气（Atmosphere）模块库

包括 1976 (COESA)和国际标准大气模型 (ISA)，以及非标准的 MIL-HDBK-310 和 MIL-STD-210C规范定义的大气模型。这些模块实现了美军标中的大气数据，包括随绝对高度变化的绝对温度，压力，密度和音速等。

重力（Gravity）模块库

包括 1984 年全球测地系统重力模型（WGS1984）和WMM2000 地球磁场-重力场模型（给出特定时间和地点的磁场和重力场），同时还实现了NIMA的WMM 2000，可计算地磁场向量、水平磁密度、磁偏角、磁场弯曲和指定位置和时间处的总磁密度。

风（Wind）模块库

提供了符合MIL-F-8785C和MIL-HDBK-1797标准的风模型，计算风切变，并可产生离散阵风，Dryden和 Von Kármán紊流，以及用于仿真 background wind的水平风模型模块。这些模块提供了美军标中规定的角速率符号(q， r)的各种组合。


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模型微调 Aerospace Blockset中的仿真工具帮助用户维护系统单位制的一致性，并通过单位转换，坐标变换和一些数学操作产生所需输出的准确形式。

单位转换（Unit Conversions）模块库

包含用于典型物理量公-英制单位转换的模块，例如加速度，密度以及温度。

坐标变换（Axes Transformations）模块库

包含在欧拉角和四元素法方法间进行转换和用于创建方向余弦矩阵的模块。方向余弦矩阵，又称为旋转矩阵，用于机体坐标系和惯性坐标系之间的转换。

数学操作（Math Operation）库

提供了用于计算交叉积，3x3矩阵创建，求逆，矩阵秩和伴随矩阵的求解。

需要的产品使用Aerospace Blockset 需要

" MATLAB® " Simulink " Control System Toolbox

相关产品 " Real-Time Workshop® " Simulink Accelerator " Simulink Verification and Validation " Stateflow® " Visual Reality Toolbox


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/aeroblks


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Signal Processing Blockset — 信号处理系统和设备的设计与仿真工具

Signal Processing Blockset提供了基于帧处理的模块，这些模块允许用户对流数据和多速率信号处理系统进行设计、建模和验证。该模块库广泛应用于通信、音频/视频，数字控制，雷达/声纳，消费和医疗电子等领域。

Signal Processing Blockset提供了一系列信号处理技术模块，包括：变换，缓存，数字滤波，谱估计和线性代数，允许用户在不进行底层编程的情况下设计和仿真实时系统。模块库中同样包括了信号源和交互式示波器，谱分析仪，以及其它用于可视化信号和验证

仿真结果的工具。

通过使用 Reak-Time Workshop，用户可以将 Signal Processing Blockset搭建的模型转变成为ANSI-C代码。另外，该模块库中的多数模块支持定点数据的仿真。

特点 " 支持基于帧和基于采样的多通道、多速率系统仿

真；

" 支持浮点和定点数据类型的仿真；

" 转换模块（FFT和DCT）、谱估计模块和窗函数模

块；

" 用于设计与实现数字滤波器的模块；

" 自适应滤波器模块（RLS、LMS、 Kalman）和多速率滤波器模块（FIR抽取/内插和离散小波变换）；

" 估计线性预测参数的模块和表示形式转换的模块；

" 数学计算模块，包括：矩阵、线性代数，卷积和多项式函数；

" 统计处理模块；

" 导入和导出 MATLAB 工作空间的信源和信宿模块；

" 支持的定点处理：溢出保护、求最大值/最小值和自动定标；

" 利用优化的模块自动生成 ANSI / ISO C 代码，用于嵌入式代码生成和加速复杂仿真；

"

强大功能

不同谱分析算法模块的比较

基于帧的处理加速了仿真速度


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Signal Processing Blockset是功能完整的模块集合，应用于实时数字信号处理系统仿真，这些系统仿真包括：

! 基于帧的流数据处理

Signal Processing Blockset支持基于帧的仿真，这样对实时数字信号处理系统的仿真就更加准确而且提高了模型的运行速度(帧信号被连续采样形成单一向量)。不同的信号帧可以具有不同的采样速率，集中体现了信号处理算法的速度优势。

! 多通道和多速率信号

利用MATLAB的矩阵运算能力和基于帧的处理能力，Signal Processing Blockset可以处理实时的多通道数据。所有模块都可以自动检测出输入的矩阵信号的维数并且传递下去。在一个仿真步中完成对矩阵所有通道信号的处理。

Signal Processing Blockset支持多速率处理，并且不需要设置多速率模块的采样时间。在一个系统中，可以使用多个独立的继承时钟。改变数据速率的模块，比如：调制、抽取

和缓存等可以共存在一个系统中。采样时间和帧的尺寸可以自动传递下去。

! 数据类型所有 Signal Processing Blockset的模块都支持单精度或双精度的浮点数据，另外，很多Signal Processing Blockset的模块支持定点数、整数或者布尔数据类型。并且每个模块都可以将实数或者复数作为模块的输入。

! 扩展的定点处理能力支持定点处理的 Signal Processing Blockset模块为用户提供了对话框，用于设置各项定点属性，方便了浮点模型向定点模型的转换。扩展

的定点支持包括：信号和参数的字长（仿真：

1～128bits；代码生成：1～32bits）；任意二进制点位置；定点实数值和定点复数值；定点有

符号数值和定点无符号数值；溢出的卷绕和饱

和处理算法；舍入和截断；

! 设计和修改滤波器

用户可以使用 Signal Processing Blockset设计数字滤波器。集成在 Signal Processing Blockset中的滤波器设计与分析工具允许用户设计、分析和修改数字滤波器系数。Signal Processing Blockset接受Signal Processing Toolbox和Filter Design Toolbox中产生的滤波器参数，用户可以利用这些参数和Signal Processing Blockset滤波器生成向导，用于自定制滤波器。

! 产生和优化 C代码利用 Real-Time Workshop 和 Real-Time Workshop Embedded Coder，可以将 Signal Processing Blockset搭建的系统模型自动地转变成可移植 ANSI / ISO C代码。

! 确认和验证模型

使用 Signal Processing Blockset可以建立 bit-accurate指标来验证模型的参数，模型原型和最终产品。

需要的产品使用 Signal Processing Blockset需要

定点设置 GUI帮助用户把模型从

浮点转换为定点


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" MATLAB " Simulink " Signal Processing Toolbox

相关的产品 " Communications Blockset " Embedded Target for TI C6000 DSPs " Filter Design Toolbox " Real-Time Workshop " Simulink Fixed Point


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/sigblockset


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Communications Blockset 通信系统及其部件的物理层模型设计、仿真工具

Communications Blockset提供了面向通信专业的丰富的模块库，扩展了 Simulink 的功能。可用于通信系统及其部件的物理层设计并仿真。

和一般的编程语言不同，Communications Blockset和 Simulink能够直观地体现并实时通信系统中不同算法之间实时、并行的交互关系。

Communications Blockset可用于设计民用/军用方面的无线或有线通信系统，包括移动手机、基站、网络电话以及卫星系统。同时，工程师还能够利用这些模块来设计产品中的

半导体模型。其它的一些应用，包括设计大规模存储设备的可读磁道，如磁带驱动、磁

盘驱动或者 DVD。

特点： " 分级的，基于模块的复杂模型设计

" 大量用于通信系统物理层设计和仿真的模块，包含信源码，分组码，卷积码，交织，滤波器以及调制器的模块。

" 信号源，比如随机整数和二进制数生成器、PN、gold码序列以及各种接收器，比如误码率计算、眼图、信号星云图绘制等。

" 信道模型，包括 AWGN、Rayleigh、Rician 信道，以及 RF衰减，包括非线性的、相位噪声、热噪声以及相位和频率偏移。

" 结合 Communications Toolbox 进行通信系统的后仿真分析。

" "

"

眼图、散射图(scatter plot)、以及通信特定显示模块能够便于观察分析系统模型中任何节点任何时刻的信号特性


157

Communications Blockset包括 13 个子库，每个字库都提供针对通信系统

设计不同应用的对应模块

物理层模块：同时，Communications Blockset和 Simulink提供信号和模块来对通信系统的采样数据和物理层器件建模。每个模块都是一个器件的模型。

使用 Communications Blockset，工程师可以把采样数据序列组成帧。帧的引入，简化了对包

含不同输入输出采样率的系统设计工作。可以

通过选择帧的大小来指定信号帧速率。于是，帧的大小以及速率自然地和设计的硬件相互

匹配。

Communications Blockset提供大量的典型的模块，比如随机数据源、发射机、信道模型、接

收机以及 BER测试仪。包含：

数据源和序列生成器

信源和信道编码，包括分组码和卷积码

交织、模拟和数字调制以及脉冲成型

信道模型和 RF衰减

接收机算法，诸如同步MLSE和自适应均衡。

专用的可视模块 Communications Blockset与MATLAB、Communications Toolbox中的BERTool GUI集成，用于比较各种已有分析结果与用户自定义的系统之间误码率。

需要的产品使用 Communications Blockset需要

MATLAB Simulink Communications Toolbox Signal Processing Toolbox Signal Processing Blockset

相关产品 Filter Design Toolbox

Fixed-Point Toolbox RF Blockset RF Toolbox Simulink Fixed Point 更多的产品信息以及相关产品请参考 www.mathworks.com/products/commblockset


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CDMA Reference Blockset 用来设计和仿真 IS-95A标准的专业模块库

CDMA Reference Blockset专门针对 CDMA IS-95A标准的无线通信系统的创建和仿真提供了大量的 Simulink模块。无线通信系统的开发者和研究者借此可以创建完整的端到端（发送到接收）CDMA无线通信系统的模型。对于已经建好且通过验证的模块用户无需自己编写 IS-95A标准。CDMA Reference Blockset完整集成在 Simulink中，使用户可以通过添加 IP模块来区分自己的产品。

简介在已公开的标准基础上开发无线通信系统是一件繁琐耗时的工作。而且无线技术非常复杂并且参数细微的改动对其影响都很大。更重要的是，很少有通信工程师能够完全掌握

端到端系统的所有细节。

CDMA Reference Blockset可以帮助系统工程师设计、仿真、集成 IS-95A无线通信主要构成部件——包括基站和终端。该模块库允许通信设计工程师在已预定义好并参数化的

算法基础上快速有效的进行开发工作。

使用该模块库中的高级模块，能够快速建造 IS-95A 参考设计模型。还能够将模型划分为并行处理的设计并测试特殊的部件。因为可以在 Simulink 环境下完成设计工作，因此能够很容易的研发新的设计概念并反复使用 IP模块库。

特点： " 在 Simulink 的系统级设计环境下设计和仿真基于 IS-95A的无线通信系统

" 使用大量的已建好的模块创建符合标准的模型，包括

" 调制/解调模块

" 帧处理模块

" 信道编码/解码模块

CDMA Reference Blockset模块库

IS-95A反向通信信道编解码器，主要涉及 CRC和卷积编码


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" 仿真模型和示例

" 使用 Simulink和其它模块库快速创建和测试个人的设计

模块列表 IS-95A基站发射机

IS-95A Fwd Ch Convolutional Encoder IS-95A Fwd Ch Scrambler

IS-95A Fwd Ch Repeater/Derepeater IS-95A Fwd Ch Interleaver/Deinterleaver IS-95A Fwd Ch Base Station Transmitte Interface

IS-95A移动站接受机

IS-95A Fwd Ch Detector IS-95A Fwd Ch Rake Finger

IS-95A Fwd Ch Rake Demodulator IS-95A Fwd Ch Descrambler IS-95A Fwd Ch Power Bit Extractor IS-95A Fwd Ch Viterbi Decoder

IS-95A移动站发射机

IS-95A Rev Ch Convolutional Encoder

IS-95A Rev Ch Repeater/Derepeater IS-95A Rev Ch Interleaver/Deinterleaver IS-95A Rev Ch Walsh Modulation and Spreading IS-95A Rev Ch Walsh Modulator IS-95A Rev Ch Burst Randomizer

IS-95A基站接收机

IS-95A Rev Ch Detector IS-95A Rev Ch Rake Finger IS-95A Rev Ch Short Code Despreader IS-95A Rev Ch Walsh Correlator IS-95A Rev Ch Demodulator IS-95A Rev Ch Viterbi Decoder

IS-95A通用

IS-95A Walsh Code Generator IS-95A Long Code Generator IS-95A Short Code Generator IS-95A CRC Generator IS-95A Syndrome Detector IS-95A Frame Quality Detector


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! 同 MathWorks通信设计套件兼容

CDMA Reference Blockset同MathWorks通信设计套件完全兼容。通信设计套件是一完整的产品链，便于工程师在 Simulink 环境基础上进行通信系统的设计。通信设计套件提供端到端通信系统的物理链路层仿真能力，也可以对模拟/混合信号、数字、事件驱动部件进行行为级建模和高级设计。

需要的产品使用 CDMA Reference Blockset需要

" MATLAB " Simulink " Signal Processing Toolbox " Communications Toolbox " Signal Processing Blockset " Communications Blockset


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/cdma


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RF Blockset 对无线系统中的 RF 系统的行为进行设计与仿真

RF Blockset提供的模块库扩展了 Simulink的功能，可以对 RF滤波器、传输线、放大器及混频器等元件的行为进行建模。用户可以在 Simulink中对模型进行验证，然后将模型作为 RF电路设计的可执行规范使用。RF Blockset 可以帮助实现商业用途和国防用途的无线系统及其半导体部件。使用此模块库时，通过定义网络参数、数学行为和物理属

性等定义元件。RF Blockset 可以借助 RF Toolbox 在MATLAB工作区处理网络参数或者从工业标准文件读取数据。在仿真的过程中，所有的模块均采用时域的、基于复数运

算的基带表示以提高仿真速度并且与其它 Simulink模块兼容。

特点 " 定义和仿真 RF元件的行为，包括滤波器、传输线、放大器、混频器等

" 基于网络参数、数学行为和物理参数等元件进行定义

" 采用元件级联的方式描述 RF的体系结构

" 与 RF Toolbox集成，管理文件的输入和将网络参数（频域）转换到时域

" 包括各种绘图以及 Smith图，显示网络参数

RF Blockset与RF Toolbox及 Communications Blockset 一起使用仿真RF缺陷和结构形式对系统性能的影响。

强大功能 ! RF 元件定义

RF Blockset采用网络参数(S， Y， Z， ABCD， h，和 T format)数字行为和物理属


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性来定义 RF 放大器，滤波器，混频器以及传输线等。可以在 MATLAB 中生成网络参数或者从外部数据文件读取网络参数。通过 RF Blockset支持对工业标准数据格式文件的访问，比如 SnP， YnP， ZnP以及 HnP。AMP格式指定了网络参数和非线性信息。

! 元件级联用户可以通过指定物理特性和数学行为定义模块并采用模块级联的方式建立接收机和

发射机模型。建模的时候通过 RF连接线将物理模块级联到一起，通过 Simulink信号形式将数学模块连接起来。Input/Output Port 模块作为模型种物理部分与数学部分连接的桥梁。此模块库也能够从级联的元件中计算得出噪声系数（Noise Figure）和三阶截距（IP3）。

! RF缺陷的降低

RF Blockset可以同 RF Toolbox和 Communications Blockset一同使用，仿真 RF缺陷和结构形式对系统性能的影响。

用户可以开发算法来降低缺陷，并作为系统仿真的一个部分。

! 专用的绘图和图表对于模型中的模块，用户可以通过每个物理模块的模块参数对话框直接绘制观察网络参

数。

RF Blockset 包含如下的绘图和图表类型：直角坐标图、极坐标图、Smith 图、复合图。

需要的产品使用 RF Blockset需要

" MATLAB " Simulink " RF Toolbox " Signal Processing Blockset " Signal Processing Toolbox

相关产品 " Communications Blockset " Communications Toolbox " Filter Design Toolbox


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/rfblockset


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Video and Image Processing Blockset —— 视频与图像处理系统设计仿真工具

Video and Image Processing Blockset扩展了 Simulink——功能丰富的客户自定义基于帧信号的动态仿真系统的功能，能够完成视频与图像处理系统算法的设计、仿真与实现。该工具中包含了基本的图像处理算法以及高级应用功能以完成嵌入式图像处理系统的

开发，该工具可以被广泛地用于航空航天与国防、脐橙、通讯、消费类电子产品、教育、

医药卫生等研发单位。

Video and Image Processing Blockset提供了 2-D滤波器设计、几何变换、信号变换、数学形态学处理以及视频与图像数据输入输出的能力。利用这些模块，不仅可以设计浮点

图像处理系统，还支持定点系统的开发，并且可以生成相应的C代码。统计与分析功能可以帮助实现图像分析，调试用户的模型，用于显示视频或图像数据的模块，可以显示

图像处理的结果，用于验证仿真算法。

特点 " 建立实时视频和图像处理系统模型，支持浮点、整数或者定点算法；

" 支持导入多媒体文件并在仿真过程中动态显示视频流的状态；

" 创建并仿真发布 2-D滤波器、2-D变换以及几何变换算法；

" 提供标准的彩色视频和图像转换技术，例如色彩空间和色彩浓度重采样；

" 提供图像分析与增强算法，例如边缘监测、阈值处理、数学形态学、统计和复合处理等；

" 利用 Real-Time Workshop 自动生成标准ANSI/ISO C代码；

强大功能 ! 视频与图像系统建模与仿真

Video and Image Processing Blockset扩展了 Simulink动态系统建模与仿真环境，通过一组特殊应用的模块用来建立图像处理系统的模型。Simulink环境本身提供了层次化建模、数据挂尼、自定义子系统，可以非常方便的建立精确、简洁可重用的复杂动态系统模型。

Video and Image Processing Blockset中包含的所有模块支持浮点双精度或者单精度数据类型，大多数的模块也支持证书或者定点数据类型(对定点数据的支持需要 Simulink Fixed Point)，所有模块在处理不同数据类型时，都使用统一的处理手段，如果输入数据类型为双精度的浮点数，则模块按照浮点模式进行处理，如果输入的数据为定点数据类

型，则模块按照定点模式进行处理。

结合 Video and Image Processing Blockset，用户可以快速的建立嵌入式视频、视觉和图像处理系统的模型，利用该可执行规范，考查验证算法，同时便于在不同的工程师和设

计团队之间共享开发成果。

! 多媒体数据 IO


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Video and Image Processing Blockset支持多种多媒体格式文件，例如AVI、MPEG、WMA以及各种被Windows Media支持的多媒体文件，Video Viewer和 Display 模块可以在仿真过程中动态显示视频数据流，这种能力便于工程师察看系统仿真和处理的结果。

使用 Video and Image Processing Blockset可以完成：

- 发送现场视频数据到输出设备，例如监视器等；

- 在 PC系统上观察视频信号

- 将输入数据写入MATLAB工作空间

- 显示 RGB或者灰度图像

- 将视频帧信号写入多媒体文件

部分模块还允许将文本或者图形插入到视频数据流中，用于覆盖或者标注特殊的信息。

! 滤波、变换与几何算法

Video and Image Processing Blockset提供了用于 2-D滤波器设计、2-D信号变换以及几何变换等图像处理算法模块。使用 2-D滤波器设计模块，可以实现图像数据的锐化、平滑以及去噪等工作，而 2-D信号变换可以实现视频信号的频域分析等工作。例如，MPEG使用了 DCT处理方法完成视频像素信息的压缩工作。


- 实现 2-D FIR滤波器

- 进行 2-D FFT变换

- 实现图像数据的旋转、尺寸修改、拉伸等几何变换

! 色彩操作所谓色彩操作，例如进行色彩空间的变换，可以用于实现对彩色视频或图像数据的处理

并且在不同的视频、图像格式之间进行变换。


- 在不同的色彩空间之间进行变换，例如 RGB与 YCbCr

- 从图像数据中去除 γ偏差

- 将灰度图像转变为二进制图像

- 进行灰度图像的直方图统计

! 视频和图像分析

图像分析的主要目的是从原始的图像中获取必要的信息，例如通过增强信噪比修正图像获取图像的特征。


- 位置运动检测

- 模式匹配

- 目标跟踪

- 目标识别

- 图像前景与背景分离

- 图像对象边缘识别


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! 生成优化的 C代码

利用 Real-Time Workshop和 Real-Time Workshop Embedded Coder 可以将利用 Video and Image Processing Blockset等模块开发的模型转变为标准的ANSI/ISO C代码，用户可以将生成的C代码发布到不同的嵌入式系统中，例如 DSP 或者 GPP中。

需要的产品：使用 Video and Image Processing Blockset需要。

" MATLAB " Simulink " Image Processing Toolbox " Signal Processing Toolbox " Signal Processing Blockset

相关的产品 " Embedded Target for TI C6000 DSP " Image Acquisition Toolbox " Real-Time Workshop " Simulink Accelerator " Simulink Fixed Point



详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/ viprocessing


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Real-Time Workshop® —从 Simulink模型生成优化的、可移植的、可定制的代码

Real-Time Workshop（RTW）从 Simulink 模型生成优化的、可移植的、可定制的ANSI C 代码。利用它可以针对某种目标机来创建整个系统或是部分子系统的可下载执行的 C代码，以开展快速原型或硬件在回路仿真。RTW 支持离散时间系统，连续时间系统和

混合系统的代码生成。Stateflow Coder 用来生成 Stateflow 所建立的有限状态机模型的代码。生成代码的典型应用包括训练模拟器，实时模型验证和原型测试。

建立在 Simulink 和 RTW 基础之上的，基于模型的设计流程，支持工程开发过程从算法设计到最终实现的所有开发阶段。

特点： " 对于离散，连续或混合模型生成服从ANSI/标准的 C代码

" 增量式代码生成满足大规模模型开发的要求

" 支持数据字典描述整型，浮点和定点数据类型

" 支持单速率、多速率和异步模型

" 支持单任务和多任务操作系统，以及“bareboard”（裸机，无操作系统）运行环境

" 支持代码优化提高执行速度

" 支持定制生成代码和集成已有 C代码

" 在线调整和监视所生成的代码（可不在 Simulink 环境中）

强大功能： ! 使用 RTW

RTW是 Simulink开发环境的组成部分。通过Model Explorer图形界面交互式配置 RTW属性。

Model Advisor 工具检查用户的模型配置以及基于所规定的目标或类型优化代码生成属性配置集。

! 可定制的代码生成过程

Target Language Compiler（TLC 目标语言编译器）允许定制由 RTW生成的代码。TLC 文件是直接控制 Real-Time Workshop 代码生成方式的 ASCII 码文件。通过编辑 TLC 文件，可以改变某个模块的代码生成方式，也可用于将手写代码合并到模型代码中。TLC 具有如下特性：

- 每个 Simulink 和可选模块集（如 Signal Processing Blockset 和 Simulink Fixed-Point）中的模块都有一组对应的 TLC 文件

- TLC 文件中说明了头文件和参数信息

- 通过系统目标 TLC 文件选择目标环境

- 支持对TLC文件的调试

! 选择目标


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目前 RTW支持的内置系统目标有：

! Generic Real-Time Target 生成的代码可以在线调整模型参数，记录和显示实时仿真结果。为了高效地实时运行数据内存静态分配

! Real-Time Malloc 它与 Generic Real-Time Target 相似。主要差别在生成的代码使用动态内存分配。使用这种代码格式，在一个可执行程序中可以包含同一模型的多个实例或是多个模型的代码。

! S-Function Target S-Function Target 可把 Simulink 框图模型或是子系统转变成为 Simulink S-function（系统函数）。使用 S-Function Target 可以把模型变成为模块，并在更大的系统中复用。这样做能够提高仿真运算的速度和代码复用性，并可在保证隐蔽源模型细节的前提下共享

模型。模型中可以使用多个相同 S-function的实例，每个实例采用各自独立的数据结构。

! Rapid Simulation Target Rapid Simulation Target （RSIM）在主机上以非实时方式运行模型代码。RSIM 使用 RTW生成模型的快速运算仿真程序。RSIM支持从MATLAB标准MAT文件中批量加载和调整输入信号数据，无需重新编译模型。程序可以使用定步长或是变步长算法，在本机或其它计算机上进行独立仿真运算。

! Tornado RTW 还提供了一系列 run-time interface文件，以在 VxWorks上，Wind River System公司所开发的实时操作系统（RTOS）上，运行模型程序。Tornado Target 支持单任务／多任务模式和离散时间／连续时间混合系统模型。在向其它目标实时操作系统环境移植

时，Tornado run-time interface和设备驱动文件可以作为新工作的起点。run-time interface还提供了通过Tornado 开发环境使用 RTW调试功能的能力。

所有目标均支持单任务、多任务机制以及混合，连续和离散系统。由于目标模版定制了所生成的代码的目标环境，基于目标模版可以开发自定义的目标，扩充 RTW 所支持的目标。

RTW支持嵌入式M函数，非虚 Bus模块，模型引用等 Simulink特性

! Simulink模型的代码生成


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RTW生成的代码支持几乎全部 Simulink特点和组件：

- 支持模型引用，实现增量代码生成。

- 在 Simulink和 Stateflow中支持内嵌 MATLAB函数模块。

- 支持总线对象，允许在代码中生成结构体。

- 支持原子子系统，实现代码复用。

- 支持 Simulink S函数，实现集成已有代码。

- 支持定点数据

- 各种专业领域的 Blocksets，例如：Singal Processing Blocksets，Aerospace blocksets， SimMechanics blocksets， SimPowerSystems

! 大规模模型的代码生成 RTW 支持增量代码生成功能，允许用户对特定的模块生成代码而无需生成整个模型的

代码。这种方法可以流水线式地处理非常大的系统模型，减少了代码生成时间和代码编译时间。

! 定义和控制数据 RTW可以控制模型数据在生成代码中的形式，从而实现数据的管理：

- 用内置的数据类型声明数据类型（整型，浮点，定点）。

- 定制存储类型用于调整，校对参数和常数。

- 定制存储类型用于监视和记录信号数据。

- 存储空间复用，实现本地数据占用空间最小化。

由于 RTW 通过保存在模型和数据字典中的数据生成代码。只要通过结合不同的数据字典集就可以轻松的实现单个模型针对多个目标的代码生成。

! 在实时环境中执行代码 RTW 提供了完整的框架来实现自动生成的代码在实时环境中运行。基于在模型中定义

的周期采样率自动生成单速率或多速率代码。生成的代码可以是单任务、多任务甚至是异步模式。

! 单任务模式在单任务模式下，用简单的调度程序激活模型的执行，避免了设置抢占优先级。

! 多任务模式

在多任务模式下，用调度程序在不同时期激活不同速率的代码。在裸机环境下，可以通过嵌套中断的方式实现代码的抢占机制；在实时系统中，可以使用任务优先级或任务抢

占机制实现多速率调度。

! 异步模式在异步模式下，没有周期信号，模型是异步触发执行的。模型仿真时速率的制定通过异

步模块实现。在代码生成时基于所运行的实时环境转换这些速率为特定的目标代码。在

代码生成时可以指定事件通过硬件中断实现，也可以定义触发子系统为一个独立的任

务。异步模块提供了对 VxWork 实时操作系统的支持。基于这些模块，用户可以开发出其它实时环境的异步模块库。

! 优化代码 RTW为用户提供了可配置的代码优化方案来提高代码的效率。具体如下：


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- 代码重用

- 表达式折叠

- 信号存储空间复用

- 死路径排除

- 参数内嵌

- 单精度数学库（ISO-C， GNU-C）

RTW把模型中的矢量操作合并成循环运算，代码效率及可读性大大增强

! 定制 RTW RTW生成的代码与现有的 C，FORTRAN，Ada，和 C++代码的可以无缝融合。RTW中的定制工具包括：

- TLC(Target Language compiler)，

- Custom Code 模块

- Template Makefile文件

- Build Process API

- S-Fucntion Builder 模块

! 监视和调整代码 RTW通过如下数据接口监视和调整模块信号和参数：

- Simulink External Model——允许从目标板动态下载参数值和上载信号值。

- A target-based C API ——允许用户在 MATLAB和 Simulink 环境之外访问模块输出和参数。

- A host-based ASAP2 data exchange file 允许用户使用 ASAP2 标准数据描述在MATLAB和 Simulink 环境之外进行测量、校对模型数据以及诊断系统。

需要的产品：使用 Real-Time Workshop 需要

" MATLAB

" Simulink " 第三方标准 C编译器


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相关产品： " Real-Time Workshop Embedded Coder " Singlal Processing Blockset " Stateflow " Stateflow Coder " xPC Target



详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/rtw


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Real-Time Workshop Embedded Coder — 嵌入式系统产品级代码生成工具

Real-Time Workshop Embedded Coder 允许用户生成、测试和配置产品级的 C 代码。Real-Time Workshop Embedded Coder 针对产品级代码生成提供了一个框架，提高了代码效率，优化了内存使用，同时保持代码的形式简洁。此工具扩展了 Real-Time Workshop的功能，增加了针对配置复杂的嵌入式系统至关重要的软件工程方面的内容。使用Embedded Coder用户可以轻松定制，测试以及修改代码，而这些工作都可以在 Simulink环境下完成。

特点： " 从 Simulink和 Stateflow模型生成兼容ANSI/ISO标准的 C语言。生成的代码在内存使用、执行速度和可读性上可以与手写代码相媲美

" 代码优化属性配置 " 支持 Simulink数据对象和数据字典，包括用户自定义存储类，数据类型，和数据别名。 " 提供了直观的图形界面用于数据类型定制 " 多速率模型代码简明、高效 " 支持模型属性打包（module packaging）。 " 提供丰富的注释功能实现从代码到模型再到需求的跟踪。 " 自动导入代码到 Simulink 模型中进行软件在回路测试。 " 生成集成在Model Explorer中的代码文档。文档中的超链接实现代码与模型的关联。 " 生成用户可定义的主程序。

丰富的注释功能实现从代码到模型再到需求的跟踪

强大功能： ! 用 Real-Time Workshop Embedded Coder工作

Embedded Coder 支持把 Simulink和 Stateflow搭建的模型（连续系统，离散系统，基于


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事件的系统）转换成直观的 C代码。用户可以通过 Model Explorer交互式设置代码生成属性。通过Model Explorer，可以:

- 为 Simulink 模型或子系统生成代码

- 选择 RTW嵌入式目标

- 配置代码生成的目标

- 管理若干配置集 Model Advisor工具检查模型配置以及基于所规定的目标或类型配置代码生成属性。

! 管理定制数据

Embedded Coder支持如下方法定制数据类型: # Simulink Data Objects——提供预定义存储类，包括常数，变量，导出式全局变量，导入式全局变量，宏定义，结构体，位域（按位打包的结构体），获得或设置方法。

# Module Packaging Data Objects——大众产品里有代表性的高级对象类属性配置集。

# User Data Types——创建复杂数据类型。这些数据对象精确控制所生成的代码中模型数据

的实现形式。

如下工具将协助设计和使用数据字典： # Custom Storage Class Designer——图形化的设置存贮类型。

# Simulink Data Object Wizard— —分析Simulink和 Stateflow模型自动在工作空间创建适当的数据对象。

另外，Embedded Coder可以根据ASAP2 数据转换文件定义的数据格式导出模型数据。

! 速率分组 Embedded Coder 用在模型中设置的周期采样时间生成单速率或多速率代码。对于多数率、多任务模型来说，使用速率分组的策略对模型的基速率以及每个子速率生成单独的

函数。

! 优化代码可以用 RTW Embedded Coder 控制函数边界，保存表达式，以及在多个模块上实施优化来减小代码尺寸。数据可以作为全局变量或函数参数与生成的代码进行通讯。可以实

现需求、代码和模型三者之间的互相跟踪。Embedded Coder 优化选项可以实现如下功能：

- 复用代码

- 消除无用初始化、终结、日志以及错误处理代码

- 合并Output函数和Update函数缩短代码尺寸

- 从整型运行环境中去除浮点代码

! 打包代码 Embedded Coder 提供模型属性打包特性让用户打包所生成的代码符合特定软件规范和标准。

Custom Storage Class Designer


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- 用户可以控制代码的内部组织形式以及每个生成文件的形式。

- 确定全局变量的定义和引用方式。

- 允许用户定义在所生成的代码文件里代码段以及注释段的内容以及放置位置。

! 验证代码和代码文档生成 Embedded Coder 提供了验证所生成的代码的功能。包括：

- 以 S函数的形式，导入所生成的代码到 Simulink中，进行软件在回路测试

- 通过注释以及表述，增强了代码的可读性和可跟踪性

- 支持在代码中包括需求项

- 通过加入永久标示名，让不同版本模型之间的代码差异尽可能小 RTW可以创建详细的 HTML代码生成报告，这个报告详细的描述了代码以及代码优化信息，而且对数据和在整个代码生成过程中的选项设置等有一个概括的描述。这个报告

还包括生成的原文件，以及一些超链接注释，这就使用户很容易实现代码的需求跟踪。

需要产品：使用 Real-Time Workshop Embedded Coder需要

" MATLAB " Simulink " Real-Time Workshop " 第三方标准 C编译器

相关产品： " Embedded Target Products " Singal Processing Blockset " Simulink Fixed Point " Stateflow " Stateflow Coder


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/rtwembedded


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Stateflow Coder ——从 Stateflow状态图中生成 C代码

Stateflow Coder 可把 Stateflow Charts生成整型，浮点型或者定点C代码。该工具支持所有的 Stateflow对象和语法，帮助用户开发和测试算法，算法最终可作为独立可执行程序发布，或作为子函数嵌入其它程序中。

Stateflow Coder和 Real-Time Workshop结合使用生成 Simulink和 Stateflow模型代码。用户可以把生成的代码作为非实时或实时应用程序使用，包括加速仿真，快速原型和硬件在回路仿真测试。用户也可交互式调整和检测代码，或和MATLAB，Simulink 环境以外的代码相结合交互运行。

对于那些包含用户C代码的 Stateflow框图，Stateflow Coder 可自动把用户代码加入到生成代码中。

特点： " 支持所有的 Stateflow语法

" 生成整型、浮点型和定点 C代码

" 与 Real-Time Worshop紧密集成

" 用户的注释传递到生成的代码中

" 与外部的 C 代码结合使用

" 为最小的脚本和最快的运行生成高度

优化的代码

" 使用 bitset选项来减少内存的需求

" 生成多实例兼容的代码，使用户在不同的情况下无须复制代码就实现功能

Stateflow Target Builder

使用Stateflow Coder和Real-Time Workshop对Simulink和Stateflow模型代码生


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" 可以指定在生成代码中内嵌图形函数，最大限度提高代码效率

" 图形函数中的不必要的初始化部分被删除

" 优化简单的 if 语句和 for 循环的使用

强大功能 ! 代码优化

Stateflow Coder支持如下代码优化：

- 可媲美手写代码的执行速度

- 位设置选择，减少内存使用

- 代码可重用

- 内嵌所有所有 Stateflow 函数和 Simulink 函数调用子系统

- 去除了 Stateflow 框图中的“死代码”

! 与 Real-Time Workshop集成

Stateflow Coder 完全与 Real-Time Workshop 集成，并且代码优化针对Simulink 模块和 StateflowCharts。

! 代码跟踪

Stateflow Coder生成的代码可读性强，很方便的反馈到相应 Stateflow 框图。用户的注释和对象描述在生成的代码中也会有体现。

需要的产品：使用 Stateflow Coder需要

" MATLAB " Simulink " Stateflow " Simulink Fixed Point(需要定点代码生成工具)

相关产品 " Real-Time Workshop " Real-Time Workshop Embedded Coder " xPC Target

左边为生成的代码，右边为 Stateflow的 if 表达

式和 while循环


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详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/sfcoder


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xPC Target — 在 PC平台上实现实时快速原型和硬件在回路的仿真

xPC Target是一种高性能的主机-目标机构原型环境，它能把 Simulnk模型和 Stateflow模型和物理系统连接起来并且在 PC硬件上进行处理。xPC Target提供了控制系统和音频、语音信号处理系统的快速控制原型和硬件在回路仿真完整的解决方案。利用 xPC Target 可以在模型中加入 I/O方块图，并用 Real-Time Workshop和 Stateflow Coder 自动生成代码，最后下载到运行 xPC Target 实时内核的 PC 机上。用户可以利用英特尔386/486/奔腾 PC机或者AMD的K5/K6/Athlon 处理器作为实时目标系统。目标 PC机可以是台式计算机也可以是工业计算机，比如 TargetBox、 PC/104、 PC/104+、 CompactPCI、嵌入式 PC机或其它任何兼容 PC机。

对于控制和 DSP 系统来说 xPC Target是理想的快速原型和硬件在回路测试工具，它可以在标准的 PC兼容机上运行实时模型。

如果附加 xPC Target Embedded Option项，可以将实时嵌入式系统在 PC兼容机上实现，应用于生产、数据采集、标定和测试应用程序等过程中。

特点： " 在任何一台 PC机上使用实时内核，可以运行来自 Simulink和 Stateflow模型

" 支持任何 PC系统，例如TargetBox、 PC/104、 PC/104+、 CompactPCI、嵌入式 PC机或其它任何兼容 PC机

" 根据处理器的性能水平和模型尺寸，采样率可达到 100KHz

" 扩展 I/O驱动设备库包括驱动程序源代码，现已支持超过 250种标准 I/O板

" 在主机与目标机均可观察信号，调整参数

" 目标机的 RAM或者文件系统中实时采集和记录实时数据

" 在主机、目标机或者两者之上交互显示数据和信号曲线

" 提供完整的主机 GUI 界面和操作对象，通过 MATLAB命令行可以把目标程序运行在一个或多个目标机上

" 主机和目标机通过TCP/IP或RS232协议进行通信（直接连接，局域网或Internet）

" 用户可以开发出自己的图形界面来访问信号和参数


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强大功能：在主机上运行MATLAB，Simulink，RTW和 xPC Target和C编译器作为开发环境，可以生成实时应用程序运行在一台 xPC Target实时内核的目标机上。xPC Target实时内核保证了运行在 PC硬件上实时程序的稳定性。用户可以通过 MATLAB、命令行或者用户主机的图形界面（GUI）、标准的网络浏览器或者目标机命令行来控制目标机上的程序的执行。在程序运行期间，用户可以交互的改变模型参数并且迅速的获取、观察信号或者

把它们保存起来做后续处理。通过目标 GUI 能直接观察目标机上的信号和状态信息。在目标机上运行 xPC Target对已经安装在目标机上的任何软件不会产生影响，客户一旦重新启动了目标机，就可以恢复成为一台运行Windows、Linux或者其它计算机操作系统和应用软件的计算机。除非用户使用这些文件系统否则 xPC Target不会访问目标机的硬件驱动。

! 高效的实时内核使用标准的 PC硬件和现成的 I/O接口板，xPC Target把标准的 PC机变成了实时快速原型和硬件在回路仿真的目标机。

实时内核支持中断处理和查询模式，中断模式是缺省的最大限度保证了应用的灵活性。

运用查询模式，尽管访问运行程序会受到更多的限制，但是可以保证采样花费更少的时

间。

! 主机和目标系统间的通讯

通过单一通信方式连接主机和目标计算机。在主机上开发用户的应用程序，然后实时的把用户的程序下载到目标机上。当程序实时运行时，利用命令和参数变化来改变目标机

上的程序。

客户可以选择 RS-232 或者TCP/IP进行通信。选用 RS-232 通信，主机和目标机使用标准的串口通讯方式。RS-232 通讯最大支持波特率 115KB。

TCP/IP速度快，不论任何距离数据传输速度都可达到 100Mbit/sec以上。

! 访问目标程序

可以通过面向对象的 MATLAB 命令行和目标机进行通信，可以使用命令行交互的把命令从MATLAB发送到目标机上。也可以把命令写到一个M文件中，详细定制一个自动批处理过程。

命令行界面由目标程序控制、参数调整、信号采集（数据采集）三部分组成。用户图形界面建在命令行界面之上，可以用在主机和目标机上或者标准的网络浏览器。主机上的

GUI 界面、xPC Target资源管理器能对目标系统的运行进行配置、控制和监控，包括同时访问多目标的运行。

! 控制目标程序利用目标应用程序控制功能可以把目标应用程序下载到目标 PC上，并且可以启动和停止下载的过程，还可以改变停止的时间和采样的时间，使用目标应用程序控制功能还可

以对 CPU的过载进行监控，对执行性能和 CPU的使用进行评估。

- 参数的调整

xPC Target在目标机上可以调整模型的参数。目标程序下载以后，在目标程序运行过程中可以通过改变参数进行评估。还可以通过 Simulink外部模式进行参数的调整，在这种模式中，Simulink 框图运行在主机上作为 GUI 界面。一旦改变了 Simulink 模型中任何的参数，新的参数会立刻下载到目标机上，这时用户观察的是最新程序的运行情况。

- 采集信号


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用户可以通过运行在目标计算机上的 xPC Target实时内核控制和访问信号采集设备。在整个程序的运行过程中，可以完成信号的记录和采集。在信号采集模式中，数据被实时的保存在目标机的 RAM或者系统文件中。一旦结束，可以把采集的数据发送到主机上。

在模型实时运行过程中，通过信号采集和信号跟踪中的其中一种模式用户可以捕捉和显示突发信号数据。这种功能相当于数字示波器。

- 示波器定义和控制

用户可以非常简单的对示波器进行定义和控制。可以定义曲线显示的信号和采样数量，也可以定义各种触发模式。用户还可以同时定义多个示波器，不同的示波器采集不同的

数据，也可以在同一个示波器上显示多条曲线。

! 控制和监测功能 - 利用主机进行控制

利用 xPC Target命令行接口、MATLAB、xPC Target简单的系统配置资源管理器和信号跟踪设备，用户可以定义范围，可以添加、移动、改变信号，还可以交互的选择触发模

式。主机示波器可以连续的加载信号轨迹并把它们在主机上显示出来。用户可以利用xPC Target资源管理器把示波器显示在目标机的监视器上。

利用 Simulink可以创建客户 xPC Target应用程序的 GUI。利用 Simulink 和 Simulink其它的产品如：Gauges模块库、Virtual Reality工具箱。这些模块被连接到 xPC Targe的接口模块上。控制模型在主机上运行并且和运行在目标机上的目标程序进行通信。

- 在目标机上进行控制操作

GUI 运行在目标机上，当目标程序运行的时候可以在 GUI上把程序的各种状态信息显示出来。因为目标 GUI图形程序被高度优化，动态信号跟踪驱动像典型的数字示波器一样。用户可以通过键盘、鼠标直接完成目标机上数据采集、参数调整的工作。

- 通过网络浏览器对目标程序进行控制

xPC Targe内核有简单的网络浏览器接口，因此用户可以通过任何一台计算机对目标程序中的参数调整、信号跟踪、目标参数配置进行充分的控制，而 MATLAB和 Simulink产品并不需要安装在主机上。在创建这种应用时，用户可以设置访问级别以保证目标程

序不会被随便修改。

- 开发用户 GUI界面 xPC Targe有两个很强的应用程序接口，分别是：xPC Targe API和COM API。通过这两种接口方式用户可以充分的进行控制、观察信号和对xPC Targe的参数进行调整，用户可以来创建用户自己的GUI完成这些功能。无论是用Visual Basic、Visual C/C++、Tcl/TK，Perl/TK等任何开发工具开发的GUI都可以被作为子程序和COM组件被连接起来。通过和任何xPC Targe应用程序的接口，只要它在另外一台计算机上运行就可以连接到用户的目标系统中。

! I/O支持 xPC提供了范围宽广的IO选择范围，其中包括ISA总线、PC/104、PCI、CompactPCI总线的各种IO板卡，这些板卡都是由业内领先的厂家生产提供的。所支持的IO类型包括AD、DA、模拟输入、数字IO、CAN、计数器、增量编码器、脉冲发生和采集器、音频输入输出、GPIB、连续端口、LVDT/RVDT测试设备和仿真设备等。最新支持的I/O设备参阅www.mathworks.com/xpctarget./hardware

- 利用 CAN设备进行工作

xPC Targe驱动程序库支持 Softing CAN设备驱动，有了这个驱动库保证了用户通过CAN


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网络接口在 CAN网络上对其他设备之间进行通信。

- 音频设备的使用

xPC Targe支持专业音频设备，这样音频设计者可以直接从音频资源进行数据采集、和原型处理，还可以把经过处理的音频传送到一个音频播放器中，所有这些工作都是实时的。xPC Targe结合 BittWare Audio PMC+的音频 I/O板，把这些通用的音频 I/O板和Simulink 以及 Simulink的信号处理库紧密的结合在一起。

- 访问多处理器共享内存

xPC Targe包含一个 Simulink了 I/O驱动程序库，保证了目标程序在多目标 PC机上运行时正常的通信。这些 I/O驱动采用 SBS公司和 VMIC公司的内存共享技术，这样如果在一台目标 PC机上不能解决的复杂的数据量大的工作，则可以应用多重处理进行实时处理。这种技术，目标 PC机和其它共享内存系统数据共享，实时处理，读写延迟很小。共享内存技术允许广播中断，可以同时访问连接的所有终端 PC机。

! xPC Targe Embedded Option xPC Targe Embedded Option是 xPC Targe的扩展，利用 xPC Targe Embedded Option 可以在高效的 PC机硬件上配置和运行用户的系统。它有两种工作模式：DOS-loader模式和独立运行模式。

DOS-loader 模式可以设定 xPC Targe内核，按照用户预期重新的设定自动的运行。内核将随时收到一个来自主机上的实时请求。内核可以使用任何驱动设备，包括软盘、硬件

驱动、闪存等。

在创建和配置嵌入式应用程序时，可以利用 xPC Targe Embedded Option独立运行的模式对用户的目标 PC机配置驱动程序，在没有连接主机和操作人员不干涉的情况下，就可以自动下载实时应用并运行，并在系统启动时进行配置工作。在配置中，软件模块包括实时应用程序将可以安装在软盘上、硬件驱动器上或者闪存里。只要通过键盘在目标 PC机的命令行内就可以完成对目标程序的操作。

当用 xPC Targe Embedded Option对目标程序配置完成后，也可以通过用户 GUI和网络浏览器接口对用户的程序进行操作。xPC Targe的API 和 COM API 是独立的和配置的，GUI 在没有 MATLAB的情况下，在主机Windows操作系统系也可以运行。

! 目标硬件系统的配置

用户能使用任何带有 xPC Target的 PC机硬件，包括用于快速原型应用的TargetBox。

目标 PC机系统的配置的信息包括 I/O的组成可以查阅：

www.mathworks.com/xpctarget/hardware上的 xPC Targe硬件选择指南和交互式的硬件选择指南。

必需的产品使用 xPC Target和 xPC Target Embedded Option 需要

" MATLAB

" Simulink " Real-Time-Workshop

相关产品 " Stateflow


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" Stateflow Coder

" xPC TargetBox

支持的硬件 xPC Target支持超过 250种商业 I/O板，详细清单察看：

www.mathworks.com/xpctarget/hardware

平台和系统的要求 Microsoft VisualC/C++编译器 5.0 版本以上或者WatcomC/C++10.6或者 11.0

DOS许可证（在使用 xPC Targe Embedded Option时需要）

对其他平台和系统的要求清查阅：www.mathworks.com/products/xpctarget


182

xPC TargetBoxTM ——实时快速原型工业标准 PC

xPC TargetBox是一种性能优越、坚固、有着丰富扩展能力的工业计算机系统，紧凑的机箱专为快速控制原型应用设计的。xPC TargetBox 提供给 xPC Target 软件用户以一个集成的、基于 PC的实时目标系统来执行从 RTW 中自动生成的代码。在这种产品的帮助下，设计者可以不用配置专用的目标硬件就可以在实时应用中确认设计的 Simulink和 Stateflow中的设计。

对于需要对控制系统设计进行实时分析和测试的工程师来说， xPC Target 和 xPC TargetBox 提供了一种性价比优良、基于 PC的快速控制原型解决方案。xPC TargetBox利用 Simulink集成的嵌入式系统 xPC Target，与工业标准 PC兼容的硬件以及广泛的 I/O接口选择，以此来满足特定的快速原型应用。

快速原型 — 建立控制器原型（ xPC TargetBox），在不需要用户目标硬件的情况下，对设计进行验证

硬件在回路仿真 — 通过对控制对象的仿真，测试一个真实的控制器

实时应用发布 — 使用独立应用模式，把 xPC TargetBox 和控制对象联系在一起，运行控制器软件

特点： " 提供了具有工业标准的高性能 PC 系统，实时运行由 Simulink 和 Real-Time

Workshop 生成的应用程序

" 在集成的 PC系统上，支持所有 xPC Target功能

" 为快速控制原型提供一种高性价比的配置

" 适合在办公室、实验室或移动环境中操作使用

" 同时支持交流/直流供电方式

" 支持低功耗和无风扇的工作模式

" 支持针对典型快速原型需求的 I/O选择，例如A/D，D/A，DIO，PWM，计数器，定时器，编码器以及 CAN总线

" 可扩展工作温度范围（-40°C 到 75°C）

强大功能

! 针对实时应用进行优化

对于实时快速控制原型应用，选择目标系统时需要考虑下面几个方面因素：性能、尺寸、

可靠性、I/O扩展功能和费用。MathWorks提供给用户六种供选择的的 xPC TargetBox 产品组合，以及一套与快速控制原型 xPC Target软件集成的配套 I/O 选项。

! 为使用 xPC Target提供集成的 PC系统为创建实时应用，用户需要在主机上运行MATLAB，Simulink，Real-Time Workshop，xPC Target，以及一个 C编译器。实时应用可以通过以太网或 RS-232 串口下载到 xPC


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TargetBox 中。

xPC Target 的实时内核为用户实时应用的运行提供优越的性能。用户可以从运行MATLAB的主机上通过图形化的或命令行的界面来控制目标 PC的运行，也可以通过标准的因特网浏览器或者是 xPC TargetBox 的命令行窗口来控制目标 PC的运行。在实时应用运行过程中，用户可以动态调整模型参数。信号追踪功能可以让用户立即观察到信

号的变化。此外，用户可以在主机上记录整个应用运行过程中信号的变化留待后处理。

用户也可以直接将 xPC TargetBox 连接到显示器直接观察信号和目标状态的信息。

! xPC TargetBox组合

每种 xPC TargetBox 都拥有坚固、低功耗、符合工业标准的机箱。该机箱使用紧凑的、

密封的铝制外壳，可以在常规或恶劣的环境

中无风扇运行。

xPC TargetBox 可以使用三种 PC处理器：

266 MHz Pentium MMX 400MHz Pentium III 700 MHz Pentium III 每种配置都包含 128 MB RAM， 32 MB FlashRAM，最大预留四个标准 I/O 插槽，支持前置或后置的 I/O 连接面板，一个外置的软驱，以及一个外置的交直流电源变压器。标准的运行温度范围是 0°C ～ 60°C.

Pentium III 单元可以具有QuickBoot的能力，这样可为用户特定的系统配置提供一个经过优化的 BIOS。 QuickBoot 选项可以让用户最短在 2秒种内启动包括所有安装的 IO板卡在内的 xPC TargetBox 单元。

每种 xPC TargetBox 在交付时都采用便于运输的包装。

为应付恶劣环境，xPC TargetBox 可以将运行温度范围扩展到-40°C ～ 75°C.

! Stand-Alone工作模式 xPC TargetBox 还提供了 Stand-Alone独立运行模式。在此种工作模式下，xPC TargetBox使用 8～28V直流供电，也允许使用电池组合供电。用户也可以使用交直流变压器进行供电。

在 Stand-Alone工作模式下，用户可以直接将实时应用程序下载到 xPC TargetBox 的闪存中，这样它可以无需和上位机连接或通讯就可以自启动以及直接运行客户的应用。这种工作模式是要求移动和便携式测试的理想选择。

! 配置选项 I/O 可以被配置为适应不同快速原型的需求。用户可以根据测试设备以及计划连接的硬件选择配置。例如：

- 对于运动控制和机器人控制典型需求是 A/D、有限的 D/A、增量编码器和 PWM 输出。 301、305以及 306配置可以较好满足以上需求。

- 对于汽车控制的典型需求是A/D、D/A，、计数器／定时器，以及 CAN的 IO通道。301、 305、以及 308配置可以较好满足以上需求。

xPC TargetBox 可以进行定制，MathWorks的咨询服务部门可以帮助用户选择和配置 I/O选项。如果用户的 I/O需求超过 xPC TargetBox的标准选项，用户可以使用其他硬件：如装配机柜、CompactPCI、以及 PC/104来支持 xPC Target的软件。


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! xPC TargetBox的群组模式

如果用户需要使用大量相同的目标系统，xPC TargetBox 可以提供较为经济的群组模式。群组模式将 xPC TargetBox 单元采用最小化形式封装。在用户订购了第一套基准单元之后，所有的每一个群组单元都将按照第一个基准单元的配置交付，但是没有运输包装、软驱、测试 Dongles、外接电缆以及接线板。

标准的 xPC TargetBox 单元和 I/O选项在群组模式中都可以使用。

配置标准 CPU单元

xPC TargetBox 106 266 MHz MMX， 128MB RAM， 32MB

FlashRAM (0°C to 60°C)

xPC TargetBox 107 400 MHz PIII， 128MB RAM， 32MB FlashRAM (0°C to 60°C) xPC TargetBox 108 700 MHz PIII， 128MB RAM， 32MB FlashRAM (0°C to 60°C) 增强 CPU单元（扩展的工作温度范围）

xPC TargetBox 206 266 MHz MMX， 128MB RAM， 32MB

FlashRAM (-40°C to 75°C)

xPC TargetBox 207 400 MHz PIII， 128MB RAM， 32MB FlashRAM (-40°C to 75°C) xPC TargetBox 208 700 MHz PIII， 128MB RAM， 32MB FlashRAM (-40°C to 65°C)

I/O选择

xPC TargetBox IO 301 A/D， D/A， DIO 32 路单端或者 16 路差分 16-bit A/D

4 路 12-bit D/A 24 路数字 IO（三组）

xPC TargetBox IO 302 D/A12 16 路 12-bit D/A xPC TargetBox IO 303 D/A16 4路 16-bit D/A xPC TargetBox IO 304 DIO 48 路数字 IO （六组） xPC TargetBox IO 305 CTR 10 路 16-bit 通用脉冲发生器， PWM xPC TargetBox IO 306 ENC 3 路 16-bit增量编码器 xPC TargetBox IO 308 CAN 2 路 CAN

注意：每一个 xPC TargetBox可以选择三块 I/O板卡。


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详细规格 " PC兼容系统，小型工业 PC机，铝制机盒；

" 通过如下认证： EMI/RFI防护，FCC Part 15， Class A， EN 55022， VCCI， ICES-003， and AS/NZS 3548 ；

" 基本尺寸和重量：270 x 162 x 82 mm， 2.2 kg ；

" 内存：128MB RAM ；

" 使用 32MB Flash RAM 模块启动，无需软驱或者硬盘；

" 可扩展 IO，可以使用 PC/104 (ISA) 和 PC/104+ (PCI) 总线扩展；

" 至多四个 PC/104 扩展板；

" 前后转接插口和 IO接口；

" 标准 PC外设接口，包括(电源， SVGA 接口， 10BASE-T/100BASE-TX Ethernet (82559)，鼠标，键盘，两个 RS-232 通讯端口，并口) ；

" 标准板载 CAN控制器(Intel 82527)，支持 CAN的 I/O；

" 允许使用 8～28V直流供电；

" 外接电源使用交流电源 110～230V，50或 60Hz；

" 低功耗设计，机盒内无需风扇等冷却系统；

" 可扩展软驱，可以通标准 25 针接线连接，无需额外供电；

" Pentium® III 单元可使用 QuickBoot 技术；

" 通过EN60068-2-6 和 EN60068-2-27 标准允许的震动颠振试验；

" 湿度范围 10% to 90%，无结露；

" 标准工作温度 0～60°C ；

" xPC TargetBox 206 和 207 工作温度范围 - 40°C～75°C ；

" xPC TargetBox 208 工作温度范围 - 40°C～ 65°C；

需要的产品使用 xPC TargetBox需要使用下列产品：

MathWorks 公司产品

" MATLAB

" Simulink " Real-Time Workshop " xPC Target

第三方 C编译器

" Microsoft Visual C/C++ compiler version 5.0 或更高版本

" Watcom C/C++ compiler 10.6 或 11.0。


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Real-Time Windows Target ——在 PC机上实时运行 Simulink模型

Real-Time Windows Target允许在 PC系统上实时运行 Simulink 以及 Stateflow模型。用户可以通过Simulink来创建实时程序并可以控制该程序的执行。使用Real-Time Windows Target可以生成 C代码，经过编译及链接后，通过 PC机的 I/O接口和硬件联接。在整个操作过程中，可以同时运行其他Windows程序。

特点： " 在台式机或笔记本上实时运行模型

" 提供高速的小延迟点对点数据处理，符合控制系统设计要求

" 采样率可高达 10K

" 可以采用 250 多种实时数据 I/O板

" 与 Simulink 的外部模式集成使用，支持在线调参，使用 Simulink的输出（Scope）实时显示输出信号数据

" 包含C编译器用于编译链接实时代码

" 支持 Simulink配置集 configuration sets来对同一模型进行实时和离线的切换

强大功能：由于有了 Real-Time Windows Target，用户可以实时地将传感器，执行部件，控制器及其他真实物理部件与 Simulink模型直接相连，搭建物理系统的实时原型。有了这种能力，用户的 Simulink 模型可以实时的采集，进行动态计算并输出真实的控制信号，实时的测试用户的设计。整个开发过程是：首先在 Simulink 下创建系统的框图，然后利用 RTW自动产生C代码，最后创建在 Real-Time Windows Target上实时可运行代码。

" 可以反复设计，而且速度快，只需编辑 Simulink 框图模型而不需要编辑代码

" 使用 Real-T ime Windows Target 不需要手写代码和调试，加快了设计速度

" MathWorks提供了Windows下高度优化的实时内核，这种内核运行在Windows最高优先级（Ring 0），支持单任务和多任务

" 超过 250个 PC I/O板用于实时输入输出

" 可以实时地调整参数，当实时代码在运行时，用户可以修改 Simulink模型中的参数值，这个新的参数值自动的传递给正在实时运行的模型

" 支持 Simulink的外部模式，可以使用 Gauges Blockset 作为交互界面。同时，用户可以使用外部模式来存储运行数据，数据以MAT文件格式存储。

" 在代码运行期间，使用 Simulink 中的 Scope块观察输出信号。

" 支持 PCMCIA卡，适用于便携式电脑实现快速原型

需要的产品：

使用 Real-Time Windows Target 需要下列产品：


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MathWorks 产品：

" MATLAB

" Simulink " Real-Time Workshop " 如果模型中有 Stateflow，则需要 Stateflow Coder

第三方编译器：

" Microsoft Visual C/C++5.0以上

" Watcom C/C++10.6以上

" 仅适合Windows95/98或 NT4.0 PC(不支持多处理器)


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/rtwt


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Embedded Target for TI C6000TM DSP 在 TI C6000 系列 DSPs上开发嵌入式代码

Embedded Target for TI C6000 DSP Platform 用于快速开发针对Texas Instruments (TI)C67x浮点及 C64X和 C62X定点DSPs的实时软件。它通过 Real-Time Workshop，使用户直接将在 Simulink中建立的系统模型生成高效的针对 C6000 系列处理器的代码，从而有效的消除了DSP算法研究和实现之间的软件鸿沟。它支持 DM642、C6416DSK、C6713DSK、C6711DSK 和 C6701EVM等硬件开发板或评估板。

特点 " 简化在TI C6000 DSP上的软件设计、分析

和实现

" 产生CCS项目工程文件格式的易读、可编

辑的C代码

" 支持代码分析

（profile）和手工优化

" 在TI C6000定点和浮点 DSP 上自动测试和执行 Simulink 模型

" 在 C6713DSK 、

C6416DSK、C6711DSK 和 C6701EVM板上实时仿真系统设计

" 为 C62X和 C64x 系列处理器提供了优化的汇编信号处理库

强大功能 ! 快速原型/硬件在回路仿真

Embedded Target for C6000 DSP 通过 Real-Time Workshop 直接将 Simulink中系统模型生成 C 代码，自动调用 CCS来生成 DSP可执行文件，将可执行文件下载到它所支持的DSP目标板上进行实时算法仿真。同时它利用MATLAB Link for Code Composer Studio工具来实现 DSP 程序的交互调试和系统测试。

! 硬件支持模块硬件支持模块提供了对板上相应硬件（I/O、外设等）操作的支持，包括：ADC、DAC、LED、Switch和 Reset等。应用这些模块和其他 Simulink里的标准模块产生的模型，可以自动生成所支持的某目标板卡的代码。

! 分析和优化生成的代码代码分析器（profiler）对每个独立子系统的代码执行时间进行测量并给出报告，用户根据报告作进一步的优化，快速和高效的代码段可以直接在最终产品中使用。

! 库支持代码优化用户可以对产生的代码进行手工优化，也可以在 Simulink里使用预先优化好的模块来搭

上述工具提供集成的平台在 C6000 DSP上设计、仿真、实现和验证嵌入式信号处理系统


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建模型，这样在产生代码时，会调用库里经过优化的汇编代码实现这些模块，达到优化

效果。C62x和 C64x的优化库支持位对齐（bit true）仿真。

需要的产品使用Embedded Target for TI C6000 DSP Platform 需要

MathWorks 产品：

" MATLAB

" Simulink " Simulink Fixed Piont （定点系统设计必须）

" Fixed-Point Toolbox （定点系统设计必须）

" Link for Code Composer Studio " Real-Time Workshop " Signal Processing Blockset " Signal Processing Toolbox " 推荐：Real-T ime Workshop Embedded Coder

Texas Instruments 公司

" Code Composer Studio Development Tools

相关产品

使用 TI C6713浮点 DSP，实现典型浮点嵌入式

的应用，时域声音去噪的例子。


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" Embedded Target for TI C2000™ DSP

" Filter Design Toolbox " Real-Time Workshop Embedded Coder " Stateflow " Stateflow Coder

支持硬件 " TMS320C6416 DSK

" TMS320C6713 DSK " TMS320C6711 DSK " TMS320C6701 EVM " ... ... ... ...


详细信息请查阅

www.mathworks.com/products/tic6000

TI C64x和 C62x的定点 DSP库，帮助用户实现高性能

设计和位对齐仿真。


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使用 Embedded Target for Motorola MPC555从

Simulink模型中生成代码下载到MPC555微处理器

中进行代码验证

Embedded Target for Motorola® MPC555 －向 MPC555 中下载嵌入式代码

Embedded Target for Motorola MPC555可以将从Real-Time Workshop Embedded Coder生成的产品代码直接下载到MPC5xx微处理器中。用户可以在MPC555 微处理器上生成快速原型实时代码，并将这些代码应用到嵌入式系统中去。同样也可以进行处理器在回路

仿真（Processor-in-Loop）——控制代码运行在 MPC555 硬件上而对象模型运行在主机Simulink 模型中。经过处理器在环测试过 Simulink 算法以 C代码的的形式集成到原先的软件环境中去。

Embedded Target for Motorola MPC555支持多目标建模方法，可以在闭环仿真，处理器在环测试和实时下载之间很容易的进行分析和传输。代码分析报告提供了 RAM/ROM测量和任务运行分析数据。

特点 " 快速生成 MPC555 处理器快速原型代码及产品代码

" 通过 RAM-based 和

flash-based实现MPC5xx的自动代码下载

" 提供针对目标的设备驱动模块，如数字 I/O，PWM，波形测量，串行 I/O，模拟输出，TPU功能和 CAN接口。

" 通过处理器在环测试验证生成的代码

" 创建详细的 HTML格式的代码生成报告，包括RAM/ROM 占用等

强大功能 ! 实时代码的生成

通过Embedded Target for Motorola MPC555，可以在控制器模型中增加 I/O设备驱动模块，生成实时代码，并下载到目标中。可以通过目标上的快速原型实现代码的方法来确

认算法是否在产品级硬件上提供了所需要的功能。

程序下载

通过 BDM（background debugger mode）连接或 CAN或串口连接进行代码下载。即使控制器在现场时也可以通过 bootstrap loader 下载新的程序代码。重启 MPC5xx 可以激活bootstrap loader通过 CAN或串口连接重新获得新下载的程序。一旦完成了MPC5xx的代码下载，代码会自动实时运行。通过 CAN或串口可以下载到 flash或 RAM。

多任务调度

抢占式的多任务调度只是多速率系统的实现。通过配置调度表可以实现任务预抢占和临

时的任务溢出。也可以配置成在单任务模式下运行。


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! 特定目标的设备驱动模块

Embedded Target for Motorola MPC555 的 I/O设备驱动库包括数字 I/O，PWM，波形测量，CAN，串口，模拟输出和 TPU 功能，诸如积分解码或可编程时间积分。以上设备驱动使用MPC5xx 在片的 I/O模块，包括MIOS，QADC，TPU，SCI和TouCAN。

! 对 CAN总线的支持

Embedded Target for Motorola MPC555提供了对基于 CAN的开发系统的广泛的支持能力。支持以下的任务：

在主机上发送和接收 CAN报文

通过 Vector的 CAN驱动库可以在主机上配置和连接 Vector 公司的 CAN硬件和驱动。当 Simulink 图表中包含以上模块时，可以在主机的非实时仿真中和其它设备之间通过CAN总线发送和接收包含信号的报文。

在MPC5xx中发送和接收 CAN报文

CAN驱动库支持 MPC5xx TouCAN模块。通过以上模块，可以在控制器子系统中增加TouCAN驱动用于发送和接收标准或扩展的 CAN报文。MPC5xx的 CAN驱动提供了大量的执行模式，包括 FIFO和基于优先级的报文传输。

对 CAN报文的打包和解包

CAN报文打包库包含 CAN报文的解码和格式化，支持符合 Vector 公司 CANdb标准的报文规范。这些模块允许用户将多个信号打包进一个 CAN 报文，增加了传输的带宽。相反的，报文解包就是从一个收到的单独的 CAN报文中解开得到多个信号。

从 CANdb中导入数据

CANdb一致性模块允许用户导入用于描述 CAN报文的数据库文件，该文件是从 Vector公司的 CANbd文件中导出的。

使用 CAN的标定协议

CAN Calibration Protocol（CCP）模块支持 CCP，允许通过支持 CPP的大量工具进行交互，如 Vector 公司的 CANape或者 Accurate Technologies Inc公司的 Vision。

! 处理器在回路测试

Embedded Target for Motorola MPC555的处理器在环（PIL）测试功能帮助客户从 Simulink中直接进行代码确认，提供了对生成的代码的裁剪。通过编译器工具链可以在开发板上

MPC5xx的设备驱动

模块


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运行代码，可以通过 debugger设置断点，逐步执行，或运行生成的代码。

PIL 模式下，可以在主机 Simulink Meanwhile 中运行非实时模型，运行在MPC5xx上的生成的代码通过 RS232 串行通讯和在 Windows PC 主机上运行的Simulink 仿真进行信号交换。每个采样时间间隔中，Simulink 执行模块更新并通过RS232向 MPC5xx发送输出信号。

在 PIL测试中，可以在 Simulink 模型中包含 scope 模块。通过显示信号数据帮助进行代码确认。从微处理器中可以重新获得

信号数据，可用于下一步模型仿真中。

在算法验证之后，可以通过 Real-Time Workshop Embedded Coder 输出生成的 C代码。在 PIL测试中运行在主机中的所有不重要的代码都将被消除。用户可以通过

现成的编译器和建立的环境使用C代码。

! HTML代码生成报告

在代码生成中，可以通过报告得到测量的

RAM和ROM中所有代码和数据块的详细记录，以及内存。超级链接帮助用户确定

特定的代码模型，导出生成的代码。

在实时应用中，任务分析数据可以以 MATLAB图形或者HTML报告形式被记录，更新，和形式显示。MATLAB 图形工具提供了显示任务开始和终止执行的时间线，可以被更高优先级的任务所抢占。HTML报告提供了任务执行时间，任务运行时间和每个任务发生的并行溢出的概要信息。

Embedded Target for Motorola MPC555包含的

CAN驱动库可用于主 PC的 CAN硬件和

MPC5xx的 TouCAN模块

HTML报告包含了 RAM和 ROM的需求，并建立

了源代码到模型的链接


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需要的产品使用Embedded Target for MPC555需要

MathWorks 产品

MATLAB

Simulink Real-Time Workshop Real-Time Workshop Embedded Coder 推荐 Stateflow 和 Stateflow Coder

第三方软件

以下中的任一个：

Wind River System Diab cross-compiler / SingSetup debugger Metrowerks CodeWarrior cross-compiler / debugger

第三方硬件

此产品配置用于运行任何Motorola MPC555或MPC56x 微处理器

MathWorks推荐

PHTTEC phyCORE-MPC555 Rapid Development Kit PHTTEC phyCORE-MPC565 Rapid Development Kit Vector-Informatik CAN硬件及软件（需要在主机上发送和接收 CAN报文）


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/target_mpc555


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Embedded Target for OSEK/VDX® ——在 OSEK环境下开发产品级代码

Embedded Target for OSEK/VDK 可以让用户直接将 Simulink 模型转变为能够在OSEK/VDX实时嵌入式操作系统环境下的应用程序。使用该产品可以完成产品原型的开发，以及最终产品的实现。

特点 " 为 OSEK/VDX应用产生和配置可用于目标快速原型

和产品代码的实时可执行

程序；

" 将应用程序自动下载到RAM或者 Flash中；

" 和商用 OSEK/VDX规范操作系统集成；

" 利用OSEK OS API和隐式OSEK任务映射方式支持多速率或者单速率模型；

" 可以自定义编译链接过程以及在 Simulink 可管理目标属性；

" 可以生成详细的 HTML文档报告。

实时开发

利用Embedded Target for OSEK/VDX，用户可以生成和编译链接独立应用的OSEK程序。使用一个调试器，用户可以通过 BDM （Background Debug Mode后台调试模式）接口下载和运行代码。所生成的 Simulink 算法代码可以作为OSEK的进程嵌入到 OSEK操作系统中去。通过 OSEK Implementation Language (OIL)的配置选择相应的 OSEK实现可以生成一个静态的预定义好的实时内核。用户可以在所支持微处理器实时环境下运行OSEK 应用来实现嵌入式控制系统。用户也可以将已生成的 OSEK 任务集成到自己的OSEK应用中，还可以在控制器的应用集成自己设计的 I/O驱动模块。

强大功能 ! 工具链集成

Embedded Target for OSEK/VDX 产品与商业化的OSEK操作系统和调试器紧密集成。这样，就可以自动完成应用程序的创建、编译链接、下载到系统目标和运行应用程序的

过程。

! OSEK OS API模块 Embedded Target for OSEK/VDX 产品提供了 Simulink 模块，包含 ActivateTask 和 SetAlarm等功能的基本 API。这些块可以让用户控制算法代码与OESK任务的映射关系


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以及通过Alarm 控制任务的激活。还可以通过异步速率转换模块来保证数据一致性。

! 目标属性管理

Embedded Target for OSEK/VDX产品包含了图形化用户界面以简化OSEK实现和目标调试器的配置问题。用户可以通过目标的编译链接选项来控制OESK操作环境的参数，这使得用户能够对从Simulink仿真到实时应用之间转换的性能进行分析。

! HTML 文档生成

在代码生成过程中，用户可以创建和查看代码生成报告，它包含详尽的所有代码和数据

区的 RAM和 ROM需求、内存映射。可以通过文档中的超连接来定位特定的代码模块（包含所生成OIL文件）。

需要的产品使用Embedded Target for OSEK/VDK需要下列产品：

Mathworks 产品

" MATLAB

" Simulink " Real-Time Workshop " Real-Time Workshop Embedded Coder

第三方产品

" Wind River Systems OSEKWorks 3.0

" 3Soft ProOSEK 3.0 " Wind River Systems SingleStep on-chip v7.6.2 or SingleStep with v7.7.3 Debugger

推荐硬件： " PHYTEC phyCORE-MPC555 Rapid Development Kit


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/target_hc12

"


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Embedded Target for Infineon C166® Microscontrollers

在 Infineon C166 微处理器上开发产品级代码

Embedded Target for Infineon C166 可以让用户利用 InfineonC166 系列微处理器及STMicroelectronics公司 ST10 系列微处理器（包含最新系列 XC16x和 Super10）运行实时代码进行快速原型、嵌入式产品代码发布、代码验证及性能分析等工作。用户不仅可以使用提供的实时运行环境还可以将从 Simulink 算法中生成的代码集成到自己的运行环境中。

通过Embedded Target for Infineon C166，开发人员可以在 Simulink控制模型中集成与真实硬件资源相关的 I/O驱动模块，生成实时代码下载到实时目标中。实时目标在微处理器中运行从 Simulink 模型生成的实时代码，构成嵌入式控制系统。下载程序可以使用Tasking调试器或 Infineon MiniMon 工具通过串行电缆完成。

特点

" 为 Infineon C166微处理器产生和配置可用于目标快速原型和产品代码的实时可执行程序；

" 自动将程序下载到Infineon C166 微处理器上；

" 包含多任务机制可以支持任务抢占和临时任务溢

出；

" 包含 InfineonC166 微处理器串行 I/O 设备驱动程序块和 CAN功能；

" 可以在 Simulink中设置目标属性；

" 用户存储类支持

" 能够以 HTML格式将代码生成过程生成文档，包含

RAM及 ROM占用和任务执行数据等信息。

" 通过用户定义的存储类可对 InfineonC166微处理器按位寻址的存储器寻址。

实时开发利用Embedded Target for Infineon C166 Microcontrollers，用户可以为模型添加 I/O的驱动，生成实时代码并编译链接，然后下载到目标板上。用户也可以将模型与手写的 I/O驱动集成。用户可以在目标快速原型板上运行代码从而对算法的性能作出评估。用户也可以直接生成产品代码并执行。

强大功能

从Simulink模型生成的C代码下载到

Infineon C166处理器中


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! 程序下载

用户可以通过Tasking的调试器或 Infineon的MiniMon Utilty从串口下载代码。在这种情况下，所选择的工具会在编译链接的最后阶段自动运行。然后自动下载并运行所生成

的可执行程序。用户还可以在主机上以仿真模式调用调试工具执行代码。

! 多任务调度机制

通过抢占式多任务调度机制来支持多速率系统。用户可以配置该机制来允许临时溢出，当某一任务系统开销比正常执行大的情况下最大利用处理器资源。模型当然也可以通过

配置只运行在单任务模式下。

! 特定的设备驱动程序 InfineonC166 微处理器嵌入式开发工具箱设备驱动库提供了串行设备驱动模块。串行发送与接收块通过 PEC（外围器件控制器）中断实现以保证高性能。驱动库同时提供了用户接口块与 Simulink 模型集成的信息。此外还提供了 InfineonC166微处理器数字量输入输出、PWM、A/D、D/A的C语言范例程序。

! CAN 功能

Embedded Target for Infineon C166模块在很宽的能力范围内提供了基于 CAN的系统开发能力。可以支持以下任务：

主机的 CAN报文发送和接收：在主机端用户可以通过 Vector CAN驱动库配置和连接Vector 的硬件卡。当这些模块在 Simulink模型中运行时，这个非实时的仿真就可以在主机和其他 CAN总线设备之间收发 CAN的报文。

Infineon C166 端报文收发：CAN驱动库支持 Infineon C166 的 CAN模块或是 XC16x TwinCAN模块。使用这些块，用户可以为控制器子系统添加 CAN驱动用以收发标准或是扩展帧报文。

CAN 报文打包拆包：CAN 报文打包库包含编解码 CAN 报文的模块，它可以支持Vector-Informatik CANdb标准的报文规范。这些块允许用户在单一报文里插入多个信号以增大带宽。相反的操作，报文拆包块从收到的 CAN报文中抽取出各个信号量。

从 CANdb中导入数据：CANdb兼容块允许用户从 CANdb格式数据库文件中导入数据文件。

应用 CAN标定协议：CCP模块可以支持 CCP协议，这就允许将来所生成的应用可以与多种支持 CCP协议的标定工具交互使用，如 Vector的 CANape。

! 工具集成

InfineonC166 微处理器嵌入式开发工具箱与 Tasking工具紧密集成。因此，无论是仿真环境或者是在真实硬件上，都可以方便的自动进行代码生成、下载、调试并运行。同样，如果不使用Tasking调试工具，用户也可以自动通过 Infineon MiniMon下载工具下载程序。

! 目标属性管理

Embedded Target for InfineonC166 产品包含了用户界面以简化 InfineonC166处理器的配置问题。用户可以通过目标的编译链接选项来控制 OESK操作环境的参数，这使得用户能够从闭环仿真到实时应用进行转换并执行相应的分析。

! 代码生成报告


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代码生成过程中可以生成报告文档，工程师可以得到详细的文档报告，包含 RAM 及ROM 占用、代码及数据长度、内存映像等，超文本联接帮助工程师快速定位软件模块并浏览这些代码。

需要的产品 Embedded Target for Infineon C166需要以下产品：

MathWorks 产品：

" MATLAB®

" Simulink " Real-Time Workshop® " Real-Time Workshop® Embedded Coder " 推荐 Fixed-Point Toolbox

" 推荐 Simulink Fixed-Point

第三方编译工具

" Tasking C Compiler for C166/ST10 ver. 8.0 " Tasking CrossView Pro Debugger for C166/ST10 ver. 8.0.2

推荐硬件

" PHYTEC phyCORE-167 167CS

" phyCORE-167 ST10F269 " kitCON-167 C167CR " Infineon Starter Kit for XC167CI 评估板

" 用于主机 CAN报文收发时需要 Vector-Informatik CAN软硬件


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/target_c166


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Embedded Target for Motorola® HC12 ——在 Motorola HC12 微处理器上开发产品级代码

Embedded Target for Motorola HC12可以让用户直接将 Real-Time Workshop Embedded Coder 生成的产品级 C代码直接下载到Motorola HC（S）12微处理器芯片中，在实时条件下，完成产品级原型的开发，以及最终产品的实现。

实时开发：使用该产品模块，可以将特定的 I/O驱动模块添加到开发的控制器子系统中，然后生成实时代码，编译，并下载到具体的目标系统中，将 Simulink 模型转变成为在实时硬件上运行的嵌入式控制系统。

特点： " 为Motorola HC（S）12 微处理器开发快速原型和嵌入式产品；

" 该产品模块提供的I/O驱动包括数字 I/O、A/D、D/A转换以及脉宽调制信号等。

" 自动准备好可下载应用程序，可用于下载到Motorola HC12 的 flash 或者 RAM中；

" 与第三方的编译器、调试器和下载程序集成；

" 生成详细的 HTML形式的代码生成报告文档，包含 RAM/ROM信息。

强大功能 ! 与 Metrowerks CodeWarrior集成开发

Embedded Target for Motorola HC12与Metrowerks CodeWarrior 完美的集成在一起，使用CodeWarrior 允许用户将自定义的 C代码添加到项目中，并且配置项目的编译链接工程。CodeWarrior 还允许用户调试已经下载到目标中的产品代码，例如设置断点、单步执行等等。

! 目标特定设备驱动模块用户可以使用Embedded Target for Motorola HC12 来集成包括数字 I/O，PWM和 A/D转换等驱动模块。这些有详尽文档说明的模块对用户开发产品设备驱动很有帮助。使用Master块允许用户管理硬件资源：设置采样率，同样的采样时间既可用于模型仿真又能生成实时代码。

! 第三方产品链集成 Embedded Target for Motorola HC12集成了Metrowerks的 CodeWarrior（系统的开发和调试工具）。在该开发环境可以以工程管理的概念进行相应的开发，为工程添加文件设置


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编译器和链接器选项等。用户可以使用 CodeWarrior调试器将代码下载到目标上，设置断点，逐步调试或运行。

! 可扩充硬件资源管理器

Embedded Target for Motorola HC12包含了可扩充的系统资源管理能力，允许用户定义、配置或者完全替代产品提供的目标驱动。产品模块本身是开放性的体系，可以添加新的

驱动、自定义的模块，甚至可以将手写的代码增加到工程项目中。另外，系统还允许为自定义功能设定唯一的 ID，这样就不会出现任何冲突的现象。

! 生成 HTML报告文档

如果在代码生成的过程中，选择了生成 HTML 报告文档选项，则可以看到包含了详细RAM 和 ROM 占用信息的报告文档，通过该报告文档可以仔细察看产品代码生成的状况。

需要的产品使用Embedded Target for Motorola HC需要以下的产品：

MathWorks 产品：

" MATLAB

" Simulink " Real-Time Workshop " Real-Time Workshop Embedded Coder

" 推荐 Fixed-Point Toolbox

" 推荐 Simulink Fixed-Point

第三方产品：

" Metrowerks CodeWarrior for Motorola HC（S）12 交叉编译器和调试器

推荐硬件

" Motorola HC12 Development Kit P/N M68KIT912DP256


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/target_hc12


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Embedded Target for TI C2000TM DSP ——为 TI C2000 DSP生成实时代码并验证算法

Embedded Target for TI C2000 DSP 提供了将MATLAB和 Simulink与Texas Instruments eXpressDSP� 工具、TI C2000 DSP 处理器，集成在一起进行系统开发的手段。通过Real-Time Workshop和TI的开发工具将 Simulink模型转变成为实时 C代码，这样就可以利用这些产品在TI C2000 DSP系统上实现自动代码生成、产品原型和嵌入式系统。本产品支持Texas Instruments (TI) C28x 32位定点 DSP和 C240x 16 位定点 DSPs，可以在 F2812 eZdsp 和 the F2407 eZdsp评估板上自动完成应用程序的编译、链接、下载和程序的执行。

特点 " 生成文档化的易读可编辑的C语言代码，并且生成 Code Composer Studio 项目工程文件；

" 在TI C2000 DSPs上自动测试、执行 Simulink 模型；

" 在 F2812eZdsp 和 F2407 eZdsp 评估板上进行自动化实时测试；

" 提供模块化的系统及功能，比如PWM， ADC， CAN以及目标板载内存等；

" 对TI�s IQmath Library 提供模块化的支持，可以用于仿真和代码生成；

" 可以进行定点系统设计、仿真、自动定标和代码生成工作；

使用 Embedded Target for TI C2000 DSP 通常用户在 Simulink 环境下构建系统模型和实时控制算法，会使用到 Simulink中模块库、Simulink 定点模块和信号处理库。使用 Embedded Target for TI C2000 DSP 用户可以在模型中添加一些优化功能模块和一些适当的板外围电路来自动代码生成、执行并和TI的评估板通信。Embedded Target for TI C2000 DSP 提供如下模块库：

" C2800 " C2400 " IQmath

" C2000

强大功能 ! C2400 和 C2800芯片级支持

通过本工具提供的模块库，可以直接使用评估板上的 I/O资源，这些模块的参数可以直接通过 Simulink 框图进行设置。而且可以生成快速原型代码，下载到相应的板卡上。与Simulink 产品的其他模块结合在一起，可以用于各种系统的仿真和实现。该产品目标可以直接将应用程序下载到 16 位的 C24x或 32 位的 C28x定点目标芯片上。

! 使用 IQmath Library 进行设计


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Texas Instruments C28x IQmath Library 包含了一系列精确的高度优化的数学算法库函数，这些函数可以将浮点的算法转换成为可以在 C28系统上运行的定点算法。这些函数主要被应用在严格的实时应用程序中，并且能够针对代码在速度和精度方面进行较好的

优化。这些函数能够极大地提高工作效率。

! 强大的可扩充能力

Embedded Target for C2000 产品还具有较好的可扩充能力，用户可以通过 Simulink 以及辅助工具设计系统模型、生成实时算法代码，然后将这些代码下载到相应的评估板中，

进行实时系统的评测，同时，用户还可以增加自己的代码、中断服务程序、IO设备驱动到 Code Composer Studio 的工程项目中，这样就可以直接驱动自定义的或者第三方的硬件设备板卡，完成产品的实现。

需要的产品使用Embedded Target for TI C2000 DSP需要下列产品：

MathWorks 产品：

" MATLAB

" Simulink " Real-Time Workshop " Signal Processing Toolbox " Fixed-Point ToolBox " Simulink Fixed Point " Link for Code Composer Studio " 推荐使用：Real-T ime Workshop

Embedded Coder

第三方产品

" Texas Instrument Code Composer Studio


详细信息请查阅 www.mathworks.com/products/tic2000

Documents

4 MATLAB - read.pudn.comread.pudn.com/downloads101/ebook/414505/MATLAB产品手册-恒 … · 域。接口方式包括了联合建模、数据共享、开发 流程衔接等等。

4 MATLAB - read.pudn.comread.pudn.com/downloads101/ebook/414505/MATLAB产品手册-恒 … · 域。接口方式包括了联合建模、数据共享、开发流程衔接等等。