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广户路
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1 2015 The MathWorks, Inc. 1

2 借助 MATLAB 加速科研进程卓金武 MathWorks 中国 2015 The MathWorks, Inc. 2

3 内容提要基于 MATLAB 平台的科研进程方法论 MATLAB 科研数据分析方法 MATLAB 数学建模方法 MATLAB 科研优化问题处理方法基于 MATLAB 的科研中的数值模拟与仿真基于 MATLAB 的科研成果的展示与汇报 3

4 科研项目流程数据建模优化仿真发布 MATLAB 平台 4

5 MATLAB 科研整体方案数据优化设计仿真建模开发建模开发科学计算 MBD 5

FPGA PLC Control Algorithms Supervisory Logic 测试和验证 C,

6 基于模型设计流程 (MBD) 调研报告需求说明详细设计 Environmental Models Mechanical Electrical 从仿真模型自动产生代码直接部署到产品目标处理器上 : 微控制器 FPGA PLC Control Algorithms Supervisory Logic 测试和验证 C, C++ 代码实现 VHDL, Verilog Structured Text MCU DSP FPGA ASIC PLC 集成 6

7 科学计算典型流程 Access Files Explore & Discover Data Analysis & Modeling Share Reporting and Documentation Software Algorithm Development Outputs for Design Code & Applications Hardware Application Development Deployment Automate 7

8 数据分析在科研过程中的位置数据建模优化仿真发布统计可视化回归学习 MATLAB 平台 8

数据分析流程及方法数据统计分析可视化 40 35 数据处理与建模 30 25 20 缺失值去噪回归假设检验分布率

9 数据分析流程及方法数据统计分析可视化数据处理与建模缺失值去噪回归假设检验分布率神经网络 y 2 1 2x 3x 4 5 sin( x ) 6 9

10 数据可视化 >> load fisheriris Basic Histogram Custom Number of Bins By Group With a Normal Distribution Fit 3D Histogram Scatter Plot Pie Chart Box Plot 10

11 柱状图的变换 by TS Days 20 Colors Annotations Tick marks Tick labels 10 0 J F M A M J J A S O N D Month 11

12 假设检验 normal distributions Men Women ttest ttest2 vartest vartest2 vartestn ztest testing means ttest ttest2 ztest unknown variance ttest2 comparing two samples ttest ttest Height [cm] >> [h,p,ci,stats] = ttest2(hmen,hwomen,0.05,'right') 12

13 回归方法 y x x sin( x ) Consumption [10 6 barrels/day] Data Model Year 13

14 14 逐步回归 C HC H C H W C HC H C H W stepwiselm

15 分类方法 100 Bank Marketing Campaign Misclassification Rate 80 Percentage No Misclassified Yes Misclassified 0 Neural Net Logistic Regression Discriminant Analysis k-nearest Neighbors Naive Bayes Support VM Decision Trees TreeBagger 15

16 聚类方法 1. K-means 2. 层析聚类 3. 神经网络最佳算法 4. Fuzzy C-Means 5. 高斯混合聚类 16

17 建模在科研过程中的位置数据建模优化仿真发布统计可视化机理建模数据建模回归学习 MATLAB 平台 17

18 建模方法机理建模理论推导数据建模回归训练 18

19 燃油消耗建模目标 : Model BSFC* = *BSFC = Brake Specific Fuel Consumption f(engine Speed, Engine Load) 方法 : 从多种数据源获取数据执行数据探索数据曲面拟合 BSFC Load Speed

20 优化在科研过程中的位置数据建模优化仿真发布统计机理建模参数优化可视化数据建模数值优化回归选型优化学习目标优化 MATLAB 平台 20

21 优化工具箱求解器线性 LINPROG BINTPROG 二次 QUADPROG 非线性 FMINCON FMINUNC FMINBND FMINSEARCH FSEMINF 最小二乘 LSQLIN LSQNONNEG LSQCURVEFIT LSQNONLIN 非线性方程求解 FSOLVE FZERO 多目标规划 FGOALATTAIN FMINIMAX 21

22 全局优化算法多起点算法 Peaks 全局搜索模式搜索遗传算法模拟退火算法 y Local minima Global minima x

23 仿真在科研过程中的位置数据建模优化仿真发布统计机理建模参数优化数值仿真可视化数据建模数值优化系统仿真回归选型优化学习目标优化 MATLAB 平台 23

24 水体污染过程模拟 y 方向污染物浓度 /(mg/l) y 方向污染物浓度 /(mg/l) y 方向污染物浓度 /(mg/l) y 方向污染物浓度 /(mg/l) 连续污染源中心扩散示意图 (a) x 方向污染物浓度 /(mg/l) 瞬时点源中心扩散示意图 (b) x 方向污染物浓度 /(mg/l) 连续污染源水下 10 米扩散示意图 (c) x 方向污染物浓度 /(mg/l) 瞬时点源水下 10 米扩散示意图 (d) x 方向污染物浓度 /(mg/l) 24

25 热场分布模拟 25

26 发布在科研过程中的位置数据建模优化仿真发布统计可视化回归机理建模数据建模参数优化数值优化选型优化数值仿真系统仿真报告论文专利产品应用学习目标优化 MATLAB 平台 26

27 实例 : 电池测试数据处理 10.5 Raw Data 目标 : 处理电池测试数据, 以用于精确的参数估计和模型建立方法 : 导入并对数据进行可视化自动执行数据处理流程 Voltage (V) Current (Amp) Time (s) Time (s) Voltage Data Original Data Smoothed Data 以不同的形式分享结果 Voltage 相关工具箱 : Time (s) MATLAB Statistics Toolbox subcurrent subcurrent vs. subtime Excluded subcurrent vs. subtime untitled fit subtime 27

28 量化交易系统 28

29 Q&A 29

30 联系我们官方网站 : 技术支持 : 关注微博 :MATLAB 联系电话 ( 总机 ): 联系地址 : 迈斯沃克软件 ( 北京 ) 有限公司北京市海淀区科学院南路 2 号融科资讯中心 C 座南楼 3 层 301 迈斯沃克软件 ( 北京 ) 有限公司上海分公司上海市浦东新区竹林路 101 号陆家嘴基金大厦 1702 单元 30

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PowerPoint Presentation Presentation Title By Author 4 The MathWorks, Inc. MATLAB 数据管理与优化技术卓金武 Application Engineer steven.zhuo@mathworks.cn 内容提要 MATLAB 数据处理概要 MATLAB 数据处理应用实例 MATLAB 优化技术及应用实例总结 MATLAB 数据处理流程 Access Files Eplore