MATLAB入门

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M ATLAB软件功能介绍与应用领域 功能介绍:一、从概念到实现-科学与工程都需要MATLABMATLAB产品组是支持你从概念设计,算法开发,建模仿真,实时实现的理想的集成环境。

无论是进行科学研究和产品开发,MATLAB产品族都是你必不可少的工具。

MATLAB产品族可用来进行:1.数据分析;2. 数值和符号计算;3. 工程与科学绘图;4. 控制系统设计;5. 数字图像信号处理;6. 财务工程;7. 建模、仿真、原型开发;8. 应用开发;9. 图形用户界面设计。

二、MATLAB主要产品构成M ATLAB所有MathWorks公司产品的数值分析和图形基础环境。

MATLAB将2D和3D图形、MATLAB语言能力集成到一个单一的,易学易用的环境之中。

M ATLAB Toolbox一系列专用的MATLAB函数库,解决特定领域的问题。

工具箱是开放的可扩展的:你可以查看其中的算法,或开发自己的算法。

M ATLAB Compiler将MATLAB语言编写的m文件自动转换成C或C++文件,支持用户进行独立应用开发。

结合Mathworks提供的C/C++数学库和图形库,用户可以利用MATLAB快速地开发出功能强大的独立应用 S imulinkS tateflowR eal-Time WorkshopSimulink Blockset三、MATLAB Toolbox(工具箱)为了支持不同的专业领域的用户,MATLAB还提供了大量的面向专业领域的工具箱。

通过使用工具箱,以往需要复杂编程的算法开发任务需要花费很长的时间才能完成,而且调试需要花费更多的时间。

而使用MATLAB语言和MATLAB工具箱,用户可以专注于算法研究,编程只需要几行就可以完成,而且可以很快的画出图形,从而迅速地进行多种算法的比较,从中找出最好的方案。

MATLAB工具箱中的大多数函数都是通过M文件编写的,用户可以察看其中的源码,通过适当的修改,便可以形成自己的特殊算法。

Math and Analysis Optimization Statistics Neural Network Symbolic Math Extended Symbolic Math Partial Differential Equation Mapping Spline Curve Fitting 优化工具箱统计工具箱神经网络工具箱符号运算工具箱符号运算工具箱增强版 求解偏微分方程地图处理工具箱插值和样条曲线工具箱曲线拟合工具箱Data Acquisition Data Acquisition Toolbox 数据采集仪器控制and Import Instrument Control Toolbox Database ToolboxExcel link与数据库的接口与Excel 的连接Signal and Image Processing Signal Peocessing Image Processing Communication Toolbox System Identification Wavelet Filter Design Toolbox 信号处理工具箱图象处理工具箱通讯系统分析与设计工具箱系统辨识工具箱小波分析滤波器设计工具箱Control Design and Control System Fuzzy Logic 经典控制系统工具箱Analysis Robust Control Mu-Analysis and Synthesis LMI Control Model Predictive Control模糊控制工具箱鲁棒控制工具箱µ分析与综合矩阵不等式控制模型预估控制Finance and Economics Financial Toolbox Financial Time Series GARCH DatafeedFinancial Derivatives财务分析金融时间序列分析广义自回归条件异方差 金融数据实时连接 金融衍生物工具箱四、MATLAB Compiler(编译器)利用MATLAB Compiler可以从M文件自动产生优化C 代码。

通过将MATLAB代码转换为C或C++,编译器可以有效地加快MATLAB应用程序的开发速度和应用程序的运行速度。

五、Simulink(仿真)SIMULINK 是用来建模、分析和仿真各种动态系统的交互环境,包括连续系统,离散系统和混杂系统。

Simulink提供了采用鼠标拖放的方法建立系统框图模型的图形交互界面。

通过Simulink提供的丰富的功能块,你可以迅速地创建系统的模型,不需要书写一行代码。

Simulink还支持Stateflow,用来仿真事件驱动过程。

六、StateflowStateflow 提供了图形工具帮助你设计和分析事件驱动系统。

Stateflow基于有限状态机理论,能够建立和仿真复杂的反应和事件驱动系统。

这样,Simulink的用户可以在他们的模型之中描述事件驱动行为。

通过Simulink和Stateflow你可以在统一的环境下设计,建立和仿真整个嵌入式系统的行为。

七、Real-Time Workshop应用领域一、建模与仿真•大量的高性能的函数,供数学计算,数据分析,方程求解,可视化使用,所有这些都作为MATLAB内核的组成部分。

•面向具体应用的工具箱,使你能够快速地对跨学科的应用进行仿真和建模,而且只需要很少的编程。

MATLAB的简洁性使编程和维护变得容易。

二、代码生成与实时仿真三、自动控制系统设计•MathWorks 控制产品集支持控制设计过程的每一个环节,可以用于不同的领域如汽车,航空航天,计算机和通讯。

MathWorks 提供的控制产品集, 提供了如下能力:四、DSP与通讯系统设计五、数据分析与科学计算数据分析MATLAB支持整个数据分析过程,从数据采集到显示。

MATLAB 提供了许多用来进行数据分析的函数,并集成下面的功能:•数据访问工具,包括数据采集和与数据库连接•优化的数值计算•用于数据处理和缩减的函数,如插值,比例,提取部分数据,光顺和过滤•丰富的信号处理函数可供算法开发,信号分析和对线性系统,时序数据建模•成百的高级工具箱函数,如优化,神经网络,统计和控制系统设计•科学与工程实践绘图通过 MATLAB,你可以分析所有类别的数据包括信号,图像,多项式,时间历程,多变量数据和线性系统等。

从分析中总结出来的认识可以作为将来进一步的算法和模型开发的基础。

科学计算丰富的数学函数使分析和算法开发非常容易。

通常只需要几行MATLAB代码。

对于复杂的数学问题MATLAB提供了快速的准确的计算能力。

数学运算是针对矩阵操作优化的,所以你可以使用它来代替底层编程语言如C,在保持同样的性能的情况下,编程工作量非常小。

MATLAB 包含的函数有:线性代数和矩阵运算傅立叶变换和统计分析微分方程求解稀疏矩阵运算三角和其他初等数学运算一系列面向具体应用领域的算法通过附加的工具箱提供,解决的问题包括:符号数学,优化,统计,偏微分方程等等。

由于大多数MATLAB函数是通过M代码(MATLAB语言)编写的,你可以察看和修改背后的算法。

六、算法开发七、数据的可视化MATLAB和相关的工具箱包含了科学计算中需要的专业的图形功能。

从2-D原始数据的曲线图到带标记的等高线图和交互式的GUI,这些工具提供了模型可视化的能力,帮助你理解复杂的系统。

MATLAB 提供了专业的图形功能和函数如:• 2-D 和3-D 显示,包括三角化和网格化的数据• 体积可视化标量和向量数据• 箭头图,等高线,散点图,直方图,饼状图和茎状图• 透视,纹理,取景和光照• 图像显示和文件I/O• 交互图形标注•动画和声音•带多光源的着色面支持通用图像格式文件的输入和输出,如TIFF, JPEG, PNG, BMP, HDF和PCX。

•OpenGL软件和硬件支持•完全可编程GUI设计工具八、独立应用开发MATLAB结构化语言和应用开发工具将数值计算及可视化能力结合紧密结合起来。

MATLAB语言使你解放出来,关注顶层的概念,如if-else,switch和while循环,帮助你编写可读性强,结构清晰的代码;经过大量测试的面向应用的函数,免除了你开发自己数学程序的工作量;开放式的环境使你能够直接访问外部程序和数据;GUI 开发工具支持设计,开发,测试交互式图形界面。

MATLAB将开发周期极大地压缩,节省了大量的时间。

其他的产品提供了一系列发布和分享应用的工具:•使用MATLAB C/C++ Compiler,MATLAB C/C++ MathLibrary和C/C++ Graphics Library 自动将 MATLAB 应用转换到 C 或 C++ 独立应用•使用 MATLAB Web Server 将 MATLAB 应用在互连网上发布•使用 MATLAB Runtime Server 将 MATLAB 应用作为自包含执行软件包发布九、支持更多专业领域图象处理Image Processing Toolbox 提供了大量专业图象处理和分析的算法,用于图象分析,增强,压缩,降噪,特征提取等。

另外,Wavelet 与 Neural Network 提供的算法提供了进一步的的图象处理能力。

利用小波工具箱进行指纹压缩地理信息处理Maping Toolbox 可以用来进行地理及科学数据的可视化,运算及分析。

电力系统仿真Power System Blockset 扩展了 Simulink 仿真能力,分析电路在与力,热,和控制及系统联合作用下的行为。

财务分析Finance Toolbox偏差分析,业务量优化。

Excel Link 允许在 MATLAB 和 Excel 之间进行数据交换,在两个功能强大的数学处理、分析与表示平台之间建立无缝连接。

而 Statistic,GARCH 等工具箱提供了更多的用于财务分析的能力。

MATLAB入门1.MATLAB简介MATLAB名字是由MATrix和LABoratory两个词的前三个字母组合而成的。

它是MathWorks公司于1982年推出的一套高性能的数值计算和可视化数学软件。

被誉为“巨人肩上的工具”。

由于使用Matlab编程运算与人进行科学计算的思路和表达方式完全一致,所以不象学习其它高级语言--如Basic、Fortran和C等那样难于掌握,用Matlab编写程序犹如在演算纸上排列出公式与求解问题,所以又被称为演算纸式科学算法语言。

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,其结果便以数值或图形方式显示出来。

MATLAB其基本元素是无须定义维数的矩阵。