每年，來自電子科學(xué)、通信、計(jì)算機(jī)、集成電路等各領(lǐng)域的優(yōu)秀研究生匯聚在中國研究生電子設(shè)計(jì)競賽(研電賽)—— 在這里既能接觸到最前沿的技術(shù)挑戰(zhàn)，獲得企業(yè)導(dǎo)師的深度指導(dǎo)，還能與志同道合的伙伴并肩作戰(zhàn)，收獲寶貴的團(tuán)隊(duì)協(xié)作與技術(shù)成長經(jīng)歷。無論是科研達(dá)人、工程高手，還是對電子設(shè)計(jì)充滿好奇的新手，都能在這里找到屬于自己的未來。

自 2018 年起，MathWorks 為研電賽參賽者免費(fèi)提供 MATLAB 軟件、賽前宣講、培訓(xùn)材料和企業(yè)專項(xiàng)獎(jiǎng)，助力同學(xué)們將靈感轉(zhuǎn)化為突破性的項(xiàng)目。今年的第20屆研電賽已經(jīng)于8月中旬圓滿落幕，眾多創(chuàng)新項(xiàng)目脫穎而出。

其中，獲得 MathWorks 企業(yè)專項(xiàng)獎(jiǎng)的團(tuán)隊(duì)，圍繞通信、電力電子、機(jī)器人等前沿領(lǐng)域，針對當(dāng)前研究熱點(diǎn)和社會實(shí)際需求，提出了創(chuàng)新性的解決方案。他們的作品都獲得了研電賽國家級獎(jiǎng)項(xiàng)，展現(xiàn)出中國研究生在電子設(shè)計(jì)與工程實(shí)踐中的卓越創(chuàng)新力和社會責(zé)任感!

這些作品看上去是不是很有趣?

下面我們就一起揭秘獲得2025 研電賽 “MathWorks 企業(yè)專項(xiàng)獎(jiǎng)” 團(tuán)隊(duì)是如何用 MATLAB 點(diǎn)亮夢想、創(chuàng)造未來：

獲獎(jiǎng)項(xiàng)目速覽

信道特性建模與硬件在環(huán)模擬集成驗(yàn)證系統(tǒng)(北京交通大學(xué)：領(lǐng)雁尖兵團(tuán)隊(duì))

針對 5G/6G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新應(yīng)用場景，團(tuán)隊(duì)開發(fā)了集信道測量、建模與硬件鏈路驗(yàn)證于一體的全流程集成系統(tǒng);采用基于 RFSoC 的多相并行架構(gòu)，實(shí)現(xiàn) 1GHz 超寬帶信道模擬;創(chuàng)新集成自動(dòng)化建模平臺和多場景高保真信道復(fù)現(xiàn)，支持多源建模方式，極大提升復(fù)雜場景下通信測試的可靠性與效率。

MATLAB 被用于實(shí)現(xiàn)信道建模的關(guān)鍵算法(如 CIR 計(jì)算、路徑損耗擬合、多普勒分析)，而 Simulink 則用于搭建鏈路級仿真模型，實(shí)現(xiàn)信道參數(shù)與硬件行為的高度一致性。MATLAB 生成的信道參數(shù)可無縫導(dǎo)入 FPGA 模擬器，助力軟硬件協(xié)同開發(fā)，極大加快了 1GHz 超寬帶信號處理等高難度任務(wù)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)度。

一星多用——通信遙感一體化的低軌衛(wèi)星系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(浙江大學(xué)：星聯(lián)通感戰(zhàn)隊(duì))

針對 6G 和天基信息系統(tǒng)的未來需求，創(chuàng)新性地將寬帶通信與高分辨率遙感集成于一顆低軌衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)了通信與遙感的深度融合，為應(yīng)急救援、智能交通等領(lǐng)域提供了全新思路。作品采用正交時(shí)延-多普勒分復(fù)用(ODDM)波形和一體化傳輸協(xié)議，突破傳統(tǒng)分立系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)通信與遙感的深度融合，極大提升星地通信魯棒性與 SAR 成像精度。

在這個(gè)項(xiàng)目中，MATLAB 不僅實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的通信遙感一體化協(xié)議和基帶處理算法，還充分利用了高維矩陣運(yùn)算、多線程和GPU并行計(jì)算等特性，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模數(shù)據(jù)的高效處理和實(shí)時(shí)性保障。這為星地通信和SAR成像等高性能需求提供了堅(jiān)實(shí)支撐。

全碳化硅多功能光伏逆變器(華中科技大學(xué)：能驅(qū)未來團(tuán)隊(duì))

針對傳統(tǒng)光伏逆變器采用 Si-IGBT 存在的開關(guān)速度慢、損耗大等問題，創(chuàng)新性地采用 SiC-MOSFET 作為主功率器件，實(shí)現(xiàn)了峰值變換效率 99%、體積功率密度 1.5kW/L 等領(lǐng)先指標(biāo)。團(tuán)隊(duì)提出了低雜散碳化硅功率橋臂設(shè)計(jì)、輕量化無源濾波元件設(shè)計(jì)和高帶寬差/共模功率流解耦調(diào)控等多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，極大提升了逆變器的效率、功率密度和調(diào)控性能，為國產(chǎn)高性能光伏逆變器的研發(fā)提供了理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。

在作品的開發(fā)過程中，MATLAB 與 Simulink 發(fā)揮了關(guān)鍵作用。團(tuán)隊(duì)利用 MATLAB 進(jìn)行雙脈沖測試數(shù)據(jù)處理，自主開發(fā)測試腳本，降低了開發(fā)成本。在調(diào)制策略制定、無源濾波元件設(shè)計(jì)、控制器參數(shù)整定等環(huán)節(jié)，MATLAB/Simulink 被用于損耗計(jì)算、參數(shù)優(yōu)化和仿真驗(yàn)證，大幅提升了開發(fā)與調(diào)試效率。例如，通過 MATLAB 編程優(yōu)化濾波電感設(shè)計(jì)，使電感量降低約 30%;利用 Simulink 搭建完整系統(tǒng)模型并結(jié)合 S-Function，提升了控制器開發(fā)效率約 30%。

RailGaidian——面向智慧工務(wù)的鐵路扣件集群檢修單軌機(jī)器人(北京交通大學(xué)：RailGaidian 團(tuán)隊(duì))

針對我國龐大鐵路網(wǎng)絡(luò)的高效智能運(yùn)維需求，研發(fā)了模塊化、集群化的單軌機(jī)器人系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)扣件自動(dòng)檢測、拆卸和更換，極大提升了鐵路運(yùn)維的自動(dòng)化和安全性，為交通強(qiáng)國戰(zhàn)略提供了技術(shù)支撐。

這個(gè)項(xiàng)目在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、三維點(diǎn)云識別、GPR 壓力預(yù)測、路徑規(guī)劃等方面取得多項(xiàng)技術(shù)突破。隊(duì)員們使用 MATLAB 和 Simulink 做機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)分析、點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理、算法建模與仿真等工作。

智咽助手——基于環(huán)形光波導(dǎo)的自感知多模式軟體抓手(南京信息工程大學(xué)：別光抓不學(xué)團(tuán)隊(duì))

面向工業(yè)自動(dòng)化和醫(yī)療輔助手術(shù)等應(yīng)用，創(chuàng)新性地將光波導(dǎo)傳感器與軟體機(jī)器人結(jié)構(gòu)集成，實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)與感知一體化。作品模仿?？韯?dòng)作，具備膨脹、吞咽、足端觸覺三種仿生工作模式，能夠?qū)崟r(shí)感知物體形狀、硬度和表面粗糙度，并結(jié)合多模態(tài)信號與機(jī)器學(xué)習(xí)算法(KNN、LSTM 等)實(shí)現(xiàn)高精度智能識別。

在項(xiàng)目中，團(tuán)隊(duì)利用 Simulink 搭建傳感信號采集與氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制模塊，MATLAB 負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理、特征提取與機(jī)器學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練，并創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)八路傳感信號的實(shí)時(shí)雷達(dá)圖動(dòng)態(tài)可視化，極大提升實(shí)驗(yàn)效率與結(jié)果展示的直觀性。

這些作品不僅緊扣通信、能源、智能制造等國家戰(zhàn)略重點(diǎn)領(lǐng)域，還聚焦實(shí)際社會問題，展現(xiàn)了新一代研究生團(tuán)隊(duì)在技術(shù)創(chuàng)新、工程實(shí)踐和社會責(zé)任方面的綜合素養(yǎng)。他們在備賽過程中，充分發(fā)揮了 MATLAB 和 Simulink 在建模仿真、數(shù)據(jù)處理、算法開發(fā)、智能應(yīng)用等方面的如下優(yōu)勢：

一體化開發(fā)流程：MATLAB 和 Simulink 覆蓋從算法設(shè)計(jì)、仿真、數(shù)據(jù)處理到硬件聯(lián)調(diào)的完整流程，顯著縮短了開發(fā)周期。

高性能并行計(jì)算：充分利用 GPU、矩陣運(yùn)算和多線程能力，滿足了高實(shí)時(shí)性和大數(shù)據(jù)量處理的嚴(yán)苛要求。

軟硬件協(xié)同創(chuàng)新：支持模型與硬件無縫對接，助力算法快速落地和系統(tǒng)性能優(yōu)化。

強(qiáng)大的可視化與調(diào)試工具：提升了團(tuán)隊(duì)協(xié)作效率和成果展示效果，加速了實(shí)驗(yàn)迭代和問題定位。

豐富的學(xué)習(xí)資源與社區(qū)支持：官方文檔、案例和論壇為團(tuán)隊(duì)成員快速上手和解決難題提供了有力保障。

總之，MATLAB & Simulink 不僅能加速創(chuàng)新效率和工程落地能力，也為我國電子信息產(chǎn)業(yè)和智能社會的未來發(fā)展注入了新動(dòng)力。

獲獎(jiǎng)隊(duì)員經(jīng)驗(yàn)談

獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)不僅在技術(shù)創(chuàng)新上取得了突破，也在 MATLAB 及 Simulink 的學(xué)習(xí)和應(yīng)用過程中積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

其中，來自北京交通大學(xué)“領(lǐng)雁尖兵”團(tuán)隊(duì)的同學(xué)們建議：“在學(xué)習(xí)和應(yīng)用 MATLAB 及 Simulink 的過程中，建議從官方培訓(xùn)、文檔和案例入手，結(jié)合通信工具箱進(jìn)行實(shí)踐，并通過項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)逐步掌握腳本編寫、模型搭建和硬件聯(lián)調(diào)技巧。”

浙江大學(xué)“星聯(lián)通感戰(zhàn)隊(duì)”的隊(duì)員們則表示：“MATLAB 語法簡潔、易于上手、資源豐富，尤其適合科研仿真和工程實(shí)現(xiàn)。建議不僅關(guān)注語法，更要理解 MATLAB 的運(yùn)行機(jī)制和與硬件部署的關(guān)系，如高維矩陣操作、并行計(jì)算等?！?/p>

南京信息工程大學(xué)“別光抓不學(xué)”團(tuán)隊(duì)的同學(xué)總結(jié)道：“邊學(xué)邊用、問題驅(qū)動(dòng)是高效學(xué)習(xí) MATLAB 的方法。建議初學(xué)者結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目逐步深入，善用 MATLAB 官方文檔和論壇資源。代碼規(guī)范和模型可讀性對于團(tuán)隊(duì)協(xié)作非常重要，未來參賽者應(yīng)提前熟悉數(shù)據(jù)采集與信號處理流程，多做實(shí)際案例練習(xí)?！?/p>

這些團(tuán)隊(duì)的成員們都表示：MATLAB 的強(qiáng)大功能和豐富生態(tài)極大提升了他們項(xiàng)目開發(fā)效率和科研創(chuàng)新能力!

結(jié)語

恭喜以上獲獎(jiǎng)隊(duì)伍!所以無論你是科研達(dá)人、工程高手，還是電子設(shè)計(jì)新手，MATLAB 和 Simulink 都能成為你創(chuàng)新路上的 “最佳拍檔” 。它們不僅為參賽團(tuán)隊(duì)提供了強(qiáng)大的技術(shù)底座，也成為推動(dòng)創(chuàng)新、加速工程實(shí)踐、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研深度融合的重要平臺!

用 MATLAB 和 Simulink 讓團(tuán)隊(duì)協(xié)作更高效，讓你的靈感加速落地，讓你未來的深造、競賽和科研之路越走越寬!如果你也想過把自己的創(chuàng)意變成現(xiàn)實(shí)，和全國頂尖高校的同齡人們同臺競技，明年也歡迎你來參賽!研電賽正是為你準(zhǔn)備的夢想舞臺!