案例解說MATLAB典型控制應用

前言

MATLAB是當今世界上使用最為廣泛的數(shù)學軟件，它具有相當強大的數(shù)值計算、數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)分析、圖形顯示甚至符號運算等功能，是一個完整的數(shù)學平臺。同時，它又是面向工程與科學計算的高級語言，可以設計出功能強大、界面優(yōu)美、穩(wěn)定可靠的高質量程序，編程效率和計算效率極高。MATLAB在以下的領域里解決各種問題是一個十分有效的工具：工業(yè)研究與開發(fā)；數(shù)學教學，特別是線性代數(shù)，所有基本概念都能涉及；在數(shù)值分析和科學計算方面的教學與研究，能夠詳細地研究和比較各種算法；在電子學、控制理論和物理學等工程和科學學科方面的教學與研究；在經(jīng)濟學、化學和生物學等有計算問題的所有其他領域中的教學與研究。MATLAB不僅作為科學數(shù)值計算軟件而被使用，事實上，MATLAB提供了一系列的面向各個工程領域的功能極其強大的工具箱，使得MATLAB已經(jīng)成為科研界的一個通用軟件，有極其龐大的用戶群和開發(fā)群。作為一個科研工程工作者，應該學會利用MATLAB進行數(shù)據(jù)采集。MATLAB環(huán)境下的數(shù)據(jù)采集工具箱可以簡化和加快數(shù)據(jù)的采集工作。使用這種工具箱更容易將實驗測量、數(shù)據(jù)分析和可視化的應用集合在一起。數(shù)據(jù)采集工具箱提供了一整套的命令和函數(shù)，通過調用這些命令和函數(shù)，可以直接控制各種與PC兼容的硬件設備的數(shù)據(jù)采集和通信。

內容概要

本書從工程應用的角度出發(fā)，對MATLAB軟件在控制領域的應用進行了詳細介紹。內容包括使用DAS工具箱函數(shù)和ActiveX控件設計數(shù)據(jù)采集與控制程序；使用串口I/O流和MSComm控件設計串口通信程序等。每種程序設計方法都提供了多個典型應用實例，每個實例都提供了線路圖、詳細的程序設計步驟和完整的源代碼（可從www.hxedu.com.cn網(wǎng)站免費下載）。    本書彌補了MATLAB在控制應用實踐方面的缺憾，內容豐富，論述深入淺出，有較強的實用性和可操作性，可供自動化、計算機應用、電子信息、機電一體化、測控儀器等專業(yè)的大學生、研究生及相關技術人員學習和參考。

書籍目錄

第1章  MATLAB概述  1.1  MATLAB的特點及組成    1.1.1  MATLAB的發(fā)展歷史    1.1.2  MATLAB的特點    1.1.3  MATLAB的功能及系統(tǒng)組成    1.1.4  MATLAB的工作空間  1.2  MATLAB的集成環(huán)境    1.2.1  MATLAB命令窗口    1.2.2  命令歷史窗口    1.2.3  編輯M文件  1.3  MATLAB的通用命令    1.3.1  管理命令和函數(shù)    1.3.2  管理變量和工作空間    1.3.3  控制命令窗口    1.3.4  使用文件和工作環(huán)境    1.3.5  啟動和退出MATLAB  1.4  MATLAB程序設計示例    1.4.1  創(chuàng)建GUI    1.4.2  GUI設計    1.4.3  代碼實現(xiàn)    1.4.4  運行程序第2章  數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計基礎  2.1  數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)概述    2.1.1  數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的含義    2.1.2  數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能    2.1.3  數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件    2.1.4  數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件    2.1.5  數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸入信號與輸出信號  2.2  基于PC的DAS組成    2.2.1  硬件子系統(tǒng)    2.2.2  軟件子系統(tǒng)    2.2.3  DAS儀器的特點  2.3  數(shù)據(jù)采集卡    2.3.1  數(shù)據(jù)采集卡的產(chǎn)生    2.3.2  數(shù)據(jù)采集卡的組成    2.3.3  數(shù)據(jù)采集卡的功能    2.3.4  數(shù)據(jù)采集卡的類型    2.3.5  數(shù)據(jù)采集卡的性能指標    2.3.6  數(shù)據(jù)采集卡的選擇  2.4  典型數(shù)據(jù)采集卡的安裝與測試    2.4.1  研華PCI-1710HG數(shù)據(jù)采集卡    2.4.2  NI PCI-6023E數(shù)據(jù)采集卡第3章  MATLAB與數(shù)據(jù)采集  3.1  MATLAB的數(shù)據(jù)采集工具箱    3.1.1  數(shù)據(jù)采集工具箱簡介    3.1.2  數(shù)據(jù)采集工具箱函數(shù)    3.1.3  數(shù)據(jù)采集輸入設備對象屬性    3.1.4  MATLAB數(shù)據(jù)采集步驟  3.2  數(shù)據(jù)采集卡MATLAB編程    3.2.1  概述    3.2.2  模擬量輸入（AI或AD）    3.2.3  模擬量輸出（AO或DA）    3.2.4  使用觸發(fā)器功能    3.2.5  使用事件和回調  3.3  基于聲卡的MATLAB數(shù)據(jù)采集    3.3.1  聲卡的基本常識    3.3.2  基于聲卡采集的虛擬示波器第4章  基于研華數(shù)據(jù)采集卡程序設計示例  4.1  模擬量輸入（AI）程序設計    4.1.1  硬件線路    4.1.2  設計任務    4.1.3  任務實現(xiàn)  4.2  模擬量輸出（AO）程序設計    4.2.1  硬件線路    4.2.2  設計任務    4.2.3  任務實現(xiàn)  4.3  數(shù)字量輸入（DI）程序設計    4.3.1  硬件線路    4.3.2  設計任務    4.3.3  任務實現(xiàn)  4.4  數(shù)字量輸出（DO）程序設計    4.4.1  硬件線路    4.4.2  設計任務    4.4.3  任務實現(xiàn)  4.5  溫度測量與報警控制程序設計    4.5.1  硬件線路    4.5.2  設計任務    4.5.3  任務實現(xiàn)第5章  基于NI數(shù)據(jù)采集卡程序設計示例  5.1  模擬量輸入（AI）程序設計    5.1.1  硬件線路    5.1.2  設計任務    5.1.3  任務實現(xiàn)  5.2  數(shù)字量輸入（DI）程序設計    5.2.1  硬件線路    5.2.2  設計任務  5.3  數(shù)字量輸出（DO）程序設計    5.3.1  硬件線路    5.3.2  設計任務    5.3.3  任務實現(xiàn)  5.4  溫度測量與報警控制程序設計    5.4.1  硬件線路    5.4.2  設計任務    5.4.3  任務實現(xiàn)第6章  MATLAB串口通信基礎  6.1  串口通信標準及其應用    6.1.1  RS-232C串口通信標準    6.1.2  RS-485串口通信標準    6.1.3  串口通信線路連接    6.1.4  PC中的串口    6.1.5  串口通信調試    6.1.6  虛擬串口通信的使用  6.2  MATLAB串口通信    6.2.1  MATLAB串口通信簡介    6.2.2  開始使用串口IO流    6.2.3  串口對象的建立    6.2.4  數(shù)據(jù)的讀寫    6.2.5  事件和函數(shù)回調    6.2.6  使用控制針    6.2.7  記錄數(shù)據(jù)到磁盤    6.2.8  保存和裝載數(shù)據(jù)    6.2.9  串口對象屬性參考第7章  MATLAB串口通信程序設計示例  7.1  PC與PC串口通信程序設計    7.1.1  硬件線路    7.1.2  設計任務    7.1.3  任務實現(xiàn)  7.2  PC與單片機串口通信程序設計    7.2.1  硬件線路    7.2.2  設計任務    7.2.3  任務實現(xiàn)  7.3  PC與智能儀器串口通信程序設計    7.3.1  硬件線路    7.3.2  設計任務    7.3.3  任務實現(xiàn)  7.4  PC與PLC串口通信程序設計    7.4.1  硬件線路    7.4.2  設計任務    7.4.3  任務實現(xiàn)  7.5  PC與GSM模塊串口通信程序設計    7.5.1  硬件線路    7.5.2  設計任務    7.5.3  任務實現(xiàn)  7.6  PC與智能儀器構成的DCS程序設計    7.6.1  硬件線路    7.6.2  設計任務    7.6.3  任務實現(xiàn)  7.7  PC與遠程IO模塊構成的DCS程序設計    7.7.1  硬件線路    7.7.2  設計任務    7.7.3  任務實現(xiàn)參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的正常工作，除了必須有系統(tǒng)硬件外，還必須有系統(tǒng)軟件的支持。數(shù)據(jù)：采集系統(tǒng)軟件由于具體應用的不同，其規(guī)模、功能及所采用的技術也不相同。在設計一個復雜的軟件系統(tǒng)時，一般是根據(jù)軟件工程學中“自項向下，逐層細分”的；設計原則，將軟件系統(tǒng)分解成若干個功能模塊，各個功能模塊之間既相互聯(lián)系，又相互獨：立，這樣才能使軟件系統(tǒng)結構清晰，分工明確，便于軟件的開發(fā)、調試、修改和維護。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件一般由下列程序組成。1.模擬信號采集與處理程序模擬信號采集與處理程序的主要功能是對模擬輸入信號進行采集、標度變換、濾波處理及二次數(shù)據(jù)計算，并將數(shù)據(jù)存入磁盤。2.數(shù)字信號采集與處理程序數(shù)字信號采集與處理程序的功能是對數(shù)字輸入信號進行采集及碼制之間的轉換，如BCD碼轉換成ASCII碼。3.脈沖信號處理程序脈沖信號處理程序的功能是對輸入的脈沖信號進行電平高低判斷和計數(shù)。脈沖信號處理程序的編程方法將在第9章中討論。4.開關信號處理程序開關信號處理程序包括一般的開關信號處理程序和中斷型開關信號處理程序。前者是按系統(tǒng)設定的掃描周期定時查詢運行，而后者是隨中斷的產(chǎn)生而隨時運行的。開關信號處理程序的主要功能是判斷開關信號輸入狀態(tài)的變化情況，如果發(fā)生變化，則執(zhí)行相應的處理程序。.

編輯推薦

《案例解說MATLAB典型控制應用》：提供豐富的工程應用實例，彌補MATLAB控制實踐方面圖書缺乏的不足。通過兩款典型的數(shù)據(jù)采集卡，詳細闡述MATLAB數(shù)據(jù)采集工具箱的使用方法。通過七個典型的串口通信系統(tǒng)，詳細介紹MATLAB串口通信功能的實現(xiàn)方法。

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