自动化软件工具MATLAB自学课件 第1章 MATLAB介绍

115:472第一章MATLAB简介1.1绪论1.2MATLAB的发展1.3MATLAB的构成和特点1.4MATLAB的功能和应用1.5课程基本内容3Matlab产品族科学计算＋程序开发语言＋可视化技术＋系统仿真平台＋众多工具箱它将高性能的数值计算、数据可视化、程序设计和系统仿真融合到了一个简单易用的交互式工作环境中，是目前最好的科学计算类软件之一。Matlab：MatrixLaboratory“矩阵实验室”由美国MathWorks公司开发。（）核心函数库采用C语言开发。1.1绪论15:474系统软件计算机软件支持软件应用软件其他软件操作系统系统实用程序网络实用程序其他支持软件软件开发工具界面开发工具语言处理程序其他应用软件科学工程计算数据处理软件系统仿真软件图像处理软件辅助类软件MATLAB主要涉及部分15:475●诞生于上世纪70年代中期，起源于CleveMoler等用Fortran开发的两个用来求解线性方程的子程序库——EISPACK和LINPACK●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MatrixLaboratory。●1983年春天，工程师JohnLittle与Moler、SteveBangert一起用C开发了第二代专业版MATLAB。●1984年，MathWorks公司成立，MATLAB正式推向市场。1.2MATLAB软件的发展15:476●MathWorks公司于1993年完成了Windows环境下MATLAB4.0，并同时推出了用于控制系统仿真和设计的交互式模型输入与仿真环境Simulink1.0,为控制系统的计算机辅助设计打开了崭新的局面。●在20世纪末期MATLAB在功能方面进行大规模的扩充。讫今为止，MATLAB软件早已不只停留在功能上了，它由主包、Simulink以及功能各异的工具箱组成，以矩阵运算为基础，把计算、可视化、程序设计融合到了一个简单易用的交互式工作环境中。15:477工具箱：专用的函数库，解决特定领域的问题。Simulink：基于图形的仿真平台程序设计语言＋仿真平台＋可视化技术＋众多工具箱＋开放式体系15:4781.3MATLAB软件的主要特点1．语言简洁紧凑，运算符丰富，库函数极其丰富，编程效率高.（例如，求矩阵特征值的函数eig())2．MATLAB语法限制不严格，程序设计自由度大；既具有结构化的控制语句，又有面向对象编程的特性；而且扩充强，具有很好的可移植性。（例如，编程时无需首先声明变量类型）3．图形功能强大，还具有较强的编辑图形界面和动画的能力。(虚拟现实工具箱)15:4794．开放性的源程序。所有MATLAB的核心文件及工具箱文件都是可读可改的源文件，用户可以通过对源文件的修改以及加入自己的文件来构成新的工具箱。(例：edittrace)5．具有功能强劲的工具箱。这些工具箱能用于多种学科，都是由该领域里的学术水平高的专家编写的，用户在使用时可以任意调用。15:4710MATLAB产品组是从支持概念设计、算法开发、建模仿真，到实时实现的集成环境，可用来进行：数据分析及可视化数值与符号计算工程与科学绘图控制系统设计数字图像信号处理建模、仿真、原型开发财务工程、应用开发、图形用户界面设计1.4MATLAB的功能和应用都有相应的Toolbox相对应其它类Matlab的科学计算软件GNUOctave（开源）Scilab（开源）Mathematica1115:4712MATLAB在教学中的应用在大学里，诸如应用代数、数理统计、自动控制、数字信号处理、动态系统仿真等课程的教科书都把MATLAB作为实验教学内容。在欧美是九十年代教科书与旧版书籍的区别性标志。越来越多国内教科书也加入了Matlab相关内容MATLAB是攻读学位的大学生、硕士生、博士生必须掌握的基本工具。15:4713MATLAB行业运用相关图书《MATLAB在工程数学上的应用》《电磁场数值计算法与MATLAB实现》《数学物理方程的MATLAB解法与可视化》《高等应用数学问题的MATLAB求解》《MATLAB有限元分析与应用》《MATLAB7及工程问题解决方案》《MATLAB及在电子信息类课程中的应用》《MATLAB在电气工程中的应用》《MATLAB与选煤/选矿数据处理》15:4714《MATLAB在化学中的应用》《机械工程设计分析和MATLAB应用》《机电系统动态仿真——基于MATLAB/Simulink》《MATLAB在振动信息处理中的应用》《MATLAB7.0在图像处理中的应用》《MATLAB神经网络仿真与应用》《小波分析理论与MATLAB7实现》《MATLAB语言在建筑抗震工程中的应用》《GPS基本原理及其Matlab仿真》《MATLAB语言在运筹学中的应用》《MATLAB在动态经济学中的应用》《matlab金融工具箱详细信息》15:4715MATLAB在本专业中的应用■不管世界如何改变，MATLAB在控制专业的地位基本不变。（控制专业“计算器”）●高等数学●普通物理●线性代数●概率论与数理统计●计算方法（数值分析）●信号处理●电路●自动控制原理●控制理论基础●电力电子技术●运动控制●计算机控制●计算机仿真●智能控制几乎所有控制类研究生课程15:4716在国际学术界，MATLAB已经被确认为准确、可靠的科学计算标准软件。在许多国际一流学术刊物上，（尤其是信息科学刊物)，都可以看到MATLAB的应用。很多学术科研网站都有MATLAB专区MATLAB在学术中的应用15:4717在设计研究单位和工业部门，MATLAB被认作进行高效研究、开发的首选软件工具。美国NationalInstruments公司信号测量、分析软件LabVIEW，Cadence公司信号和通信分析设计软件SPW等，或者直接建筑在MATLAB之上，或者以MATLAB为主要支撑。HP公司的VXI硬件，TM公司的DSP，Gage公司的各种硬卡、仪器等都接受MATLAB的支持。MATLAB在开发与工程中的应用15:4718借助Matlab进行仿真实验■仿真:利用相似性原理,借助实验模型或计算机软件对所研究的对象进行分析。15:4719例：MATLAB在汽车产品开发周期中的应用可行性分析各种性能测试小批量生产大批量生产15:4720Matlab是众多系统工具的基础DemoMATLABGraphicsVisualizingsound与NILabview、MultiSim等软件有着良好的接口15:4721设计自动化工具15:4722一般用途工具15:4723虚拟现实工具箱●可将simulink下的仿真用三维实体表示出来。●例如控制一个机器人，就可以不再是得到机器人的位置曲线等等，还可以直接画出三维的机器人，然后看他究竟是怎么运动的DemoMatlabToolboxVirtualReality15:4724信号和图像处理DemoMATLABBlocksetsDSPnosiecanceller(RLS)15:4725控制系统设计和分析DemoToolboxsControlsysteminteractivedemosRLCcircuitresponse15:47261.5课程基本内容MATLAB介绍数组矩阵运算、符号运算图形可视化数值计算、符号计算MATLAB语句编程SIMULINK系统仿真涉及课程内容：高等数学、线性代数、工程数学等15:4727怎样学习MATLAB？？本课程为引导型课程，重掌握基础和应用。多上机练习，重视实验，充分利用帮助系统和demo学习（英文）利用图书馆和电子书等网上资源学习。15:47280.20.40.60.813021060240902701203001503301800填充图极坐标图05101520253035-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81直方图NorthSouthEastWestmiddlefawhite饼状图15:4729-505-50501020304050-4-2024-4-2024-10-50510-1-0.500.51-1-0.500.5100.20.40.60.8115:47300204002040-10010az=-37.5,el=300204002040-10010az=-15,el=6002040-10-50510az=-90,el=00204002040-10010az=-7,el=-1015:4731-202-202-505xyPeaks-505-202-202-505xyPeaks15:4732图形的透明处理返回