MatLab
В Зале курсового и дипломного проектирования библиотеки установлено следующее лицензионное программное обеспечение для организации учебной и научной деятельности студентов и преподавателей вуза.
Релиз R2018a. В состав пакета входят 22 программных продуктов, объединённых в единую среду для инженерных расчетов и имитационного моделирования с возможностью расширения функционала путем добавления к текущей конфигурации дополнительных продуктов.
Перечень программ и их функционала:
[spoiler title=»1. MATLAB»]
Программный продукт для решения широкого спектра научных и прикладных задач, в таких областях как: моделирование объектов и разработка систем управления, проектирование коммуникационных систем, обработка сигналов и изображений, измерение сигналов и тестирование, финансовое моделирование, вычислительная биология. Позволяет максимально работать с матрицами реальных, комплексных и аналитических типов данных и со структурами данных и таблицами поиска.
Основные характеристики:
- Платформонезависимый высокоуровневый язык программирования, ориентированный на матричные вычисления и разработку алгоритмов;
- Интерактивная среда для разработки кода, управления файлами и данными
- Функции линейной алгебры, статистики, анализ Фурье, решение дифференциальных уравнений и др.;
- Средства визуализации, 2-D и 3-D графика;
- Встроенные средства разработки пользовательского интерфейса для создания законченных приложений на MATLAB;
- Средства интеграции с C/C++, наследование кода, ActiveX технологии.
Программный продукт, содержащий набор классических алгоритмов для оптимизации стандартных задач и задач большой размерности.
Основные характеристики:
- Функции командной строки и инструменты графического интерфейса пользователя для постановки, решения и анализа оптимизационных задач;
- Решение задач нелинейной и многокритериальной оптимизации;
- Решение задач на основе методов нелинейных наименьших квадратов, аппроксимации данных и нелинейных уравнений;
- Методы решения задач квадратичного и линейного программирования;
- Методы решения задач двоичного целочисленного программирования;
- Параллельные вычисления ограниченных нелинейных решений;
- Различные библиотеки прикладных функций оптимизации.
Программный продукт для решения задач оптимизации недифференцируемых, стохастических и разрывных функций.
Основные характеристики:
- Графический интерфейс пользователя и функции командной строки для быстрого запуска процесса оптимизации и мониторинга;
- Решение оптимизационных задач с высокой степенью нелинейности целевой функции, с линейными и нелинейными ограничениями;
- Средства, позволяющие создавать начальную популяцию, выбирать родителей, вид скрещивания и мутацию для генетических алгоритмов оптимизации;
- Средства прямого поиска, позволяющие реализовывать поиск по шаблону, задавать опции и размеры сетки;
- Автоматическая генерация MATLAB-кода.
Программный продукт, предоставляющий интерактивную графическую среду для построения блок-диаграмм.
Основные характеристики:
- Расширяемая библиотека готовых блоков;
- Удобные средства построение многоуровневых иерархических многокомпонентных моделей;
- Средство навигации и настройки параметров сложных моделей — ModelExplorer;
- Средства интеграции готовых C/C++, FORTRAN, ADA и MATLAB-алгоритмов в модель, взаимодействие с внешними программами для моделирования;
- Современные средства решения дифференциальных уравнений для непрерывных, дискретных, линейных и нелинейных объектов (в т.ч. с гистерезисом и разрывами);
- Имитационное моделирование нестационарных систем с помощью решателей с переменным и постоянным шагом, и методом пакетного моделирования;
- Удобная интерактивная визуализация выходных сигналов, средства настройки и задания входных воздействий;
- Средства отладки и анализа моделей
- Полная интеграция с программным пакетом MATLAB, включая численные методы, визуализацию, анализ данных и графические интерфейсы.
Программный продукт, содержащий алгоритмы и инструменты для организации, анализа и моделирования данных и позволяющий использовать регрессию или классификацию для предсказательного моделирования, создавать случайные числа для метода Монте Карло, использовать статистические графики для исследовательского анализа данных и выполнение проверки гипотез, вычисление и подгонку распределения вероятностей.
Основные характеристики:
- Линейное и нелинейное моделирование;
- Многомерный статистический анализ;
- Дескриптивная статистика;
- Дисперсионный анализ (ANOVA);
- Проверка и тестирование гипотез;
- Статистические графики и средства визуализации данных;
- Планирование экспериментов (DOE);
- Статический контроль производственных процессов (SPC).
Программный продукт, содержащий функции аналитических преобразований и поддерживающий арифметику произвольной точности. Содержит символьные функции для таких задач как дифференцирование, интегрирование, преобразования и решение уравнений и включает в себя язык MuPAD, который оптимизирован для работы с символьными математическими выражениями.
Основные характеристики:
- Арифметика произвольной точности;
- Язык MuPAD для работы над символьными математическими выражениями;
- Библиотеки функций MuPAD для общих математических областей, таких как исчисления и линейная алгебра, а также для специализированных областей, таких как теория чисел и комбинаторика;
- Функции для конвертирования символьных выражений в MATLAB, C, Fortran, MathML и TeX;
- Интерфейс MuPAD с работой с текстом, графикой, средствами верстки и документирования вычислений, выполняемых на языке MuPAD;
- Редактор и отладчик MuPAD для написания пользовательских символьных функций и библиотек.
Программный пакет для решения прикладных задач подгонки, аппроксимации и интерполяции данных, включающий в себя интерактивные средства предварительной обработки данных, сравнения стандартных моделей и разработки моделей пользователя, подгонки с помощью стандартных и робастных методов и анализа качества аппроксимации.
Основные характеристики:
- Интерактивный интерфейс пользователя, унифицирующий задачи подгонки и обработки данных;
- Предварительная обработка данных, включая масштабирование, секционирование, сглаживание и определение вылетов;
- Обширная библиотека моделей, линейных и нелинейных методов подгонки, оптимизированный алгоритм поиска стартовой точки;
- Метод наименьших квадратов, взвешенных наименьших квадратов, методы робастной оценки;
- Разработка пользовательских линейных и нелинейных моделей подгонки
- Непараметрическая подгонка с использованием сплайнов, интерполяции и регрессии;
- Интерполяция, экстраполяция, дифференцирование и интегрирование модели.
Программный пакет для работы с базами данных, обеспечивающий соединение с ODBC/JDBC базами, импорт и экспорт данных.
Основные характеристики:
- Взаимодействие MATLAB с ODBC/JDBC-базами данных, включая Oracle, Microsoft SQL Server, Sybase, Microsoft Access, Informix, Ingres и др.
- Прямое выполнение SQL-запросов непосредственно из MATLAB
- Возможности доступа и обращения к базам данных без дополнительных знаний SQL
- Экспорт/импорт всех типов данных
- Гибкие средства управления соединением, потоковой передачи данных и др.
- Одновременная работа с несколькими базами данных
Программный пакет, содержащий алгоритмы и инструменты для системного анализа, проектирования и настройки линейных систем управления.
Основные характеристики:
- Синтез одноконтурных систем управления и многоконтурных регуляторов классическими и специальными методами (размещение полюсов, частотные характеристики, модальное регулирование, линейно-квадратичное управление (LQG, LQR), синтез наблюдателей, фильтр Калмана);
- Анализ реакции системы на возмущение с помощью интерактивных графических средств и функций командной строки
- Интерактивная настройка параметров одноконтурной системы управления объектом;
- Параметрическая оптимизация системы управления в частотной и временной области, поиск параметров СУ, удовлетворяющих техническим условиям;
- Работа с различными форматами моделей: передаточные функции, нули и полюса, пространства состояний, частотные модели;
- Преобразование непрерывных моделей в дискретные, аппроксимация объектов высокого порядка;
- Применение новейших вычислительных технологий: библиотек LAPACK и SLICOT.
Программный пакет, предоставляющий возможности для построения математических моделей динамических систем по измеренным данным входа и выхода реальной системы.
Основные характеристики:
- Возможность идентификации передаточных функций, моделей процессов и моделей в пространстве состояний по данным отклика в частотной и временной области
- Возможность использования для оценки авторегрессионной модели (ARX, ARMAX), модели Box-Jenkins (Бокса-Дженкинса) и Output-Error (Выход-ошибка) модели с использованием техник идентификации типов: максимальная вероятность, минимизация предсказанной ошибки (PEM — prediction-error minimization), подпространственная система
- Моделирование временной последовательности (AR, ARMA, ARIMA) и прогнозирование • Идентификация нелинейных ARX моделей и моделей Хаммерстайна-Винера с нелинейностями на входе и выходе, такими как насыщенность и мёртвая зона
- Идентификация линейных и нелинейных систем как чёрных ящиков для оценки моделей, заданных пользователем
- Оценка задержек, удаление тренда, фильтрация, повторная дискретизация и восстановление недостающих данных
- Блоки для использования идентифицированных моделей в Simulink
Программный продукт, содержащий инструменты для проектирования систем нечеткой логики.
Основные характеристики:
- Графический интерфейс для интерактивного пошагового проектирования нечетких систем
- Функции для создания экспертных систем на основе нечеткой логики
- Поддержка логики И, ИЛИ и НЕ в настраиваемых правилах
- Стандартные типы экспертных систем нечеткой логики (Mamdani, Sugeno)
- Функции для нейроадаптивной и нечеткой кластеризации с обучением
- Включение нечетких систем в Simulink-модели
- Генерация С-кода и независимых приложений, реализующих системы нечеткой логики
Программный продукт для выполнения параллельных вычислений на многоядерных компьютерах, графических процессорах (GPU) и кластерах.
Основные характеристики:
- Параллельные циклы for (parfor) для запуска параллельных по задачам алгоритмов на нескольких процессорах;
- Поддержка CUDA для графических процессоров NVIDIA;
- Использование до 12 ядер локально на многоядерном ПК;
- Поддержка кластеров и гридов;
- Интерактивное и пакетное выполнение параллельных приложений;
- Распределённые массивы и конструкции для запуска одной программы на множестве данных (spmd) используются для работы с большими массивами данных.
Программный продукт для моделирования гибридных мультидоменных объектов, сочетающих механические, гидравлические, электрические, магнитные, пневматические термальные компоненты;
Основные характеристики:
- Библиотеки блоков для физического моделирования и математические элементы для разработки собственных компонентов
- Язык, позволяющий в текстовом виде определять компоненты физического моделирования, домены и библиотеки
- Физические единицы измерения для параметров и переменных с автоматической конвертацией всех единиц измерения
- Возможность симулировать модели, включающие блоки из связанных продуктов для физического моделирования без необходимости покупки этих продуктов
- Поддержка возможности генерации C кода
Программный продукт для моделирования, электросиловых систем генерации, передачи, распределения и потребления электроэнергии.
Основные характеристики:
- Среда моделирования для построения электрических систем постоянного, переменного тока и смешанных вариантов
- Модели электрических машин постоянного и переменного тока, гибких систем передачи переменного тока (FACTS) и ветровых генераторов
- Высокоточное имитационное моделирование на основе встроенных Simulink решателей
- Дискретизация моделей, расчет комплексных амплитуд, быстрое моделирование в реальном времени
- Переход к расчету моделей в пространстве состояний, расчет магнитного потока, напряжений и силы тока
- Демонстрационные модели ключевых технологий электроэнергетики.
Программный продукт для проектирования и анализа систем управления.
Основные характеристики:
- Автоматическая настройка блоков из типа PID controller (ПИД-регулятор);
- Быстрый расчёт рабочей точки (подгонка) и линеаризации моделей;
- Расчёт частотных характеристик с использованием симуляции;
- Графическая и автоматизированная настройка произвольных систем управления;
- Интерфейс командной строки для развития скриптов автоматической линеаризации и выполнения пакетной линеаризации.
Программный продукт для оценки и настройки параметров модели числовыми методами оптимизации
Основные характеристики:
- Оценка параметров модели по данным теста
- Оптимизация моделей Simulinkпо откликам во временной и частотной областях одновременно
- Графическое отображение технических требований к отклику и возможность визуального слежения за процессом оптимизации
- Выполнение оптимизации параметров в соответствии с требованиями, задаваемыми в блоках типа Model Verification
- Возможность задавать собственные пользовательские ограничения и функции издержек для оптимизации отклика
- Возможность написания интерфейсов для программного задания задачи оптимизации для проектируемой системы
- Оптимизация проекта робастной системы с учётом изменения параметров или неопределенности
Программный продукт, позволяющий генерировать автономный C и C++ код из кода MATLAB.
Основные характеристики:
- Генерация ANSI / ISO совместимого C и C + + кода
- Генерация MEX функций для алгоритмов с фиксированной и плавающей точками
- Содержит инструмент для создания проектов, где задается главная функция, типы данных входных параметров и другие опции генератора кода
- Статическое или динамическое выделение памяти для переменных с непостоянным размером
- Поддержка генерации кода для многих функций и системных объектов из Communication System Toolbox ™, DSP System Toolbox™ и Computer Vision System Toolbox ™
- Поддержка общих конструкций языка MATLAB, в том числе матричных операций, индексирования, операторов и структур
Программный продукт, позволяющий создавать и исполнять C и C++ код из моделей Simulink, диаграмм и функций MATLAB.
Основные характеристики:
- Генерация ANSI / ISO C и C + + кода и исполняемых файлов для дискретных, непрерывных или гибридных Simulink и Stateflow моделей
- Инкрементальная генерация кода для больших моделей
- Поддержка целочисленной арифметики и арифметики с плавающей и фиксированной точками
- Генерация кода из моделей с одной или несколькими частотами дискретизации и из асинхронных моделей
- Поддержка многозадачности и распараллеливания задач с помощь операционных систем реального времени и без них.
- Режим моделирования типа External для настройки параметров наблюдением за сигналами
Программный продукт, позволяющий обмениваться программами на базе Matlab® как отдельными приложениями.
Основные характеристики:
- Преобразование программного MATLAB-кода, графики и интерфейса в независимые приложения, не требующие для исполнения присутствия платформы MATLAB
- Создание и распространение независимых приложений, компонент и библиотек без дополнительных лицензионных отчислений
- Механизм, позволяющий использовать функции MATLAB в приложениях пользователя, разработанных на других языках
- Шифрование MATLAB кода с целью закрытия его просмотра или редактирования
Программный продукт, позволяющий создавать C / C ++ разделяемые библиотеки, сборки .NET Microsoft, классы JAVA® и пакеты Python® напрямую из программ Matlab®.
Основные характеристики:
- Упаковка ваших программ Matlab®, как C / C ++ разделяемых библиотек, сборок Microsoft® .NET и классов JAVA®
- Распространение компонентов программного обеспечения без дополнительных лицензионных отчислений для пользователей, которые не нуждаются в MATLAB
- Среда разработки и тестирования MATLAB Production Server ™ для интеграции с веб и корпоративными системами
- Шифрование MATLAB кода для защиты интеллектуальной собственности
Программный продукт, позволяющий применять функционал MATLAB для обработки табличных данных, и обращаться из Excel к рабочему пространству MATLAB, импортировать и экспортировать данные, обеспечивать доступ ко всем переменным MATLAB и к дескрипторам объектов из таблиц, формул и макросов Visual Basic.
Основные характеристики:
- Предварительная обработка, редактирование и просмотр данных с помощью простого и широко известного интерфейса Microsoft Excel
- Анализ данных в среде Excel с использованием всех функций и графики MATLAB
- Платформа для разработки приложений использующих интерфейс Excel и математику MALAB
- Интерактивный выбор всевозможных функций с помощью мастера настройки функций MATLAB
- Удобный интерфейс редактирования любых настроек Spreadsheet Link EX
Программный продукт, позволяющий автоматически документировать алгоритмы и функции, разработанные на MATLAB, включать графику в состав отчетов, управлять шаблонами, и настраивать внешний вид генерируемой документации.
Основные характеристики:
- Простой способ создания полноценной документации непосредственно из MATLAB
- Документирование MATLAB функций и скриптов, включение в состав отчета любых переменных, выходных результатов и графиков
- Создание и распространение шаблонов отчетов
- Широкий набор компонент и настраиваемых стилей оформления
- Создание отчетов в разнообразных форматах, включая PDF, RTF, DOC, XML, HTML и др.
- Возможность генерации условного форматирования документов с помощью логических операций, таких как IF, THEN, ELSE и WHILE