Module und Zusatzprogramme für Matlab

Das Aerospace Blockset stellt spezialisierte Blöcke und Werkzeuge für die Modellierung, Integration und Simulation von Systemen bzw. Subsystemen für Luft- und Raumfahrzeuge, Flugkörper und Triebwerke in Simulink zur Verfügung. Weiterhin enthält es Umgebungsmodelle für Schwerkraft, Atmosphäre und Wind und erlaubt Koordinationstransformationen für räumliche Darstellungen.

Die Control System Toolbox enthält Werkzeuge zur systematischen Analyse, zum Entwurf und zur Optimierung von Regelungssystemen. Systeme werden zunächst in Form linearer Modelle definiert. Danach können Sie beispielsweise den Frequenzgang grafisch darstellen und so Systemverhalten besser verstehen, Reglerparameter mit Hilfe automatisierter oder interaktiver Techniken optimieren und Leistungsanforderungen wie Ansprechzeiten oder Verstärkungs- und Phasenwerte verifizieren. Workflow-basierte grafische Oberflächen führen Sie durch die einzelnen Schritte des Analyse- und Entwurfsprozesses.

Die Curve Fitting Toolbox™ enthält GUI und Befehlszeilen-Funktionen für die Anpassung von Kurven und Oberflächen an Daten. Mit diesen Funktionen lassen sich explorative Datenanalysen durchführen, Daten vor- und nachverarbeiten, Kandidatenmodelle vergleichen und Ausreißer entfernen. Für Regressionsanalysen können Sie die mitgelieferte Bibliothek linearer und nichtlinearer Modelle nutzen oder eigene Gleichungen definieren. Die Toolbox unterstützt außerdem nichtparametrische Modellierungsmethoden wie etwa die Interpolation und Glättung.

Die Data Acquisition Toolbox enthält eine umfassende Sammlung von Werkzeugen, um analoge und digitale Ein- und Ausgaben mit einer Vielzahl PC-kompatibler Datenerfassungsgeräte auszutauschen. Sie eignet sich, um externe Hardwaregeräte zu konfigurieren oder um Daten zur Analyse in MATLAB einzulesen bzw. an die Geräte zu senden.

Mit der Database Toolbox können Sie Daten zwischen MATLAB und jeder ODBC/JBDC-kompatiblen Datenbank austauschen. Der in der Toolbox enthaltene Visual Query Builder ermöglicht die Abfrage gespeicherter Daten ohne jegliche SQL-Kenntnisse. So haben Sie die Möglichkeit, Daten schnell und einfach aus MATLAB heraus abzurufen, zu analysieren und zu speichern..

Die Extended Symbolic Math Toolbox vereinigt die Funktionalität, die die Maple Symbolic Engine in den Bereichen der symbolischen Mathematik und der Arithmetik mit variabler Genauigkeit bietet, mit den numerischen und Visualisierungsfunktionen von MATLAB. Die Toolbox umfasst mehr als 100 symbolische Funktionen zur Durchführung von Operationen aus der Algebra und Analysis oder von Integraltransformationen. Die Extended Symbolic Math Toolbox unterstützt die Maple-Programmierung und bietet Ihnen den Zugriff auf die spezialisierten mathematischen Bibliotheken von Maple 10.

FEMLAB ist eine mächtige interaktive Entwicklungsumgebung für die Modellierung und Lösung von Problemen aus Wissenschaft und Technik, die durch partielle Differentialgleichungen beschrieben und mit der Methode der Finiten Elemente behandelt werden. FEMLAB ist die konsequente Erweiterung der PDE-Toolbox für MATLAB und wird im Herbst 2000 auch für dreidimensionale Modellierungen verfügbar sein. Für Spezialanwendungen stehen zur Zeit zwei Zusatzmodule zur Verfügung; das SME (Structural Mechanics Engineering) - und das CEM (Computational Electromagnetics) – Modul. Weitere Module befinden sich in Vorbereitung. Das Hauptmerkmal von FEMLAB ist, dass es sich einfach handhaben lässt und dass es sich bei der Modellierung leicht an kundenspezifische Wünsche anpassen lässt. Außerdem können damit Berechnungen durchgeführt werden, die weit über standardmäßige Anwendungen hinausgehen. So können mit FEMLAB in einfacher Weise nicht-lineare, miteinander gekoppelte Phänomene modelliert werden. Dabei gibt es für die Anzahl der Phänomene, die gleichzeitig modelliert werden können, keine Beschränkung. Die Umwandlung in Gleichungen und deren Lösung erfolgt automatisch und effizient durch die Solver in FEMLAB - für den Anwender praktisch unbemerkt. Für den Benutzer steht eine Modellbibliothek zur Verfügung, die eine große Anzahl von Modellen aus den verschiedensten Bereichen enthält. Aufgrund seines universellen Ansatzes ist FEMLAB nicht nur für Problemstellung aus der numerischen Mathematik und der Physik, sondern auch für Anwendungen in der Chemie, der Biologie und den Ingenieurwissenschaften sowie für Forschung und Lehre an Hochschulen und Forschungsinstituten bestens geeignet.

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Die Fixed-Point Toolbox erweitert MATLAB um Festkomma-Datentypen und -Arithmetik. Sie dient zum Entwurf von Festkomma-Algorithmen mit Hilfe der MATLAB-Syntax, die dadurch mit der Geschwindigkeit von kompiliertem C-Code ausgeführt werden können. Die erzeugten Algorithmen können in Simulink verwendet werden und beispielsweise Festkommadaten an Simulink-Modelle übergeben oder von diesen empfangen und damit die Simulation, Implementierung und Analyse von Festkomma-Systemen erleichtern. Mit der Fixed Point Toolbox lassen sich außerdem Testsequenzen zur Prüfung von Festkomma-Hardware- und -Software-Implementierungen generieren.

Die Image Processing Toolbox bietet ein umfassendes Instrumentarium von Standardalgorithmen und grafischen Werkzeugen für die Bildverarbeitung, -analyse und
-visualisierung sowie zur Entwicklung bildverarbeitender Algorithmen. Sie ermöglicht die Wiederherstellung von Bildern mit Störungen oder schlechter Qualität, die Bildverbesserung, die Extraktion von Details, die Analyse von Formen und Texturen sowie die Bildregistrierung. Die Mehrzahl der Toolbox-Funktionen sind in der offenen MATLAB®-Sprache geschrieben, Sie können also die Algorithmen untersuchen, den Quellcode ändern und auch ganz eigene Funktionen erstellen.

Die Instrument Control Toolbox ermöglicht die Kommunikation mit Instrumenten wie Oszilloskopen, Funktionsgeneratoren und Analysegeräten direkt aus MATLAB heraus. Sie ermöglicht die Kommunikation mit Instrumenten über Instrumententreiber wie IVI und VXIplug&play sowie mittels häufig verwendeter Kommunikationsprotokolle wie GPIB, VISA, TCP/IP und UDP. Mit der Instrument Control Toolbox lassen sich in MATLAB Daten erzeugen und dann an ein Instrument übergeben oder Daten nach MATLAB einlesen und dort analysieren oder visualisieren.

Die Neural Network Toolbox™ erweitert MATLAB® um Tools für den Entwurf und die Implementierung, Visualisierung und Simulation neuronaler Netze. Neuronale Netze sind besonders wertvolle Werkzeuge für Anwendungen, die mit formalen Analysemethoden nur schwer zugänglich sind. Dazu gehören beispielsweise die Mustererkennung oder die Identifizierung und Steuerung nichtlinearer Systeme. Die Neural Network Toolbox unterstützt eine Vielzahl bewährter Netzwerkparadigmen und enthält verschiedene grafische Oberflächen, die den Entwurf und die Verwaltung von Netzwerken vereinfachen. Die modulare, offene und erweiterbare Konzeption der Toolbox erleichtert außerdem die Erzeugung eigener Netzwerke und Funktionen.

Die Neural Network Toolbox erweitert MATLAB um Werkzeuge für den Entwurf, die Implementierung, Visualisierung und Simulation neuronaler Netze. Neuronale Netze sind äußerst leistungsstarke Werkzeuge und werden in Bereichen eingesetzt, in denen die Durchführung einer formalen Analyse sehr schwierig oder sogar unmöglich ist, beispielsweise bei der Mustererkennung und bei der Identifikation und Steuerung nichtlinearer Systeme. Die Neural Network Toolbox unterstützt eine Vielzahl bewährter Netz-Paradigmen und verfügt über grafische Oberflächen, mit deren Hilfe Sie Netze entwerfen und verwalten können. Der modulare, offene und erweiterbare Aufbau der Toolbox erleichtert außerdem die Erzeugung eigener Funktionen und Netze.

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Wenden Sie fortgeschrittene Verfahren auf nichtlineare Probleme an. In der Optimization Toolbox finden Sie Werkzeuge für nicht-triviale Kurven-Fittings und zur Behandlung nichtlinearer Aufgabenstellungen: z.B. nichtlineare kleinste Quadrate-Verfahren, Daten-Fitting innerhalb vorgegebener Schranken, Lösen nichtlinearer Gleichungssysteme, Extremwert-Probleme mit Randbedingungen.

Die Partial Differential Equation Toolbox enthält Werkzeuge zur Untersuchung und Lösung partieller Differentialgleichungen (PDE) in zwei Raumdimensionen und der Zeit. Eine Sammlung von Kommandozeilenfunktionen und eine grafische Oberfläche ermöglichen die Vorverarbeitung, Lösung und Nachverarbeitung generischer 2D-PDEs für eine Vielzahl wissenschaftlicher und technischer Anwendungen.

Die Robust Control Toolbox enthält Werkzeuge zum systematischen Einbau von Unsicherheiten in Ihren Entwurf. Sie können dadurch sicherstellen, dass der von Ihnen kunstruierte Regler seiner späteren realen Umgebung wirklich gewachsen ist. Die Werkzeuge der Toolbox erlauben die schnelle Identifikation von Worst Case-Szenarien und die automatische Erzeugung von Reglern, die Parameterschwankungen und Modellierungsfehlern gegenüber unempfindlicher sind.

Simulink ist eine Plattform für die Mehrdomänensimulation und das Model-Based Design dynamischer Systeme. Es bietet eine interaktive, grafische Entwicklungsumgebung mit individuell anpassbaren Blockbibliotheken, für die eine Reihe von Erweiterungen für spezielle Anwendungsgebiete zur Verfügung stehen.

Der Simulink Accelerator erhöht die Simulationsgeschwindigkeit Ihrer Modelle durch eine schnellere Modellausführung und die Erstellung von Leistungsprofilen, die Leistungsengpässe aufspüren.

Verarbeiten Sie Ihre Signale mit der Signal Proccesing Toolbox. Sie ist die ideale Umgebung zur Signal-Analyse. Graphische Oberflächen (GUIs) ermöglichen Ihnen die interaktive Analyse von Signalen und Spektren sowie das Auslegen von Filtern. Die breite Funktionspalette mit Methoden zur statistischen Signalverarbeitung, Generierung von Signalen usw. eröffnet Ihnen Möglichkeiten, die weit über Analyse-Aufgaben hinausgehen.

Erweitern Sie Ihre Möglichkeiten mit Splines. Die Spline Toolbox bietet Ihnen eine Werkzeug-Palette für das Fitten von Daten, Inter- und Extrapolation sowie aufwendige 2D-/3D-Plots auf der Basis von Splines.

Setzen Sei die Statistics Toolbox ein für anspruchsvolle statistische Analysen. Eine Sammlung von über 250 Funktionen gibt Ihnen Zugang zu allen wichtigen Bereichen der Statistik, z.B. Regressions-Techniken, Varianz-Analysen, Wahrscheinlichkeits-Verteilungen, Schätzungen, Konfidenzintervalle, Testen von Hypothesen, Entwicklung statistischer Algorithmen, lineare und nichtlineare Modellierung uvm. Dabei müssen Sie kein Statistik-Experte sein. Denn interaktive Grafiken und verschiedene grafische Benutzeroberflächen unterstützen Sie bei Ihrer Aufgabe.

Diese Toolbox bietet eine Sammlung von MATLAB-Funktionen zur Erstellung mathematischer Modelle für dynamische Systeme. Sie ermöglicht Ihnen eine einfache Erstellung exakter Modelle auf der Grundlage beobachteter Ein-/Ausgabedaten. Die sorgfältig implementierten Algorithmen dieser Toolbox wurden von Professor Lennart Ljung, einem anerkannten führenden Wissenschaftler auf dem Gebiet der Systemidentifikation, verfasst und garantieren für Effizienz und Zuverlässigkeit der numerischen Ergebnisse.

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TSiControls ermöglicht die Integration numerischer und symbolischer Werkzeuge in den Entwurfs-Prozess von Regelsystemen. Es enthält Funktionen für den klassischen (linearen) Entwurf von Regelsystemen. Darüber hinaus sind in dem Paket Funktionen zur Entwicklung und Analyse nichtlinearer Regelsysteme enthalten, einschließlich der Berechnung nichtlinearer, adaptiv rückgekoppelter Regelelemente. Wird eine Computer-Simulation benötigt, so bietet TSiControls Funktionen zum Erzeugen von C-Quellcode, der als eigenständiges Modell zum Einbinden in einen ODE-Solver oder als "MEX-Datei" zur Verwendung mit MATLAB-SIMULINK kompiliert werden kann.

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TSiDynamics ist ein Mathematica Paket, das die Erstellung und Verwaltung mathematischer Modelle und Simulationen für mechanische Systeme ermöglicht. Aus den vom Anwender definierten Modellen erzeugt TSiDynamics die Bewegungsgleichungen. Die aktuelle Version enthält diverse Baumstrukturen, deren Knoten aus fest definierten oder dynamischen Körpern bestehen, die Kanten sind vom Anwender frei definierbar. Wird eine Computer-Simulation benötigt, so bietet TSiDynamics Funktionen zum Erzeugen von C-Quellcode, der als "MEX-Datei" kompiliert und in MATLAB-SIMULINK verwandt werden kann.

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Gewinnen Sie einen tiefen Einblick in Ihre Daten. Die Wavelet Toolbox verschafft Ihnen einen verständlichen und umfassenden Zugang zu modernen und leistungsstarken Analyse-Techniken auf der Basis von Wavelets. Mit Wavelet-Analysen gewinnen Sie neue Einsichten und Erkenntnisse, wenn klassische Methoden an ihre Grenzen stoßen.