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1、第三講Matlab軟件介紹13.1基本介紹2Matlab軟件介紹Matlab軟件的創(chuàng)立時(shí)間:1980年首創(chuàng)者:CleveMoler博士背景:在NewMexico大學(xué)講授線性代數(shù)課程時(shí),看到了用高級(jí)語(yǔ)言編程解決工程計(jì)算問題的諸多不便,因而構(gòu)思開發(fā)了Matlab軟件:MatrixLaboratory,矩陣實(shí)驗(yàn)室。3工具:利用了他此前開發(fā)的LINPACK(線性代數(shù)軟件包)和EISPACK(基于特征值計(jì)算的軟件包)中可靠的子程序,用Fortran語(yǔ)言編寫而成,集命令翻譯、工程計(jì)算功能于一身。發(fā)展:80年代初,CleveMoler和JohnLittle采樣C語(yǔ)言改寫了Mat
2、lab的內(nèi)核。不久,他們成立了Mathworks軟件開發(fā)公司,并將Matlab正式推向市場(chǎng)。Matlab軟件介紹4現(xiàn)在的Matlab新版本早已不只停留在工程計(jì)算功能上,它以矩陣運(yùn)算為基礎(chǔ),把計(jì)算、可視化、程序設(shè)計(jì)融合到了一個(gè)簡(jiǎn)單易用的交互式工作環(huán)境中。在Matlab中,可以實(shí)現(xiàn)工程計(jì)算、算法研究、符號(hào)運(yùn)算、建模和仿真、原型開發(fā)、數(shù)據(jù)分析及可視化、科學(xué)和工程繪圖、應(yīng)用程序設(shè)計(jì)(包括圖形用戶界面設(shè)計(jì))等功能。Matlab軟件介紹5正是憑借Matlab的這些突出優(yōu)勢(shì),它現(xiàn)在已成為世界上應(yīng)用最廣泛的工程計(jì)算軟件。在美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的大學(xué)里,Matlab是一種必須掌握的基本工
3、具,而在國(guó)外的研究設(shè)計(jì)單位和工業(yè)部門,更是研究和解決工程計(jì)算問題的一種標(biāo)準(zhǔn)軟件。在國(guó)內(nèi)也有越來越多的科學(xué)技術(shù)工作者參加到學(xué)習(xí)和使用這門語(yǔ)言的行列中來。在開發(fā)者和使用者的共同努力下,Matlab正在成為計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件中的一個(gè)新熱點(diǎn)。Matlab軟件介紹6Matlab軟件系統(tǒng)的構(gòu)成Matlab軟件主包Simulink工具箱Matlab軟件介紹7一種基于矩陣/數(shù)組的高級(jí)語(yǔ)言,具有流程控制語(yǔ)句、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入輸出、以及面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)特性。包括一些高級(jí)指令,用以實(shí)現(xiàn)二維和三維數(shù)據(jù)可視化、圖像處理;還有一些低級(jí)指令,用來定制圖形的顯示以及建立應(yīng)用程序的用戶界面。提供
4、了管理工作空間的變量和輸入、輸出數(shù)據(jù)的功能,并給用戶提供了不同的工具用以開發(fā)、管理、調(diào)試M文件和應(yīng)用程序。包含了如求和、正弦、余弦、復(fù)數(shù)運(yùn)算之類的簡(jiǎn)單函數(shù);也包含了矩陣轉(zhuǎn)置、特征值、貝塞爾函數(shù)、快速傅立葉變換等復(fù)雜函數(shù)。向C和Fortran等其他高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行交互的庫(kù),包括讀寫Matlab數(shù)據(jù)文件。主包語(yǔ)言工作環(huán)境句柄圖形數(shù)學(xué)函數(shù)庫(kù)應(yīng)用程序接口(API)Matlab軟件介紹8SimulinkSimulink是用于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真的交互式系統(tǒng)。Simulink允許用戶在屏幕上繪制框圖來模擬一個(gè)系統(tǒng),并能夠動(dòng)態(tài)地控制該系統(tǒng)。Simulink采用鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng)方式,能夠處理線性、非
5、線性、連續(xù)、離散、多變量以及多級(jí)系統(tǒng)。Matlab軟件介紹9Matlab工具箱工具箱是Matlab用來解決各個(gè)領(lǐng)域特定問題的函數(shù)庫(kù),它是開放式的,可以應(yīng)用,也可以根據(jù)自己的需要進(jìn)行擴(kuò)展。工具箱為用戶提供了豐富而實(shí)用的資源,內(nèi)容涵蓋了科學(xué)研究的許多門類,目前已有涉及數(shù)學(xué)、控制、通信、信號(hào)處理、圖像處理、經(jīng)濟(jì)、地理等20多種工具箱投入應(yīng)用。這些工具箱的作者都是相關(guān)領(lǐng)域中的頂級(jí)專家,從而確定了Matlab軟件的權(quán)威性。Mathworks公司也一直致力于追蹤各學(xué)科的最新進(jìn)展,并及時(shí)推出相應(yīng)功能的工具箱。Matlab軟件介紹10MATLAB入門一、變量與函數(shù)二、數(shù)組三、矩陣
6、四、MATLAB編程五、實(shí)驗(yàn)作業(yè)111、變量MATLAB中變量的命名規(guī)則是:(1)變量名必須是不含空格的單個(gè)詞;(2)變量名區(qū)分大小寫;(3)變量名最多不超過19個(gè)字符;(4)變量名必須以字母打頭,之后可以是任意字母、數(shù)字或下劃線,變量名中不允許使用標(biāo)點(diǎn)符號(hào).一、變量與函數(shù)12特殊變量表132、數(shù)學(xué)運(yùn)算符號(hào)及標(biāo)點(diǎn)符號(hào)(1)MATLAB的每條命令后,若為逗號(hào)或無(wú)標(biāo)點(diǎn)符號(hào),則顯示命令的結(jié)果;若命令后為分號(hào),則禁止顯示結(jié)果.(2)“%”后面所有文字為注釋.(3)“...”表示續(xù)行.143、數(shù)學(xué)函數(shù)15MATLAB的內(nèi)部函數(shù)是有限的,有時(shí)為了研究某一個(gè)函數(shù)的各種性態(tài),需要
7、為MATLAB定義新函數(shù),為此必須編寫函數(shù)文件.函數(shù)文件是文件名后綴為M的文件,這類文件的第一行必須是一特殊字符function開始,格式為:function因變量名=函數(shù)名(自變量名)函數(shù)值的獲得必須通過具體的運(yùn)算實(shí)現(xiàn),并賦給因變量.4、M文件M文件建立方法:1.在Matlab中,點(diǎn):File->New->M-file2.在編輯窗口中輸入程序內(nèi)容3.點(diǎn):File->Save,存盤,M文件名必須與函數(shù)名一致。Matlab的應(yīng)用程序也以M文件保存。16例:定義函數(shù)f(x1,x2)=100(x2-x12)2+(1-x1)2functionf=fun(x)f=100*(
8、x(2)-