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Matlab及其应用1Matlab及其应用魏立秋哈工大先进动力研究所weiliqiu@hcms.hit.edu.cn哈尔滨工业大学研究生教学课程Matlab及其应用21课程内容简介MATLAB基础基于matlab的数值分析绘制图形符号计算动态系统仿真:Simulink基础用户界面制作:GUI的基本建立、交互与其它程序交互:转换为c、编译、实时控制Matlab及其应用32教学方式简介网络化的教学方法weiliqiu@hcms.hit.edu.cntelnet://lilacbbs.com自发性的学习:给出一定量的练习题全部采用计算机演示性教学教学和应用的密切结合Matlab及其应用43Matlab的学习方法必须做大量的练习,熟悉其中的函数联系和自己的课题相关,深刻的体会多看帮助文件,有一本好的参考书会提问题,寻求大家的帮助记住:Matlab可以做很多事情Matlab及其应用54关于Matlab的常用链接国外程序交换课程通过的条件:……Matlab及其应用6学会Matlab将改变你的一生网络对你的改变将远远的超过一台独立的计算机Google是一部百科全书,如有问题,请先问问它Matlab及其应用7OK,Nowlet’sbegin……Matlab及其应用8MATLAB基础及其应用第一讲MATLAB基础哈尔滨工业大学先进动力研究所•概述•MATLAB基本使用•MATLAB的基本矩阵分析•矩阵操作•流程控制Matlab及其应用9一、概述Matlab及其应用10一、概述Matlab全名为MatrixLaboratory(矩阵实验室)MATLAB是一种交互式的以矩阵为基础的系统计算平台,它用于科学和工程的计算与可视化。它的优点在于快速开发计算方法,而不在于计算速度。Matlab及其应用111.1MATLAB的出现70年代中期,CleveMoler和他的同事开发了LINPACK和EISPACK的Fortran子程序库70年代末期,CleveMoler在新墨西哥大学给学生开线性代数,为学生编写了接口程序,这程序取名为MATLAB,即MATrixLABoratory1983年春天,工程师JohnLittle与Moler、SteveBangert一起开发了第二代专业版MATLAB,增加了绘图功能1984年,MathWorks公司成立,MATLAB正是推向市场。原先控制领域的一些封闭式软件包(如英国的UMIST,瑞典的LUND、SIMNON,德国的KEDDC)纷纷被淘汰,他们部分或全部在MATLAB上重建。解线性方程解特征值Matlab及其应用121.2学习Matlab的基本原因不希望学生在编程上化太多时间,课程目的不是学习编程社会化的运行带来的好处:合理利用可以节约大量的时间为什么相同的时间别人比自己做出了更多的事情:硕士论文调查结果面向对象的思想带来巨大的好处紧密结合科学的前沿FromBBS:博士论文=Matlab+wordMatlab及其应用131.3Matlab的版本演化Matlab1.0Pcmatlab-matlab386Matlab3.5+simulinkMatlab4.0:simulink内嵌Matlab5.0:全面的面向对象,真正的32位运算Matlab5.1-5.3Matlab6.0Matlab6.5:购并了MATRIXxMatlab7.1:2006a….Matlab及其应用14MathWorks公司于1993年推出MATLAB4.0版本,从此告别DOS版。4.x版在继承和发展其原有的数值计算和图形可视能力的同时,出现了以下几个重要变化:(1)推出了SIMULINK。这是一个交互式操作的动态系统建模、仿真、分析集成环境。它的出现使人们有可能考虑许多以前不得不做简化假设的非线性因素、随机因素,从而大大提高了人们对非线性、随机动态系统的认知能力。(2)开发了与外部进行直接数据交换的组件,打通了MATLAB进行实时数据分析、处理和硬件开发的道路。(3)推出了符号计算工具包。1993年MathWorks公司从加拿大滑铁卢大学购得Maple的使用权,以Maple为“引擎”开发了SymbolicMathToolbox1.0。MathWorks公司此举加快结束了国际上数值计算、符号计算孰优孰劣的长期争论,促成了两种计算的互补发展新时代。(4)构作了Notebook。MathWorks公司瞄准应用范围最广的Word,运用DDE和OLE,实现了MATLAB与Word的无缝连接,从而为专业科技工作者创造了融科学计算、图形可视、文字处理于一体的高水准环境。Matlab及其应用151997年春,MATLAB5.0版问世,紧接着是5.1、5.2,以及和1999年春的5.3版。与4.x相比,MATLAB拥有更丰富的数据类型和结构、更友善的面向对象、更加快速精良的图形可视、更广博的数学和数据分析资源、更多的应用开发工具。实现全面的面向对象,真正的32位运算2006年以后,版本每年更新两次,以年和a/b标记就影响而言,至今仍然没有一个别的计算软件可与MATLAB匹敌。Matlab及其应用161.4MATLAB特点:1.数值计算和符号计算功能MATLAB的数值计算功能包括:矩阵运算、多项式和有理分式运算、数据统计分析、数值积分、优化处理等。符号计算将得到问题的解析解。2.MATLAB语言MATLAB除了命令行的交互式操作以外,还可以程序方式工作。使用MATLAB可以很容易地实现C或FORTRAN语言的几乎全部功能,包括Windows图形用户界面的设计。3.图形功能MATLAB提供了两个层次的图形命令:一种是对图形句柄进行的低级图形命令,另一种是建立在低级图形命令之上的高级图形命令。利用MATLAB的高级图形命令可以轻而易举地绘制二维、三维乃至四维图形,并可进行图形和坐标的标识、视角和光照设计、色彩精细控制等等。Matlab及其应用174.应用工具箱基本部分和各种可选的工具箱。基本部分中有数百个内部函数。其工具箱分为两大类:功能性工具箱和学科性工具箱。功能性工具箱主要用来扩充其符号计算功能、可视建模仿真功能及文字处理功能等。学科性工具箱专业性比较强,如控制系统工具箱、信号处理工具箱、神经网络工具箱、最优化工具箱、金融工具箱等,用户可以直接利用这些工具箱进行相关领域的科学研究。1.4MATLAB特点:Matlab及其应用181.4MATLAB特点高度适应性、开放性:MATLAB的工具箱可以任意增减,任何人可以自己生成MATLAB工具箱可扩充性:MATLAB的函数大多为ASCII文件,可以直接编辑、修改基于矩阵运算的工作平台。多版本:windows/unix/dos/Macintosh极多的工具箱。Matlab及其应用191.5Matlab能做什么基本的数据处理优化和解方程动态过程仿真:实时的和非实时的数据来源:Excel、数据库、A/D等等嵌入式的控制:Pc/104和DSP神经元网络、小波分析、GA等等虚拟现实仿真Matlab及其应用201.5Matlab能做什么MathandOptimizationOptimizationToolboxSymbolicMathToolboxExtendedSymbolicMathToolboxPartialDifferentialEquationToolboxGeneticAlgorithmandDirectSearchToolboxStatisticsandDataAnalysisStatisticsToolboxNeuralNetworkToolboxCurveFittingToolboxSplineToolboxModel-BasedCalibrationToolboxMatlab及其应用211.5Matlab能做什么ControlSystemDesignandAnalysisControlSystemToolboxSystemIdentificationToolboxFuzzyLogicToolboxRobustControlToolboxModelPredictiveControlToolboxAerospaceToolboxSignalProcessingandCommunicationsSignalProcessingToolboxCommunicationsToolboxFilterDesignToolboxFilterDesignHDLCoderWaveletToolboxFixed-PointToolboxRFToolboxMatlab及其应用221.5Matlab能做什么ImageProcessingImageProcessingToolboxImageAcquisitionToolboxMappingToolboxComputationalBiologyBioinformaticsToolboxFinancialModelingandAnalysisFinancialToolboxFinancialDerivativesToolboxGARCHToolboxDatafeedToolboxFixed-IncomeToolboxMatlab及其应用23给你的论文增光添彩Matlab及其应用24等离子体振荡低频中高频站远一点FFT变参数色散相关按频段分类并研究参量过程(调制)多尺度问题多尺度研究工具Matlab及其应用251.7与MATLAB相似的软件Mathmatica数学计算功能。复杂符号计算,主要在理论界Mathcad数学文字软件。直接写出报告Maple符号计算功能强大仿真软件:MATRIXx、VisSim等等统计软件:SAS(StatisticalPackagefortheSocialScience)SPSS:Matlab及其应用26四种计算软件的比较:Maple,Matlab,Mathematic,MathCADMATLAB是一套高性能的数值计算和可视化软件,最初主要用于方便矩阵的存取,其基本元素是无需定义维数的矩阵。经过十几年的完善和扩充,现在已发展成为线性代数课程的标准工具。解决实际的工程和数学问题,其典型应用有:通用的数值计算,算法设计,各种学科如自动控制、数字信号处理、统计信号处理等领域的专门问题求解。MATLAB集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体,构成了一个方便的、界面友好的用户环境。在这个环境下,对所要求解的问题,用户只需简单地列出数学表达式、其结果便以人们十分熟悉的数值或图形方式显示出来。MATLAB语言易学易用,不要求用户有高深的数学和程序语言知识,不需要用户深刻了解算法及编程技巧。MATLAB既是一种编程环境,又是一种程序设计语言。这种语言与C、FORTRAN等语言一样,有其内定的规则,但MATLAB的规则更接近数学表示。使用更为简便,可使用户大大节约设计时间,提高设计质量。Matlab及其应用27二、MATLAB基础使用2.1MATLAB安装启动Matlab的安装定制安装关于Java的问题:XP系统必须安装虚拟机安装pdf文件Matlab启动自动批处理startup.mmatlabrc.mMatlab及其应用28Matlab及其应用292.2Matlab菜单的含义多窗口界面命令窗口工作空间M-file(命令文件、函数文件)Matlab的设置快速启动版本控制图形粘贴设置字体的改变Matlab及
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