matlab入門教程

1、附錄AMATLAB工程應(yīng)用簡(jiǎn)介一、MATLAB簡(jiǎn)介1.MATLAB的概況MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（MatrixLabaty）之意。除具備卓越的數(shù)值計(jì)算能力外，它還提供了專業(yè)水平的符號(hào)計(jì)算，文字處理，可視化建模仿真和實(shí)時(shí)控制等功能。MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)工程中常用的形式十分相似故用MATLAB來(lái)解算問(wèn)題要比用CFTRAN等語(yǔ)言完相同的事情簡(jiǎn)捷得多。MATLAB包括擁有數(shù)百個(gè)內(nèi)部函數(shù)的主包和三十幾種工具包(T

2、oolbox)。工具包又可以分為功能性工具包和學(xué)科工具包。功能工具包用來(lái)擴(kuò)充MATLAB的符號(hào)計(jì)算可視化建模仿真文字處理及實(shí)時(shí)控制等功能.學(xué)科工具包是專業(yè)性比較強(qiáng)的工具包控制工具包信號(hào)處理工具包通信工具包等都屬于此類。開(kāi)放性使MATLAB廣受用戶歡迎。除內(nèi)部函數(shù)外所有MATLAB主包文件和各種工具包都是可讀可修改的文件用戶通過(guò)對(duì)源程序的修改或加入自己編寫程序構(gòu)造新的專用工具包。2.MATLAB產(chǎn)生的歷史背景在70年代中期CleveMol

3、er博士和其同事在美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金的資助下開(kāi)發(fā)了調(diào)用EISPACK和LINPACK的FTRAN子程序庫(kù)。EISPACK是特征值求解的FOETRAN程序庫(kù)LINPACK是解線性方程的程序庫(kù)，在當(dāng)時(shí)這兩個(gè)程序庫(kù)代表矩陣運(yùn)算的最高水平。到70年代后期身為美國(guó)NewMexico大學(xué)計(jì)算機(jī)系系主任的CleveMoler在給學(xué)生講授線性代數(shù)課程時(shí)想教學(xué)生使用EISPACK和LINPACK程序庫(kù)但他發(fā)現(xiàn)學(xué)生用FTRAN編寫接口程序很費(fèi)時(shí)間于是他開(kāi)始自

4、己動(dòng)手利用業(yè)余時(shí)間為學(xué)生編寫EISPACK和LINPACK的接口程序。CleveMoler給這個(gè)接口程序取名為MATLAB該名為矩陣(matrix)和實(shí)驗(yàn)室(labotaty)兩個(gè)英文單詞的前三個(gè)字母的組合。在以后的數(shù)年里MATLAB在多所大學(xué)里作為教學(xué)輔助軟件使用并作為面向大眾的免費(fèi)軟件廣為流傳。1983年春天CleveMoler到Stfd大學(xué)講學(xué)MATLAB深深地吸引了工程師JohnLittle，他敏銳地覺(jué)察到MATLAB在工程領(lǐng)域

5、的廣闊前景。同年他和CleveMolerSteveBangert一起用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了第二代專業(yè)版。這一代的MATLAB語(yǔ)言同時(shí)具備了數(shù)值計(jì)算和數(shù)據(jù)圖示化的功能。1984年CleveMoler和JohnLittle成立了MathWks公司正式把MATLAB推向市場(chǎng)并繼續(xù)進(jìn)行MATLAB的研究和開(kāi)發(fā)。在當(dāng)今30多個(gè)數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中就軟件數(shù)學(xué)處理的原始內(nèi)核而言可分為兩大類。一類是數(shù)值計(jì)算型軟件如MATLABXmathGauss等這類軟件長(zhǎng)于

6、數(shù)值計(jì)算對(duì)處理大批數(shù)據(jù)效率高另一類是數(shù)學(xué)分析型軟件MathematicaMaple等這類軟件以符號(hào)計(jì)算見(jiàn)長(zhǎng)能給出解析解和任意精確解其缺點(diǎn)是處理大量數(shù)據(jù)時(shí)效率較低。MathWks公司順應(yīng)多功能需求之潮流在其卓越數(shù)值計(jì)算和圖示能力的基礎(chǔ)上又率先在專業(yè)水平上開(kāi)拓了其符號(hào)計(jì)算文字處理可視化建模和實(shí)時(shí)控制能力開(kāi)發(fā)了適合多學(xué)科多部門要求的新一代科技應(yīng)用軟件MATLAB。經(jīng)過(guò)多年的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)MATLAB以經(jīng)占據(jù)了數(shù)值軟件市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。在MATLAB進(jìn)

7、入市場(chǎng)前，國(guó)際上的許多軟件包都是直接以FTRAN、C語(yǔ)言等編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的。這種軟件的缺點(diǎn)是使用面窄，接口簡(jiǎn)陋，程序結(jié)構(gòu)不開(kāi)放以及沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的基庫(kù)，很難適應(yīng)各學(xué)科的最新發(fā)展，因而很難推廣。MATLAB的出現(xiàn)，為各國(guó)科學(xué)家開(kāi)發(fā)學(xué)科軟件提供了新的基礎(chǔ)。在MATLAB問(wèn)世不久的80年代中期，原先控制領(lǐng)域里的一些軟件包紛紛被淘汰或在MATLAB上重建。時(shí)至今日，經(jīng)過(guò)MathWks公司的不斷完善，MATLAB已經(jīng)發(fā)展成為適合多學(xué)科，多種工作平臺(tái)的功能

8、強(qiáng)大的大型軟件。在國(guó)外，MATLAB已經(jīng)經(jīng)受了多年考驗(yàn)。在歐美等高校，MATLAB已經(jīng)成為線性代數(shù)，自動(dòng)控制理論，數(shù)理統(tǒng)計(jì)，數(shù)字信號(hào)處理，時(shí)間序列分析，動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真等高級(jí)課程的基本教學(xué)工具；成為攻讀學(xué)位的大學(xué)生，碩士生，博士生必須掌握的基本技能。在設(shè)計(jì)研究單位和工業(yè)部門，章名33圖A.1矩陣的創(chuàng)建這種方法工作量大且容易出錯(cuò)，因此Matlab提供了許多函數(shù)和方法可以方便快速地創(chuàng)建矩陣。2）使用冒號(hào)創(chuàng)建矩陣。例A.1a=[pi:pi2:8]

9、a=3.14162.14161.14160.14160.85841.85842.85842.00003.00004.00005.00006.00007.00008.00002.特殊矩陣線性代數(shù)中有若干特殊意義和結(jié)構(gòu)的矩陣，在Matlab中可以很容易的通過(guò)函數(shù)的方式創(chuàng)建它們，見(jiàn)表A.1。表A.1特殊矩陣的創(chuàng)建生成矩陣的函數(shù)說(shuō)明zeros(ij)創(chuàng)建i行j列的全零矩陣ones(ij)創(chuàng)建i行j列的全1矩陣eye(ij)創(chuàng)建i行j列的對(duì)角線為

10、1的矩陣r(ij)創(chuàng)建i行j列的(01)均布的隨機(jī)矩陣[]創(chuàng)建一個(gè)空矩陣3.矩陣的運(yùn)算這里介紹矩陣的算術(shù)運(yùn)算、分塊和轉(zhuǎn)置。假設(shè)矩陣A和B已經(jīng)進(jìn)行了預(yù)先的定義，則執(zhí)行命令；得到矩陣A和B的和矩陣C；CAB??；得到矩陣A和B的差矩陣D；DAB??；得到矩陣A和B的乘積矩陣F；EAB?；當(dāng)矩陣A為實(shí)數(shù)矩陣時(shí)，得到的F就是A的轉(zhuǎn)置；而當(dāng)A為復(fù)數(shù)矩陣時(shí)，得到的FA?F是A共軛轉(zhuǎn)置。此外，在矩陣的算術(shù)運(yùn)算中，“除法”是必須特殊考慮和研究的。設(shè)AX