MATLAB与LEGO NXT在大学学习之我见

史上最强

在大学中肯定缺少不了MATLAB的存在，因为MATLAB涉及的领域真的很广，你如果翻翻核心文学，很多都是用MATLAB软件的。也因此证明了世界是数学的，不管是数学建模，还是通信，还有控制。如果用stateflow去建立控制器比想想要快的多，因为说白了，控制其实就是状态机组成的，而控制器算法就是PID。而MATLAB把这两方面都进行了优化，简单说这几年MATLAB就是更能让客户，不会因为数学公式不会，则放弃MATLAB，而是让产品更具有自动化，客户拿来就能用。
Simulink：操作更是如此，1000多个模块，你就都看看了解了解，就能搭建模型。
MATLAB工具箱：我现在用MATLAB基本上编代码很少了，因为MATLAB把工具箱都变成了GUI界面，就是跟VB一样，参数都是选择，最好还能一键M代码生成，对生成的代码改改就是自己的代码。
其实MATLAB那个PID优化有个学名，叫做一键PID优化，Stateflow中就连if-else都不用自己去写，就能完成编程工作。
如果学的深了，其中Simulink有个帮助，就是特别简单的弹簧阻尼震动的例子，你可以写微分方程做，也可以直接应用Simulink中的弹簧模块去做。甚至还可以自己在CAD软件画一个系统，然后自动变成Simulink模块。
近两年MATLAB推出了MATLAB Coder，就是从M语言生成C代码，把它和Simulink Coder合并叫Embedded coder。就是各种代码自动生成，而且能优化。说白了谁都知道MATLAB编程简单，还能生成C代码。Simulink可能接触的比较少，因为容易出错，书上介绍的也少，但是Simulink优点就是动态仿真，基于时间的，这是Matlab做不到的。Stateflow属于Simulink一个模块，但是非常出名的原因是它和Simulink有很大的区别，就相当于一个分段函数的分段点。我曾经用Simulink生成了一段代码，点选优化选项和不点选优化选项，差别是33%。而且生成的代码也不可能有出错的可能性。

LEGO NXT在大学中可能就不是那么常见了，但是大学常见的是机器人比赛，我们学校就有一个因为机器人比赛进清华了。但是LEGO的优点是不能泯灭的，它可以进行硬件电路的快速原型建立，给一些想学编程，但是不想学电路知识，不想看许许多多用户手册的人提供了很好的条件。因为现在大学，你除非买现成的开发板，才能自己编编程序，还是验证性的，而且显示的也没有机器人这么直观。否则必须自己学习画PCB板子，自己调试。现在编程的人一个月至少6000，画板子的一个月至少3000元。

最后说说MATLAB与LEGO NXT的联系。MATLAB 2012a开始完全支持LEGO NXT硬件。也就是能生成嵌入式代码直接给NXT运行。这样就完美的把电路原型设计简化，把底层驱动编写简化，完全让学生学习模型的设计，而不是迷失于复杂代码之中。设计出的模型直接生成代码做验证，不会有代码出错的可能性。现在什么最赚钱就是模型的设计，算法的开发，如果孩子能提前体会MATLAB设计流程，这才能对以后人生有重大的帮助。
展望未来一下，国外很多都是用MATLAB开发汽车，但是国内却很少，不过我相信如果中国发展道路一定会跟外国靠拢的。而且MATLAB现在可以对DSP，ARM，MSP430等生成优化的代码，对任何的板子都可以生成嵌入式代码，而且对特定板卡给了底层驱动。

我希望大家能多多使用MATLAB去学习ＬＥＧＯ　ＮＸＴ而不是去玩玩。

imlucky1

记得好像你在另外一个帖子里提过，Matlab已经可以直接生成NXT－G的代码。

我有个问题：matlab能直接为NXT生成在labview里能调用的模块或代码吗？

史上最强

imlucky1 发表于 2012-8-5 20:51
记得好像你在另外一个帖子里提过，Matlab已经可以直接生成NXT－G的代码。

我有个问题：matlab能直接为NX ...

Simulink是直接生成高效C代码的。你可以直接应用Simulink设计你的程序，操作和Labview是差不多的。你问的问题是混编问题，混编是可以的 ，但是模块在labview里能不能代码生成就不知道了。
有一次MATLAB交流会曾经说过，labview的确可视化是比MATLAB好，一些专用软件也比MATLAB用着好。但是为什么还是要用MATLAB呢？因为MATLAB应用特别广，是一个大平台，如果你做你用一些专门的软件做完了，不一定能进行混编，而且接口什么的也不一定对的上。但是MATLAB几乎所有的事情都能在这个平台做。而且MATLAB的数学功底也比labview强太多了，所以一般仿真都在MATLAB上运行。

imlucky1

楼主matlab肯定很熟练了，也提倡孩子能早体会MATLAB。
请教一下，小孩多大能接触MATLAB这类软件？

我有个想法：能否用matlab或者mathcad等，给小孩演示一下某些数学实验，直观给他展示一些数学思想，开阔他的数学眼界，而不是一味让学校整天给他们计算训练，变成计算机器人。

另外，不知道其它类似软件楼主熟悉吗，哪个比较容易上手？

史上最强

imlucky1 发表于 2012-8-5 21:29
楼主matlab肯定很熟练了，也提倡孩子能早体会MATLAB。
请教一下，小孩多大能接触MATLAB这类软件？

matlab是第四代计算机语言，语言要比C语言简单很多（越高级语言越简单，当然编译效率也就越低）。我是学电子信息工程的，软件接触的都是和硬件相关的。
我自己觉得越早接触越好吧，它比NXC编程还简单。simulink就和labview一样。MALTAB因为特别直观，你运行一行命令就能显示运行的结果，比较容易学，不像C得编完了才知道结果。数学实验？还是物理实验？如果数学实验利用MATLAB可以演示蒙特卡洛法概率问题，如果是物理实验可以建立方程在Simulink下运行配合VR模型演示出实例，帮助文件里面有一个演示无能量损失的小球在地面跳动的例子。

史上最强

imlucky1 发表于 2012-8-5 21:29
楼主matlab肯定很熟练了，也提倡孩子能早体会MATLAB。
请教一下，小孩多大能接触MATLAB这类软件？

你想演示哪方面内容呢？

imlucky1

史上最强 发表于 2012-8-5 21:39
你想演示哪方面内容呢？

其实还没有特定的内容，目前还只是有这个想法。

小孩8岁，开学3年级。

让他把matlab当计算器肯定不是我想要的。当然，在他做运算技巧练习时这可以帮他验算。

史上最强

imlucky1 发表于 2012-8-5 22:14
其实还没有特定的内容，目前还只是有这个想法。

小孩8岁，开学3年级。

那估计matlab也帮不上什么忙吧，因为数学还什么都没学到呢也就用用符号工具箱，教教编程可能也没什么兴趣。不过simulink连连模块也算挺好玩的了。

imlucky1

以下这个也许可以算一个例子吧：
有本robolab的书，小孩自己在看，有问题才找我商量。
上次他为里面这个问题找我了：LEGO小车，马达每次以同样的power转，但持续时间不一样，要求列个表，记录 小车开行距离－时间 数值。
然后问，如果要开某个距离，需要马达转多少时间？

因为有一点随机性，小孩用一开始距离最短的那个数据来作计算、推断，发现误差比较大。这时我给他找了个方格纸，给他去画点，然后目测画拟合直线，讲了为什么要搞一下拟合更好。因为这个比较直观，他还比较能接受拟合直线的概念。
这个直线我们又不满意，又擦了重画了几次。

这时如果有个软件，就可以更方便了，还可以跟他讲讲多种拟合的算法，比如最小二乘法什么的，然后直接让软件出拟合直线，相互比较，再跟他手工画的比较。这样的话效果应该会好得多，并乘势给他建立一些数学思维。

以后再有类似问题，他自己也可以去画拟合直线。

（而他学校的数学训练，就是让他们听到“15＋6”时本能反应出是21.
最多再学个把6拆成5和1.
不是说这样不好，天天听着磁带做听算训练，实在过渡训练了。
而在数学思维方面和数学应用方面，现在的小学实在是很差的。）

史上最强

imlucky1 发表于 2012-8-5 22:38
以下这个也许可以算一个例子吧：
有本robolab的书，小孩自己在看，有问题才找我商量。
上次他为里面这个问 ...

那您要这么说 我刚才已经决定matlab都能做了 记录角度数据，然后用拟合工具箱拟合，不需要写一行代码。matlab只是工具，教育方法还得看家长呵呵。 不过您需要这方面东西 我可以给您提供。

imlucky1

史上最强 发表于 2012-8-5 23:09
那您要这么说 我刚才已经决定matlab都能做了 记录角度数据，然后用拟合工具箱拟合，不需要写一行代码。ma ...

谢谢

blackblue

任何有关机器人的软件,讲到最后,全是数学!

IMLUCKY1教孩子方法值得学习!

史上最强

blackblue 发表于 2012-8-6 14:45
任何有关机器人的软件,讲到最后,全是数学!

IMLUCKY1教孩子方法值得学习!

的确到最后都是数学，但是MATLAB把数学全部优化成拖动滚动条看波形了。

imlucky1

blackblue 发表于 2012-8-6 14:45
任何有关机器人的软件,讲到最后,全是数学!

IMLUCKY1教孩子方法值得学习!

谢谢肯定